Sistema de comunicación de banda ancha.

Un sistema de comunicación con

- una red de comunicación (KN) basada en ATM para la transmisión de datos digitales,

- en cuyo trazado están dispuestos varios nodos de red de comunicación (KNK) como acceso a la red de comunicación (KN)

- de los que al menos uno está conectado con un servidor de red de comunicación (1), y

- adaptadores de terminal (TA) para la conexión de los terminales de comunicación (KE) a la red de comunicación (KN) a través de sus nodos (KNK),

en el que cada nodo (KNK1, KNK2...) comprende:

- una unidad de conmutación y conferencia (SWAC) que retransmite las señales que llegan a la misma desde un adaptador de terminal (TA1) a otro adaptador de terminal (TA2) y que eventualmente también puede establecer una conferencia entre más de dos adaptadores de terminal (TA1, TA2...),

- un gestor de interfaz de red (NIM) que sirve como interfaz del nodo (KNK1, KNK2...) con la red de comunicación (KN), y

- un convertidor A/D (A/D) que también es capaz de digitalizar señales analógicas de banda ancha,

caracterizado porque

está previsto un bloque de conferencia (CB) dispuesto en las unidades de conmutación y conferencia (SWAC) y por consiguiente en el nodo (KNK), en el que el bloque de conferencia adiciona las señales de los terminales (T1, T2...) participantes en la conferencia internamente y externamente en relación con el nodo respectivo (KNK) y en el que el bloque de conferencia proporciona la señal sumatorio a los terminales (T) participantes conectados internamente con este nodo (KNK), sustrayendo un filtro de conferencia (2) del bloque de conferencia (CB) las señales emitidas por el propio terminal (T) correspondiente antes de su entrega en el terminal (T), de modo que la unidad de conmutación y conferencia (SWAC) es capaz de efectuar conmutaciones de conferencias entre un número teóricamente ilimitado de participantes de manera que cada participante tiene acceso a las señales enviadas por todos los otros participantes a excepción de las señales emitidas por el propio participante que se filtran a través del filtro de conferencia (2) correspondiente.

Sistema de comunicación de banda ancha

I. Campo de aplicación

La invención se refiere a un sistema de comunicación de banda ancha y un procedimiento para su funcionamiento.

II. Transiendo técnico

Un sistema de comunicación semejante debe proporcionar una infraestructura de comunicación digital que esté diseñada en la práctica la mayoría de las veces para un servicio de comunicación determinado (transmisión de voz, transmisión de datos, el último en particular para una televigilancia o control remoto). Por consiguiente tanto las funciones de tratamiento como también el tipo y el alcance de las rutas de transmisión están diseñados conforme a estos usos principales.

Un sistema de comunicación semejante se da a conocer por ejemplo en el documento WO 02/21837 A.

Por tanto, a posteriori siempre surgen problemas o el coste siempre se aumenta fuertemente cuando se deben acoplar los sistemas de comunicación especificados presentes semejantes con otros sistemas de comunicación especificados, en particular cuando los sistemas de comunicación a acoplar presentan distintos requisitos en relación a disponibilidad, formato de datos, cantidad de datos, seguridad de manipulación y similares.

En particular en los sistemas de comunicación actuales semejantes no se ha introducido una señal analógica de banda ancha en la red de comunicación, sino que se ha transmitido en paralelo a esta red de comunicación para evitar la elevada densidad de los datos digitales que se produce en una digitalización y su transmisión actual en el tiempo.

III. Representación de la invención

a) Objetivo técnico

Por ello el objetivo según la Invención es crear un sistema de comunicación neutro respecto al servicio, en particular construido de forma modular y un procedimiento para su funcionamiento que se puede adaptar a los requerimientos de las más distintas tareas con bajo coste.

b) Solución del objetivo

Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones 1 y 12. Formas de realización ventajosas se deducen de las reivindicaciones dependientes.

Debido a la posibilidad de digitalizar señales analógicas de banda ancha y muy dinámicas, en la práctica cada tipo de señales acontecidas se digitalizan y por ello en consecuencia se convierten en comunicables en una red.

La conversión de las señales en el adaptador de terminal en el formato PCM es la primera etapa de la agrupación y hace posible la compactación temporal posterior, que es necesaria a continuación en el nodo individual a fin de poder transportar los datos a través del bus H.110 interno del nodo.

La unidad de conmutación y conferencia que controla la interconexión con otros participantes debe estar presente de forma lógica en cada uno de los nodos individuales.

También la transmisión a terminales que cuelgan de uno y el mismo nodo e incluso una y la misma unidad de adaptador de terminal (TAU) se realiza igualmente a través de la unidad de conmutación y conferencia (SWAC).

