专利名称：定带宽电话信号和变带宽传真信号帧中继通信方法和网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，尤其是使用帧中继格式的电话和传真通信网络。
日本公开的专利平6-105115中公开了一种通信网络，在其中来自用户电话的信号是在通信链路的发送端汇编成53字节ATM信元用于发送，并且是在接收端分解成原始的格式。在另一方面，来自传真终端的信号被有被编成ATM信元格式。它们是被分成预定长度的并由电话信号的ATM信元时分多路复用的字块并发送。在接收端，发送的信号被相互多路分用以恢复原始电话信号和传真数据。在此已有技术能够避免将被ATM信元字头浪费的传真发送过量使用的同时，传真通信的带宽是固定的，且如果它高于ATM信元的传送速度则不可能变换到满足需要的发送速度。在这种环境下，则引起回退过程以便在降低的速度上进行传真通信。
因此，如果请求的传真传送速度高于电话相关声频信号的传送速度时，需要支持该请求的传真传送速度。
因此本发明的一个目的是提供一种通信方法和网络，在该网络中传真通信的带宽是在链路资源的一部分被分配给音频传送之后，由余下的可用通信链路资源确定的。
根据本发明的第一方面，提供了由通信链路互连的信源和目标帧中继单元之间的一种通信方法。按照此方法，信源帧中继单元响应来自一信源终端的信号信息确定终端之间的通信链路是否有足够的带宽，以预定的速度和帧中继格式传送声音信号，且如果链路具有足以传送声音信号的带宽，则将信号信息传送到目标帧中继单元以建立信源终端和目标终端之间的连接，以便使引导音信号以目标终端发送到信源终端。如果链路没有足以传送声音信号的带宽，那么信源帧中继单元向信源终端返回一占线音信号。对应于引导音信号，目标帧中继单元确定链路是否具有足以支持预定的声音信号速度和引导音信号所需速度之间差速的保留带宽，以便以帧中继格式传送传真信号。如果链路能够支持该差速，那么信源和目标终端能够以所需速度交换传真数据。否则，信源和目标终端被控制为以低于所需速度的一速度交换传真信号。
根据本发明第二方面，本发明提供了一种通信网络，它包括按照帧中继格式提供帧组合和分解的一第一帧组合/分解器、连接在第一电话交换系统和第一帧组合/分解器之间的一第一音频压缩扩展器、连接在第一电话交换系统和第一帧组合/分解器之间的一第一传真收发信机、以及一第一控制器。第一控制器是响应来自第一电话交换系统的信号信息，用于确定通信链路是否具有足以传送来自第一音频压缩扩展器的压缩信号的带宽，如果链路具有足够的带宽则向通信链路传递信号信息，如果链路不具有足够的带宽则向第一电话交换系统返回一占线音信号。网络还包括通过通信链路连接到第一帧组合/分解器的一第二帧组合/分解器，用于按照帧中继格式提供帧组合和分解、连接在第二电话交换系统和第二帧组合/分解器之间的一第二音频压缩扩展器、连接在第二电话交换系统和第二帧组合/分解器之间的第二传真收发信机、以及一第二控制器。第二控制器响应于来自通信链路的信号信息以建立第二电话交换系统中的连接，以致语音信号可以在第一和第二音带压缩扩展器之间发送，并响应于来自第二电话交换系统的引导音信号用于确定链路是否具有支持压缩信号传输速度和引导音信号所需速度之间速度的保留带宽。如果链路能够支持该差速度，那么第二控制器允许第一和第二传真收发机以所要求的速度交换传真信号，且如果链路不支持该差速度，则使它们以此所需速度低的一速度交换传真信号。
将参照附图对本发明进一步的详细描述。
图1是本发明的帧中继网络的方框图；图2A是在作为信源端控制器操作时控制器的工作流程图；图2B是在作为目标端控制器操作时控制器的工作流程图。
参照图1，其中示出了本发明的一帧中继通信网络。该网络通常包括由通信链路7互连的帧中继单元1A和1B。每个帧中继系统包括一音频压缩扩展器(压缩器/扩展器)2、一控制器3和一传真收发信机4，它们都通过帧组合/分解单元5与通信链路7连接。设置一线路接口6用于将它的控制器3与通过用户回路9作为传真终端10的相关电话交换系统8接合。交换系统8和接口6之间的通信是在传输的各方向中，在64Kbps PCM数字信道进行的。来自传真终端10的音信号是在64Kbps信道上传输的，并被音频压缩扩展器2压缩到使用CS-ACELP(共轭结构代数码激发线性预测)编码技术的8Kbps(千比特/秒)数字信号，如由ITU-T规程G.729推荐的。传真信号也是在64Kbps信道上传送的，并被传到传真收发信机4。然而，来自目标传真终端的引导音是由音频压缩扩展器2和传真收发信机4接收的。来自电话交换系统的信号信息是由将要描述的相关控制器3接收的。
