ES2223986T3

ES2223986T3 - Procedimiento para el ajuste de una memoria intermedia inestable en una central de acceso internacional de medios.

Info

Publication number: ES2223986T3
Application number: ES02007139T
Authority: ES
Inventors: Peter Goldstein
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: EP1349334B1; ATE277468T1; DE50201096D1; US20030185222A1; EP1349334A1

Abstract

Procedimiento para el ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable en una central de acceso internacional de medios (3A, 3B) que está insertada entre una red conmutada de cable (6) y una red conmutada en paquetes (1), siendo conducidos a través de la central de acceso internacional de medios (3A, 3B) servicios de voz y servicios de datos en la banda de voz y la central de acceso internacional de medios (3A, 3B) comprende una memoria intermedia inestable (12) y con una función de detección de tonos (10) son detectados tonos en la banda de voz, de manera que para cada comunicación en la dirección de la red conmutada en paquetes (1) se lleva a cabo con un control (11) el ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable, caracterizado porque para cada comunicación en la dirección de la red conmutada de cable (6) con otra función de detección de tonos (10) son detectados tonos, de manera que en función del servicio establecido se lleva a cabo a través del control (11) un ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable.

Description

Procedimiento para el ajuste de una memoria intermedia inestable en una central de acceso internacional de medios.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable en una central de acceso internacional de medios que está insertada entre una red conmutada de cable y una red conmutada en paquetes según el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente y a una central de acceso internacional de medios para la realización del procedimiento según la reivindicación 7 de la patente.

La presente invención se refiere al campo de la transmisión por FAX/Módem en la banda de voz y del tráfico de voz a través de la red conmutada de cable, como por ejemplo PSTN e ISDN. Una red conmutada de cable ofrece una calidad muy alta del servicio, especialmente el tiempo de propagación entre los puntos finales (= abonados / terminales) es constante. Los operadores de la red emplean cada vez en mayor medida, en la llamada red principal, también para aplicaciones en tiempo real, por ejemplo voz o bien datos en la banda de voz, una red conmutada en paquetes. A continuación, para evitar ambigüedades, allí donde sea necesario se utiliza la nomenclatura en lengua inglesa de la ITU (International Telecomunication Union) y de la IETF (Internet Engineering Task Force).

La figura 1 muestra una configuración típica de la red. Los abonados / terminales en una red conmutada de cable o bien red de conexión 6 están conectados a través de una llamada red principal 1. que se basa en el protocolo de Internet. La comunicación entre la "red conmutada de cable" y la "red conmutada en paquetes" se realiza para la información útil (por ejemplo, voz, FAX/Módem) a través de las llamadas centrales de acceso internacional de medios 3_{A}, 3_{B}. Puesto que una parte de un trayecto de transmisión "conmutada de cable" se realiza con una red conmutada en paquetes, el retraso entre los puntos finales no es ya constante, puesto que los paquetes de datos pueden tomar caminos diferentes y son procesados en los elementos de la red (por ejemplo, encaminador) a través de sistemas de cola de espera y, por lo tanto, presentan tiempos de propagación diferentes. Con una memoria intermedia inestable en las centrales de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}) se compensa la variabilidad del tiempo de llegada de los paquetes de datos entrantes, estando previsto para el servicio de voz en este caso un tamaño de memoria intermedia variable. Esto es necesario porque en el servicio de voz debe mantenerse el retraso lo más pequeño posible, para que se pueda adaptar el tamaño de la memoria intermedia de una manera dinámica a la particularidad momentánea. En cambio, para el servicio de datos. Es decir, servicios de Fax o Módem en la banda de voz, los retrasos son relativamente poco críticos, estando excluidos en la mayor medida posible las pérdidas de datos. A tal fin, se prevé un tamaño de la memoria intermedia fijo, pero más elevado. Esto con la esperanza de que para cada paquete entrante esté presente todavía espacio en la memoria intermedia. Puesto que, en general, el controlador de la central de acceso internacional de medios no recibe, a través de la señalización, ninguna indicación exacta con respecto al tipo de la información útil (voz o bien datos en la banda de voz), se lleva a cabo en estos casos un ajuste previo de las centrales de acceso internacional de medios para voz (es decir, por ejemplo una memoria intermedia inestable variable). Por los motivos mencionados anteriormente, se lleva a cabo para el tráfico de datos una conmutación a un tamaño fijo de la memoria intermedia. La conmutación se inicia desde un detector de tonos o una función de detección de tonos 10 en la trayectoria de emisión de la central de acceso internacional de medios 3_{B} del lado B (dirigido hacia el abonado / terminal llamado). En este caso, esto se realiza con un mensaje al controlador de la central de acceso internacional de medios, desde el que se induce de nuevo a la central de acceso internacional de medios en el lado A (dirigido hacia el abonado / terminal que llama) a realizar una conmutación del tamaño de la memoria intermedia. No obstante, esta conmutación implica el problema de que en este caso en la señal a transmitir se simula un salto de fases y/o una pausa de la señal. Así, por ejemplo, un compensador de eco puede interpretar el tono de desactivación para barreras del eco (2100 Hz continuos) como tono de desactivación para barreras de eco y compensadores de eco (2100 Hz con salto de fases) o un terminal puede evaluar la pausa de la señal en una señal como error de transmisión. Para los procedimientos de transmisión como QAM (Modulación de la Amplitud en Cuadratura) se representan las señales digitales a través de una combinación de cuatro fases y cuatro amplitudes. Una distorsión a través de la conmutación a un tamaño de memoria intermedia fijo provoca necesariamente una interferencia o falsificación de la información transmitida.