En cada nodo el gestor de interfaz de red (NIM) asume la conexión a través de la red con otros nodos (en el formato ATM), mientras que las conexiones internas de nodos solo se realizan por la unidad de conmutación y conferencia.

Debido a la elaboración de las reglas operacionales en el servidor y un almacenamiento de estas reglas en cada nodo individual, allí en el gestor de interfaz de red, la red también es funcional en caso de una caída del servidor.

Solo las nuevas configuraciones no se pueden realizar sin un servidor.

Por el contrario, igual que antes es posible un cierre de sesión e inicio de sesión de un usuario en otro terminal, asimismo un cambio de un terminal frente a otro terminal del mismo tipo.

Mediante la unión de cada adaptador de terminal con dos nudos de red se aumenta la seguridad frente a fallos de la red.

La conexión de varios terminales monocanal a solo un adaptador de terminal reduce el número de los adaptadores de terminal necesarios y es posible debido al número suficiente de canales, p. ej., cada vez 30 canales por adaptador de terminal.

La conexión Ethernet conducida adicionalmente al bus en bucle ATM entre los nodos individuales sirve para la transmisión de datos de control entre los nodos individuales y por consiguiente para la configuración de los terminales, de modo que este coste de control se conduce de forma separada de la carga útil que se transmite a través del bus ATM, lo que mejora la seguridad frente a fallos del sistema.

Adicionalmente la conexión de Ethernet también se puede usar para otros servicios, p. ej., para IP sobre voz en lugar de la conexión telefónica ISDN normal que funcionaría a través del bus ATM.

Mediante la configuración unitaria de los adaptadores de terminal, es decir, en particular interfaces unitarias según la norma E1 para la conexión con los nodos de red individuales, por un lado, e interfaz Ethernet unitaria, por otro lado, se simplifica el cableado y se iguala para todos los adaptadores de terminal.

La conexión Ethernet se continúa además desde los adaptadores de terminal hasta los terminales que se deben configurar sobre estos. En un terminal sencillo, por ejemplo, solo entradas de voz, se integran directamente los adaptadores de terminal para la disminución del tamaño constructivo y disminución del coste de cableado.

La especificación de los adaptadores de terminal sirve principalmente para transmitir de la forma más eficiente posible el respectivo tipo de señal específico. La reducción a solo pocos tipos de adaptadores de terminal reduce el coste de fabricación, almacenamiento y permite la intercambiabilidad mejorada.

Según el perfil de requisitos los adaptadores de terminal individuales contienen por consiguiente más o menos interfaces serie, interfaces de audio de banda ancha e interfaces de voz, dado que los intervalos de tiempo disponibles están limitados y se deben usar de forma óptima para el caso de aplicación correspondiente.

La carga útil se transmite entre los nodos en la norma ATM, dado que en este caso se trata de una transmisión determinista punto a punto con una calidad mínima garantizada de la transmisión.

Si la línea del bus en bucle ATM está interrumpida en un punto, la norma ATM garantiza que no obstante resultan accesibles todos los otros nodos mediante el cambio de la dirección de transporte en la línea de bus.

Las líneas presentes físicamente doblemente en el bus ATM aumentan, por un lado, la seguridad frente a fallos y sirven por el otro lado para la conducción y retorno de señales cuando la línea en bucle está interrumpida en un punto.

Las interfaces Ethernet presentes en paralelo representan una LAN separada que se podría hacer funcionar también según otra norma.

Mediante los elementos funcionales configurables libremente en los terminales, en particular en los terminales de control y voz (VCT), en el servidor se pueden almacenar los perfiles de usuario, de modo que se carga su perfil de usuario independientemente del lugar y por consiguiente del terminal en el que un usuario inicie la sesión.

En función de ello aparecen, por ejemplo, teclas de selección determinadas, fijadas, p. ej. virtuales, en la pantalla, p. ej. táctil, del terminal que solo están definidas para este usuario de esta manera.

La separación estricta de las rutas de datos rojos y negros, así datos confidenciales y no confidenciales, sirve para impedir de forma segura la emisión de datos confidenciales hacia fuera de la red de comunicación.

Pese al uso de las mismas líneas físicas se puede garantizar esto en el procedimiento de multiplexión por tiempo debido al uso de un intervalo de tiempo rojo y negro, separado uno de otro de forma fija temporalmente.

Una transmisión separada a través de hardware también sirve para evitar la mezcla de los dos tipos de señales, en tanto que a través de un filtro de hardware se garantiza que los datos rojos solo se transmiten en rutas de datos o intervalos de tiempo rojos y asimismo los datos negros solo en rutas de datos o intervalos de tiempo rojos.