每个帧组合/分解(FRAD)单元5按照帧中继格式将帧公式化并将其传送到其它帧中继单元。每个帧包括一帧类型指示器和包在帧字头和帧字脚之间的有效二进制位。在系统中使用了三种类型的帧控制帧、音调帧及数据帧。每一帧的帧类型指示器是由在通信链路7的接收端的帧分解器使用，以识别用于接到音频压缩扩展器2、控制器3和传真收发信机4中的一个的接收帧。
控制帧载有与将在控制器1A和1B间交换的呼叫建立和清除程序相关的信号信息。如后面将要详细描述的，当在两个控制器之间进行沟通时，控制帧还载有可用的带宽信息。由模拟数据帧载有的有效位包括音调信号，如回铃音、占线音和引导音。音频压缩扩展器2A和2B交换模拟数据帧。传真数据帧是在传真收发信机4A和4B之间交换的。
每个帧组合/分解(FRAD)单元5A、5B包括用于接收来自通信链路7的帧的第一缓存器和用于接收来自音频压缩扩展器2、控制器3和传真收发信机4的信号的第二缓存器，以及为了连接到相关单元2、3、和4中的合适的一个，按照它们的帧类型认别器在第一缓存器中识别各个帧的装置。此外，每个FRAD单元还包括为了传送，将第二缓存器中的每个信号插入到帧的有效域并将合适的帧类型指示器插入到该帧中的装置。
每个音频压缩扩展器2A和2B、控制器3A和3B以及传真接收机4A和4B释放由它的有效域提供的帧的内容并提供来自线路接口的信号分段成为对应于帧的有效域尺寸的字块。
当作为一目标控制器工作时，每个传真接收机接收来自目标传真终端的引导音，指示传真终端的运行速度。在接收到此引导时，传真收发信机向相关控制器3发去一带宽请求询问在通信链路7的保留资源中运行速度(带宽)是否可用。传真收发信机具有能够以标准信号格式向目标传真终端传送信号的传真终端的复制器，以便在所需带宽不可用，而且初始一后退程序时作为信源传真终端的替代机。
通过设传真终端10A是具有要传送到传真终端10B的文件的信源终端，在图2A和2B所示的流程图的帮助下可以很好的理解控制器3A和3B的操作。传真终端10A首先向电话交换系统8A发送包含多个频率音调信号的一呼叫请求，电话交换系统8A通过建立用户回路9A和接口6A之间的连接对其响应，并向控制器3A发送信号信息(也见图1)。
在图2A中，控制器3A的操作是由构成环形的步骤20和25开始，为了交流以检测来自相关电话交换系统8A的信号信息或来自远的帧中继单元1B的带宽请求帧的到达。对应于包含目标传真终端10B地址的信号信息的接收，控制器3A保持接收的信号信息并且以帧中继单元1A中检验通信链路7的资源，并确定对于语音信号的传送必须的8Kbps频带是否可用(步骤21)。如果所需要的带宽不可用，控制器3A执行到步骤29向请求终端10A返回一占线音。如果8Kbps频带是可用的，控制器3A执行步骤22以将带宽请求信息和信号信息公式化，并将它们传到帧组合/分解单元5A，以便使这些信息被放在各个控制帧的有效域中，以产生带宽请求帧和信号帧。然后这些帧被传送到帧中继单元1B，询问其在链路7的目标端8Kbps的带宽是否也可用。
因此，在步骤30控制器3B接收来自链路7的带宽请求和信号帧，其释放其中所含信息并保持该信号信息(图2B)。控制器3B执行到步骤31以确定请求的8Kbps是否可用，并且在请求的资源是不可用时返回给帧中继单元1A-拒绝指示(步骤42)。反之，其返回一许可指示帧(步骤32)。
在帧中继单元1A，控制器3A检查是否从链路7收到一许可或拒绝指示(步骤23)。如果接收到拒绝指示帧，控制器3A向音频压缩扩展器2A施加一拒绝指示。然后压缩扩展器2A产生一64Kbps占线音信号，并将其发送到交换系统8A。如果信源终端10A是一模拟传真机，64Kbps信号在被送到信源终端10A之前被转换为相对应的模拟信号。如果接收到许可指示，控制器3A进行到步骤24。