En la publicación DE 100 53 065 A1 (Siemens Information and Communication Networks, Inc. Boca Raton) se publica un procedimiento para memoria intermedia inestable adaptable, en el que se ajusta de forma dinámica el tamaño de la memoria intermedia inestable y en concreto de acuerdo con la inestabilidad respectiva de la secuencia actual. Los contenidos de la memoria intermedia inestable son verificados durante una comunicación. En el caso de que el retraso o el retraso medio en la memoria intermedia descienda a un valor umbral predeterminado, entonces se eleva el tamaño de la memoria intermedia inestable.

En la publicación de patente EP 0 577 269 B1 (AT&T Corp.) se publican un procedimiento y un dispositivo, en los que se transmiten paquetes de datos con atributos de prioridad, típicamente con el procedimiento ATM (Modo de Transferencia Asíncrona). De esta manera, en función de una pluralidad de comunicaciones de la misma prioridad se produce igualmente el fenómeno de la inestabilidad. Para reducirlo en aplicaciones en tiempo real, como por ejemplo voz o vídeo, se propone una Tabla, en la que, en función de la prioridad, se predetermina otra prioridad para garantizar una "inestabilidad en el peor de los casos" relativa.

Para una transmisión basada en el protocolo de Internet, el mecanismo de la provisión de la prioridad solamente es implementado con la versión IP V6. Además, éste no sería aplicable porque de esta manera se produciría un tráfico de señalización significativo relacionado con la asignación de prioridades entre el controlador de la central de acceso internacional de medios y la central de acceso internacional de medios asociada y la inestabilidad puede aparecer también por sí misma por diferentes vías y niveles de llenado de las colas de espera. Una posible fijación de las prioridades con IPv4 (Diffserv, Intserv) solamente provoca un tratamiento preferido de los paquetes prioritarios. Esto solamente sirve de ayuda cuando aparecen paquetes con diferentes prioridades.

Por lo tanto, la presente invención tiene el cometido de indicar un procedimiento y una central de acceso internacional de medios, que evitan los efectos de interferencias sobre señales de una frecuencia o de frecuencias múltiples, provocados a través de una manipulación de la memoria intermedia durante el cambio de voz a datos en la banda de voz.

Este cometido se soluciona, según la invención, a través del procedimiento indicado en la reivindicación 1 de la patente y a través de la central de acceso internacional de medios indicada en la reivindicación 7 de la patente.

Las configuraciones ventajosas de la invención están indicadas en otras reivindicaciones.

Según el procedimiento acorde con la invención, según el cual para cada comunicación en la dirección de la red conmutada de cable se detectan tonos con otra función de detección de tonos, de manera que, en función del servicio establecido, se lleva a cabo un ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable a través del control, se puede realizar una manipulación de la memoria intermedia inestable durante el cambio desde el servicio de voz al servicio de datos (en la banda de voz) en tiempo real, sin que se produzca en primer lugar un efecto de interferencia en la señal a transmitir y sin que el controlador de la central de acceso internacional de medios deba iniciar esta manipulación, que no podría realizarse entonces en tiempo real.

i): Puesto que la otra función de detección de tonos indica una desactivación del tono de una función de supresión del eco integrada en la central de acceso internacional de medios para la desconexión de una supresión externa de eco, se puede evitar una merma de la calidad en la transmisión, provocada por dos funciones de supresión del eco activadas (segunda función de supresión del eco en el Módem) (reivindicación 2 de la patente).

ii): Puesto que el control lleva a cabo un ajuste previo del tamaño de la memoria intermedia inestable para el servicio de datos en la banda de voz o bien desde un controlador de la central de acceso internacional de medios o desde la función de detección de tonos en la dirección de la red conmutada en paquetes, se pueden excluir las interferencias en el intercambio de información de los terminales al comienzo de una comunicación, independientemente del servicio realmente establecido (reivindicación 4 de la patente).