La división de la señales en los canales individuales dentro de los adaptadores de terminal está fijada para los tipos individuales de los adaptadores de terminal según los canales.

Así, por ejemplo, un dato de adaptador de terminal está ocupado con un equipo de cifrado colgado, de modo que

- los canales 2 a 14 se usan para la carga útil de señales negras,

- el canal 15 para las señales de control de las señales negras,

- los canales 18 a 30 para la carga útil de las señales rojas.

Al contrario a... [Seguir leyendo]

1.- Un sistema de comunicación con

- una red de comunicación (KN) basada en ATM para la transmisión de datos digitales,

- en cuyo trazado están dispuestos varios nodos de red de comunicación (KNK) como acceso a la red de comunicación (KN)

- de los que al menos uno está conectado con un servidor de red de comunicación (1), y

- adaptadores de terminal (TA) para la conexión de los terminales de comunicación (KE) a la red de comunicación (KN) a través de sus nodos (KNK),

en el que cada nodo (KNK1, KNK2...) comprende:

- una unidad de conmutación y conferencia (SWAC) que retransmite las señales que llegan a la misma desde un adaptador de terminal (TA1) a otro adaptador de terminal (TA2) y que eventualmente también puede establecer una conferencia entre más de dos adaptadores de terminal (TA1, TA2...),

- un gestor de interfaz de red (NIM) que sirve como interfaz del nodo (KNK1, KNK2...) con la red de comunicación (KN), y

- un convertidor A/D (A/D) que también es capaz de digitalizar señales analógicas de banda ancha, caracterizado porque

está previsto un bloque de conferencia (CB) dispuesto en las unidades de conmutación y conferencia (SWAC) y por consiguiente en el nodo (KNK), en el que el bloque de conferencia adiciona las señales de los terminales (T1, T2...) participantes en la conferencia internamente y externamente en relación con el nodo respectivo (KNK) y en el que el bloque de conferencia proporciona la señal sumatorio a los terminales (T) participantes conectados internamente con este nodo (KNK), sustrayendo un filtro de conferencia (2) del bloque de conferencia (CB) las señales emitidas por el propio terminal (T) correspondiente antes de su entrega en el terminal (T), de modo que la unidad de conmutación y conferencia (SWAC) es capaz de efectuar conmutaciones de conferencias entre un número teóricamente ilimitado de participantes de manera que cada participante tiene acceso a las señales enviadas por todos los otros participantes a excepción de las señales emitidas por el propio participante que se filtran a través del filtro de conferencia (2) correspondiente.

2 - El sistema de comunicación según la reivindicación 1,

caracterizado porque

- en cada adaptador de terminal (TA) está presente al menos un convertidor A/D y/o D/A para la codificación de las señales analógicas de los terminales (T1...) en la PCM y para la decodificación de la PCM en señales analógicas para los terminales (T1...),

y/o en particular

- cada nodo (KNK1, KNK2...) presenta varias interfaces de usuario (UIOE1.1, UIOE1.2...) a las que están conectados respectivamente una pluralidad de adaptadores de terminal (TA), en particular ocho adaptadores de terminal (TA), a través de la norma E1 mediante una fibra óptica o cable de cobre, y/o en particular

- en el interior de un nodo (KNK1, KNK2) los datos se transportan a través de un bus interno de nodo, en particular un bus H.110, pero en el mismo formato E1 que la comunicación entre los adaptadores de terminal (TA) y las interfaces de usuario (UIOE) y, en particular, la unidad de conmutación y conferencia (SWAC) clasifica cronológicamente las señales provenientes de los TA en los intervalos de tiempo del bus interno de nodo más rápido.

3.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- la red de comunicación (KN) entre los nodos (KNK) está constituida por rutas de datos modulados por división de tiempo (autopistas TDM) en el formato ATM y/o en particular

- el gestor de la interfaz de red (NIM) convierte los datos presentes en el formato E-1 en el formato ATM, entre otros formatos, y/o en particular

- la unidad de conmutación y conferencia (SWAC) es capaz de transmitir los paquetes de datos entre los nodos en paralelo a través de hasta 13 canales con 64 kHz respectivamente.