同时，控制器3B通过线路接口6B向相关的电话交换系统8B传递信号信息(步骤33)。电话交换系统8B通过建立接口6B和用户回路9B之间的连接对此信号信息响应，并向传真终端10B发送一振铃信号，同时向信源终端10A返回一64Kbps的回铃音。此数字回铃信号被音频压缩扩展器2B接收，被压缩为8Kbps信号并被FRAD单元5B组合成音调帧并传送出去。在帧中继单元1A，音调帧被FRAD单元5A分解并被音频压缩扩展器2A扩展到64Kbps格式，并通过电话交换系统8A传送到信源终端10A，致使其能听到回铃音。
根据振铃信号，传真机10B摘机。此摘机状态被交换系统8B检测。交换系统8B将此摘机状态传到控制器3B(步骤34)，控制器3B向链路7发送一摘机信号(步骤35)。
在步骤23中从帧中继单元1B接收到一许可指示帧之后，在步骤24中控制器3A等待摘机信号。当接收到此信号后，它将其转送到交换系统8A以使它起动一记帐操作(步骤25)，并变回到过程的起始点。
接下来，从目标传真终端10B向交换系统8B发送一引导音，交换系统8B将此引导音变换为64Kbps数字信号并将其发送到音频压缩扩展器2B以及传真收发信机4B。音频压缩扩展器2B将此64Kbps引导信号压缩为一8Kbps信号，并把它插入到音调帧的有效域用于向帧中继单元1A传送。在帧中继单元1A，音调帧被FRAD单元5A分解并被音频压缩扩展器2A扩展为64Kbps格式，并通过电话交换系统8A传送到信源终端10A，致使其听到引导音。
在另一方面，传真机发信机4B检测接收到的64Kbps引导线信号并向控制器3B传送一请求，询问其引导请求的带宽是否可用(步骤36)。如果引导请求的传真转输速度是14.4Kbps，那么控制器3B检测通信链路7是否有一超带宽，以支持对应于8Kbps音调帧和14.4Kbps数据帧之间速度差的6.4Kbps以上的带宽。
当在步骤36接收到带宽请求时，控制器3B自帧中继单元1B检测通信链路7的资源，并确定请求的带宽是否可用(步骤37)。如果不可用，则从步骤37进到步骤39以指示传真收发信机4B通过低于引导请求的传输速度向目标传真终端10B发送一传真数据信号。在接收这样一传真数据信号时，目标传真机10B自动将其设为低速(例如7.2Kbps)，承认在传输过程中产生一错误，并以降低的速度发送信息。此信息以数据帧格式经链路7传送并经传真收发信机4A传送，并发送到信源终端10A，请求它以降低的速度发送其数据。相应的，信源终端10A将其速度设置到接收信息的速度，并开始以降低的速度发送它的传真数据。
如果从链路7的目标端看传真数据信号传送请求的带宽是可用的，那么控制器3B则从步骤37进行步骤38以在控制帧中发送一带宽请求信息到帧中继单元1A，询问在通信链路7的信源终端该请求的带宽是否也是可用的。
在步骤26中当控制器3A接收到此帧时，流程进行步骤27，控制器3A从信源侧检测通信链路7的资源，并确定请求带宽是否可用。如果确定请求带宽是不可用的，那么控制器3A进行到步骤28以向目标帧中继单元1B返回一拒绝指示帧。否则，控制器3A进到步骤29以返回一许可指示帧。
在步骤39接收拒绝指示帧时(图2B)，控制器3B进行到步骤40，如前所述的指示传真收发信机4B初始一后退程度，如果在步骤39接收到许可指示帧，控制器3B进行到步骤41，指示传真收发信机4B将组合在数据帧的有效域内并经链路传送的引导音发送到传真收发信机4A。此引导音信号是与从传真终端10B初始接收的相同。此时，传真收发信机4B用作传真终端10B的替代机。
虽然，可变速度传真传输使用帧中继格式可能造成总的浪费，但其超过使用ATM信元格式的优点在于由于它的可变的帧长度，使传真信号能够降低传送开销。
权利要求