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda de los dibujos. En este caso:

La figura 1 muestra un escenario de una red con una red principal conmutada en paquetes.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de una central de acceso internacional de medios según la invención.

Como ya se ha indicado, la figura 1 muestra un escenario de una red con una red conmutada en paquetes 1 como red principal de una red conmutada de cable o bien red de conexión 6. La red conmutada de cable 6 es designada a continuación de una manera alternativa al signo de referencia 6 con TDM o red TDM. Para un abonado a la red TDM no es visible en este caso que se ha insertado una red de paquetes para una comunicación determinada con otro abonado intermedia como red de transporte o bien como red principal. Esta red de paquetes 1 puede estar realizada, por ejemplo, como red principal ATM o como red principal IP (sobre ATM). Para la explicación adicional de la presente invención se supone que el abonado A se encuentra en el lado izquierdo de la figura 1. Por lo tanto, la central de acceso internacional de medios en el lado del abonado A está provista con el signo de referencia 3_{A}, y de una manera correspondiente en el lado del abonado B, la central de acceso internacional de medios está designada con el signo de referencia 3_{B}. Las instalaciones de transmisión están provistas con flechas. Las centrales de acceso internacional de medios 3_{A}, 3_{B} son controladas por un controlador común o por dos controladores 4 separados de las centrales de acceso internacional de medios asociadas. En la figura 1, la red principal se compone del encaminador de borde 2, que lleva a cabo una adaptación de interfaces entre la interfaz (por ejemplo Ethernet) de las centrales de acceso internacional de medios y los controladores de las centrales de acceso internacional de medios, por una parte, y la interfaz del encaminador de núcleo, por otra parte, y de una pluralidad de encaminadores de núcleo, simbolizados como red de transporte. El abonado H.323 o SIP puede estar conectado también directamente a la llamada red principal; no es obligatorio un encaminador de borde 2.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de una central de acceso internacional de medios 3 según la invención. El reconocimiento de la actividad de voz 13 está previsto para un aprovechamiento óptimo de la anchura de banda en la red de paquetes 1. A tal fin, se induce al Codificador de Protocolos en Tiempo Real 14_{E} a no enviar paquetes útiles durante las pausas de voz, sino un paquete de control con el contenido "Ruido de Comodidad", para que en el otro lado (lado A o B) sea generada una señal correspondiente como "Ruido rosa", para que el oyente no tenga la impresión de que se ha interrumpido la comunicación. El reconocimiento de la actividad de voz genera una información de este tipo en virtud de un nivel bajo permanente, por ejemplo < 31 dBm0. Para la explicación se supone que se trata de la central de acceso internacional de medios 3_{A} en el lado de un abonado A. No obstante, las centrales de acceso internacional de medios 3_{A} y 3_{B} están realizadas con preferencia con funciones idénticas. En la central de acceso internacional de medios 3_{A} está dispuesto, en el lado TDM para las comunicaciones que proceden desde este lado, un detector de tonos 10 que, en virtud de una señal determinada de una frecuencia o de frecuencias múltiples, puede distinguir una transmisión de fax o módem de una transmisión de voz. A continuación se agrupan los servicios de fax o módem bajo el concepto "servicio de datos en la banda de voz". En virtud de esta distinción, de acuerdo con el estado de la técnica, se lleva a cabo un ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable de la siguiente
manera.

Servicio de voz:

: Tamaño de la memoria intermedia variable

Servicio de datos en la banda de voz:

: Tamaño fijo de la memoria intermedia, pero relativamente alto.