4.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- el convertidor A/D (A/D) explora señales analógicas de banda ancha a 48 kHz y las codifica con 16 bits en 12 Intervalos de tiempo TDM de 64 kbps respectivamente para el transporte a través de la red y el convertidor D/A correspondiente reconvierte los 12 Intervalos de tiempo TDM recibidos en señales de audio correspondientes de banda ancha,

y/o en particular

- el convertidor A/D (A/D) está configurado para descomponer una señal digital serie que incluye las señales de control asociadas mediante la exploración con alta resolución en pequeñas unidades de datos y el convertidor D/A en el terminal receptor (T) es capaz de recomponer las pequeñas unidades de datos formando la señal digital serie original.

5.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

el convertidor A/D (A/D) explora con alta resolución una señal digital serle y la codifica con 1 bit por punto de exploración en varios Intervalos de tiempo TDM paralelos.

6.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

en el servidor (1) se elaboran las reglas operaclonales para los controles de acceso (NIM) en los nodos individuales (KNK) y/o la distribución de tareas en la unidad de control central (CPU) presente en cada nodo (KNK) y, por consiguiente, se almacenan en cada nodo (KNK) en la red (KN) y/o en particular

- varios adaptadores de terminal (TA), en particular 2x8 adaptadores de terminal (TA) están alojados en una unidad de adaptador de terminal (TAU) y/o en particular

- cada terminal (T) configurado para el envío y recepción solo está conectado mediante un adaptador de terminal (TA) y éste está conectado a uno o a dos nodos de red (KNK) por motivos de redundancia.

7.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- un adaptador de terminal (TA) puede estar conectado con varios terminales de voz monocanal (T), y/o en particular

- los nodos (KNK) disponen de interfaces Ethernet adicionales, en particular interfaces Ethernet 100/1000 Mb, para la integración de servicios IP.

8.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- los adaptadores de terminal (TA) poseen interfaces unitarias según la norma E1 para la conexión al nodo de red (KNK) y en particular comprenden adicionalmente una interfaz Ethernet unitaria, y/o en particular

- el adaptador de terminal (TA) está integrado en terminales (T) que solo sirven como entradas de voz.

9.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

se proporcionan adaptadores de terminal (TA) separados en diferentes variantes, en particular como

- radio TA para la conexión de terminales con prioridad en la transmisión de audio,

- datos TA para la conexión de terminales con prioridad en la transmisión de datos, y

- voz TA para la conexión de terminales con prioridad en audio y voz.

10.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- la red de comunicación (KN) está realizada en doble redundancia, en particular mediante líneas físicamente dobles y cada nodo (KNK) está conectado con dos líneas (RL1, RL2) al menos con otros dos nodos,

y/o en particular

- la línea de la red de comunicación (KN) entre los nodos (KNK) es una línea en bucle (RL1, RL2), y/o en particular

- todos los adaptadores de terminal (TA) y/o todos los nodos (KNK) están conectados entre sí con los otros elementos analógicos respectivos y también elementos específicos interconectados paralelamente a la red de comunicación (KN) a través de una LAN, en particular según la norma Ethernet, en particular solo para la transmisión de datos de control.

11.- El sistema de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- al menos algunos terminales (T1, T2...), en particular los terminales de audio de control y voz (VCT) presentes como entradas de voz Internas del sistema pueden configurarse libremente con respecto a sus elementos funcionales y en particular disponen de una pantalla táctil (3) que puede representar libremente elementos funcionales configurables y porque en la red de comunicación (KN), en particular en su servidor (1), están almacenados los perfiles de usuario que contienen una configuración definida específica del usuario de determinados terminales (T), en particular todos los terminales presentes, y/o en particular

- al menos en la red de comunicación (KN), por tanto en las autopistas TDM, así como en los nodos (KNK), en particular también en las líneas en estrella (SL) entre los adaptadores de terminal (TA) y los nodos (KNK) como también en los adaptadores de terminal (TA), está presente una separación estricta de las rutas de datos rojos (r) relevantes para la seguridad y las rutas de datos negros (s) no relevantes para la seguridad, que discurren en particular en la misma línea física, solo separadas temporalmente, y/o en particular

- las rutas de datos rojos (r) y negros (s) están separadas cuando se usan las mismas líneas físicas (Lr, Ls) por intervalos de tiempo delimitados fijamente unos de otros en el procedimiento de multiplexación por tiempo

(TDM).