1.一种由通信链路互连的信源和目标帧中继单元之间的通信方法，其特征在于包括a)响应来自信源终端的信号信息，在所述信源帧中继单元，确定所述通信链路是否具有足够的带宽在预定速度上以帧中继格式传送声音信号；b)如果所述链路具有足以传送所述声信号的带宽，则从信源帧中继单元向目标帧中继单元转发所述信号信息以建立所述信源终端和目标终端之间的连接，以便使由目标终端发送的引导音信号返回到信源终端，如果所述链路具有足以传送所述声音信号的带宽，那么则从信源帧中继单元向信源终端返回一占线音信号；c)响应所述引导音信号，在目标帧中继单元，确定所述链路是否具有能支持所述预定速度和引导音信号请求的速度间差的保留带宽，以便以所述帧中继格式发送传真信号；d)如果所述链路可以支持该差速，则允许信源和目标终端以请求的速度交换传真信息，如果所述链路不能支持该差速，则使信源和目标终端以低于该请求速度的一速度交换传真信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(a)包括从所述信源和目标终端两端考虑的确定所述链路是否具有所述的足够的带宽的步骤，步骤(b)被设置为，如果以所述两端的任一端考虑所述链路具有所述足够的带宽，则向所述目标终端转发所述信号信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(c)包括从所述信源和目标终端两端考虑的确定所述链路是否具有所述保留带宽的步骤，其中步骤(d)被设置为，如果从所述两端的任一端考虑所述链路具有所述保留带宽，则允许所述的信源和目标终端以请求速度交换传真信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于经通信链路传送的信号按帧中继格式组成一帧，所述帧包含表示组合到帧中的信号类型指示器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述声信号是传输速度低于64千比特/秒的压缩数字信号。
6.一种通信网络，其特征在于包括用于按照帧中继格式提供帧组合和分解的一第一帧组合/分解器；连接在第一电话交换系统和所述第一帧组合/分解器之间的第一音频压缩扩展器；连接在所述第一电话交换系统和所述第一帧组合/分解器之间的一第一传真收发信机；响应于来自第一电话交换系统的信号信息用于确定通信链路是否具有足以传送来自第一音频压缩扩展器的压缩信号的带宽的第一控制器，如果链路具有足够的带宽则其向通信链路转发所述信号信息，如果链路没有足够的带宽则向第一电话交换系统返回一占线音信号；通过所述的通信链路与第一帧组合/分解器连接，用于按照帧中继格式提供帧组合和分解的一第二帧组合/分解器；连接在第二电话交换系统和所述第二帧组合/分解器之间的一第二音频压缩扩展器；连接在所述第二电话交换系统和所述第二帧组合/分解器之间的一第二传真收发信机；一第二控制器，其响应于来自通信链路的所述信号信息在所述第二电话交换系统中建立连接，以致使音频信号是可以在所述第一和第二音频压缩扩展器间发送，并响应于来自第二电话交换系统的引导音信号用于确定所述链路是否具有可以支持所述压缩信号的传送速度和由引导音信号请求的速度间差速的保留带宽，如果所述链路可以支持该差速则所述第二控制器允许第一和第二传真收发信机以请求的速度交换传真信号，如果所述链路不支持该差速，则使第一和第二传真收发信机以低于请求的速度交换传真信号。
7.根据权利要求6所述的网络，其特征在于每个第一和第二帧组合/分解器按照帧中继格式将信号组合在一帧中，所述的帧中包含表示被组合在帧中的信号类型的一指示器。
8.根据权利要求7所述的网络，其特征在于所述第一和第二音频压缩扩展器中的每一个被设置为压缩64千比特/秒的信号。
9.根据权利要求6所述的网络，其特征在于第一和第二控制器中的每一个交换信息以确定所述通信链路的带宽能力。
全文摘要
在一通信网络中,信源帧中继单元响应来自信源终端的信号信息,通过确定通信链路是否具有以预定速度传输帧中继格式语音信号的足够带宽,如果有,则其向目标帧中继单元转发信息以建立连接,否而返回占线音。响应来自目标终端的引导音信号,目标帧中继单元确定链路是否具有能支持音频信号预定速度和引导音信号请求速度间差速的保留带宽。如果是这样,则以请求速度交换传真信号。否则以较请求速度低的速度交换传真信号。
文档编号H04M7/00GK1201311SQ9810234
公开日1998年12月9日 申请日期1998年6月4日 优先权日1997年6月4日
发明者岛出久, 小松正树 申请人:日本电气株式会社