De la misma manera correspondería al estado de la técnica si el ajuste relacionado con el servicio del tamaño de la memoria intermedia inestable fuese ocasionado desde el controlador de la central de acceso internacional de medios. Esto se representa en la figura 2 con la comunicación MGC. Puesto que en las comunicaciones de fax / módem, en determinadas circunstancias, la comunicación comienza con una señal, que se propaga desde B hacia A -aunque el deseo de comunicación ha sido iniciado desde A!-, debe preverse otra función de detección de tonos 10, que está dispuesta en la dirección TDM. Con preferencia, esta otra función de detección de tonos 10 está dispuesta en la dirección de la red TDM a continuación de la memoria intermedia inestable. Según la invención, se utiliza ahora una función de detección de tonos 10 de este tipo para ajustar el tamaño de la memoria intermedia inestable en la dirección de la red conmutada de cable o bien la red de conexión en función del servicio establecido. El ajuste propiamente dicho se realiza de una manera idéntica a la explicada anteriormente con relación al servicio de voz o bien al servicio de datos en la banda de voz. Además, en un desarrollo preferido de la invención, con esta otra función de detección de tonos 10 se reconoce también el tono de desactivación y se indica a una supresión de eco 15 que está integrada adicionalmente en la central de acceso internacional de medios 3. Esta supresión de eco 15, que está especificada de una manera genérica según ITU-T Rec. G.164 como barrera de eco, presenta una compensación de eco según ITU-T Recs. G.165 o G.168. La función del desactivador de tono integrado consiste en desconectar, en virtud de un ton o de desactivación detectado, el compensador de eco 15 activado durante el periodo de tiempo de una comunicación de FAX / módem. Al término de la comunicación de FAX / módem mencionada anteriormente, la supresión del eco 15 adopta de nuevo el estado original (activado o desactivado). La función de supresión del eco 15 puede estar asociada de una manera permanente a las comunicaciones (divisiones de tiempo), en función de la forma de ejecución o puede ser asociada de una manera dinámica desde un centro a las comunicaciones. La función de detección de tonos 10 representada en la figura 2 está implementada con preferencia sólo una vez y es llamada varias veces de forma dinámica con un entorno de tiempo de propagación (proceso) propio respectivo y una pila propia de acuerdo con el volumen de tráfico. Esto permite una ejecución esencialmente ventajosa de la presente invención, puesto que ya está presente de todos modos una función de detección de tonos 10 en una central de acceso internacional de
medios.

La comunicación de la función de detección de tonos 10 con un control 11 para el tamaño de la memoria intermedia inestable fija este tamaño en un valor predeterminado a través de la función de detección de tonos 10. El control 11 posibilita, como anteriormente, al controlador de la central de acceso internacional de medios (ver el signo de referencia MGC en la figura 2) ajustar el tamaño de la memoria intermedia inestable en la dirección TDM \rightarrow red en paquetes. Este valor debería seleccionarse tan grande que no se produjera ninguna pérdida de paquetes en virtud de un tamaño demasiado pequeño de la memoria intermedia inestable. Según la invención, ahora se lleva a cabo un ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable en la dirección red en paquetes \rightarrow TDM en virtud de un servicio establecido en la banda de voz según la dirección mencionada anteriormente. Para ambos servicios está previsto, en particular, lo siguiente:

1. Servicio de voz

Para un servicio de voz es imprescindible un retraso mínimo. A tal fin, se mide la inestabilidad en la unidad 14_{D} y se predetermina un tamaño mínimo de la memoria intermedia inestable frente a las pérdidas de paquetes establecidas. La unidad 14_{D} comprende, sobre la misma capa, la función Protocolo de Transporte en Tiempo Real RTP, junto con el Protocolo de Control en Tiempo Real. La unidad 14 ofrece servicios como, por ejemplo, la detección de la pérdida de paquetes, la identificación del contenido de los paquetes, la disposición de los paquetes entrantes en la secuencia emitida originalmente. Las señales de voz son la mayoría de las veces estacionarias, consideradas en unidades de tiempo pequeñas. Por lo tanto, una modificación / reducción constante del tamaño de la memoria intermedia inestable y un algoritmo para la compensación de los paquetes perdidos no tienen ninguna influencia negativa significativa sobre la calidad de la voz.