12.- Un procedimiento para el funcionamiento de un sistema de comunicación con

- una red de comunicación (KN) basada en ATM, en particular en bucle, para la transmisión de datos digitales,

- en cuyo trazado están dispuestos varios nodos de red de comunicaciones (KNK) como acceso a la red de

comunicación (KN),

- de los que al menos uno está conectado con un servidor de red de comunicación (1), y

- adaptadores de terminal (TA) para la conexión de los terminales (T) a la red de comunicación (KN) a través de sus nodos (KNK),

- al menos un conversor A/D (A/D) para la conversión de señales analógicas en señales digitales, en el que también se dlgltalizan señales analógicas de banda ancha en particular de 0 kHz a 22 kHz y/o con un rango dinámico de hasta 80 dB,

caracterizado porque

- entre más de dos terminales (T) pueden llevarse a cabo conmutaciones de conferencia ya que cada participante puede emitir y recibir de manera que cada participante recibe las señales de todos los otros participantes, pero las señales enviadas por el propio participante ya no se transfieren a este participante y en particular se filtran por el filtro de conferencia (2) a él asociado.

13.- El procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque

- en cada adaptador de terminal (TA) está previsto al menos un convertidor A/D y/o D/A para la codificación de las señales analógicas de los terminales (T1...) en la PCM y para la decodlficaclón de la PCM en señales analógicas para los terminales (T1...) y/o en particular

- la unidad de conmutación y conferencia (SWAC) transmite las células de datos digitalizadas entre los nodos (KNK) en paralelo a través de hasta 13 canales con 64 kHz respectivamente.

14.- El procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque

- en cada nodo (KNK) se proporcionan varias interfaces de usuario (UIOE1.1, UIOE1.2...) a las que están conectados respectivamente una pluralidad de adaptadores de terminal (TA), en particular ocho adaptadores de terminal (TA) a través de la norma E1 mediante conductores de fibra óptica o cables de cobre y/o en particular

- los datos digitales serie (por ejemplo datos de PC) que llegan desde un terminal (T) al adaptador de terminal (TA1) junto con las señales de control asociadas se descomponen en pequeñas unidades de datos que se transmiten a través de la red de comunicación (KN) y se recomponen en el adaptador de terminal de salida (TA2) de nuevo formando la señal digital señe original sin desplazamiento temporal inadmisible de las unidades de datos entre sí.

15.- El procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque

- la descomposición de los datos digitales serie en pequeñas unidades de datos se realiza por una exploración con alta resolución de la señal digital señe mediante el conversor A/D (A/D) y por clasificación de las unidades de datos obtenidas en varios Intervalos de tiempo TDM paralelos, y/o en particular

- los canales individuales están divididos en Intervalos de tiempo según el procedimiento de multiplexación en el tiempo (TDM).

16.- El procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque

- en las conmutaciones de conferencia cada participante emite en un canal propio, en particular configurado como un Intervalo de tiempo, recibe en otro canal, en particular un intervalo de tiempo, mezclándose y separándose los canales en la unidad de conmutación y conferencia (SWAC).

17.- El procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque

- los datos rojos (r) relevantes para la seguridad y los datos negros (s) no relevantes para la seguridad se manipulan y transportan estrictamente separados, en particular mediante separación estricta en el intervalo de tiempo y/o en particular

- al Iniciar una sesión un usuario en un terminal (T) a este terminal pasa un perfil de usuario almacenado en el servidor (1) de la red de comunicación (KN), perfil de usuario a través del cual el terminal (T) configurado de forma neutra se configura específicamente en relación con sus unidades de entrada y/o salida, en particular se muestran elementos de entrada o salida (4a, b) definidos por el usuario en su pantalla táctil (3) y/o en particular

- el servidor (1) de la red de comunicación (KN) está conectado con al menos dos nodos (KNK) y en caso de Interrupción de la conexión principal con un primer nodo, el servidor (1) conmuta automáticamente a una de las conexiones secundarias con otro nodo (KNK).

18.- El procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque

- los filtros rojo / negro (F-r/s) se protegen de forma permanente contra cualquier modificación dividiendo los datos rojos (r) y los datos negros (s) transmitidos en la misma línea en intervalos de tiempo en rutas de datos rojos y negros (Lr, Ls) separadas, porque los filtros (F-r/s) están caracterizados constantemente por códigos de filtro diferentes que están almacenados de forma inmodificable en la EPROM del filtro y se activan mediante la selección del código, donde el filtro se desactiva cuando se predetermina de manera repetida un valor de código erróneo, emitiéndose una alarma con mensaje de error en el nodo correspondiente y en el servidor y suspendiéndose el funcionamiento del nodo (KNK) hasta que se confirma la alarma manualmente en el nodo (KNK), y/o en particular

- en el caso de una línea en bucle (RL1, RL2) Interrumpida en dos puntos de la red de comunicación (KNK), las unidades de control (CPU) de los nodos (KNK) y/o de los servidores (1) de la red de comunicación (KN) siguen haciendo funcionar automáticamente los diversos componentes de la red de comunicación como redes parciales (KNK1, KNK2) separadas.