2. Servicio de datos en la banda de voz

Para el servicio de datos en la banda de voz, entre otras cosas debido al tráfico de datos "en ráfagas", el retraso es menor crítico que una pérdida de paquetes. Esto tiene como consecuencia que la característica del tono debería estar influenciada por ello en la menor medida posible. Por lo tanto, la función de detección de tonos 10 debe estar en condiciones de detectar los saltos de fases que se producen eventualmente en una señal de tono de la misma frecuencia (por ejemplo, 2100 Hz con o sin salto de fases. Cuando la función de detección de tonos 10 establece en la dirección TDM \rightarrow red en paquetes 1 un servicio de Fax/Módem en la banda de voz, entonces se ajusta la memoria intermedia inestable en la dirección red en paquetes 1 \rightarrow TDM en el valor fijo suficientemente grande mencionado al principio. Esto permite a la función de detección de tonos 10 detectar todos los tonos en la dirección red en paquete 1 \rightarrow TDM y llevar a cabo de forma correcta la representación para la desactivación del tono de la función de supresión del eco 15.

Lista de signos de referencia empleados

1: Red de transporte, que se basa en el Protocolo de Internet, llamada también Red Principal IP.

2: Encaminador de Borde, establece la comunicación entre la central de acceso internacional de medios y el control de la central de acceso internacional de medios, por una parte, y las instalaciones de la red de transporte, por otra parte.

3, 3_{A}, 3_{B}: Central de acceso internacional de medios, central de acceso internacional de medios en el lado del abonado A y B, respectivamente.

4: Controlador de la central de acceso internacional de medios.

5: Abonado H.323, abonado SIP.

6: Red TDM

10: Detector de tonos, función de detección de tonos

11: Control del tamaño de la memoria intermedia inestable

12: Memoria intermedia inestable

13: Detección de la actividad de voz, Voice Activity Detection VAD

14D: Decodificador de Protocolo en Tiempo Real; RTP_{D}

13E: Codificador de Protocolo en Tiempo Real; RTP_{E}

15: Función de supresión de tono interno

Lista de las abreviaturas utilizadas

IP: Protocolo de Internet

ISDN: Red Digital de Servicios Integrados

PSTN: Red de Telecomunicaciones Pública Conmutada

ATM: Modo de Transferencia Asíncrona

IP sobre ATM

TDM: Múltiple por División de Tiempo

ITU: Unión Internacional de Comunicaciones

ITU-T: Sector de Normalización de Telecomunicaciones de la ITU

Índice de bibliografía

G.164	Apparatus associated with long-distance Telephone circuits and other terminal Equipments
	Echo Suppressors
	© ITU 1988, 1993

G.165	General cgharacteristics of international telephone connections and international telephone circuits
	Echo Cancellers
	(03/1993)

G.168	\begin{minipage}[t]{145mm} International telephone connections and circuits - Apparatus associated with long-distance Telephone circuits \end{minipage}
	Digital network echo cancellers
	Abril 2000

Claims

1. Procedimiento para el ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable en una central de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}) que está insertada entre una red conmutada de cable (6) y una red conmutada en paquetes (1), siendo conducidos a través de la central de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}) servicios de voz y servicios de datos en la banda de voz y la central de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}) comprende una memoria intermedia inestable (12) y con una función de detección de tonos (10) son detectados tonos en la banda de voz, de manera que para cada comunicación en la dirección de la red conmutada en paquetes (1) se lleva a cabo con un control (11) el ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable, caracterizado porque para cada comunicación en la dirección de la red conmutada de cable (6) con otra función de detección de tonos (10) son detectados tonos, de manera que en función del servicio establecido se lleva a cabo a través del control (11) un ajuste del tamaño de la memoria intermedia inestable.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la otra función de detección de tonos (10) indica una desactivación del tono de una función de supresión del eco (15) integrada en la central de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la otra función de detección de tonos (10) ajusta un tamaño de la memoria intermedia inestable variable para el servicio de voz y un tamaño de la memoria intermedia inestable fijo para el servicio de FAX/Módem.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el control (11) realiza o bien desde un controlador de la central de acceso internacional de medios o desde la función de detección de tonos (10) en la dirección de la red conmutada en paquetes un ajuste previo del tamaño de la memoria intermedia inestable para el servicio de datos en la banda de voz.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la otra función de detección de tonos (10) está dispuesta entre la memoria intermedia inestable (12) y la red conmutada en paquetes (6).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque aguas arriba de la memoria intermedia inestable (12), sobre el lado de la red conmutada en paquetes (1) está conectado un Decodificador de Protocolo en Tiempo Real (14_{D}), en el que se mide la inestabilidad y se predetermina un tamaño mínimo de la memoria intermedia inestable frente a las pérdidas establecidas de paquetes.

7. Central de acceso internacional de medios (3_{A}, 3_{B}), que está insertada entre una red conmutada de cable (6) y una red conmutada en paquetes (1), con medios para la realización de las etapas del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6.