DE102016122878B4

DE102016122878B4 - Synchronous data transmission between end devices via an IP connection

Info

Publication number: DE102016122878B4
Application number: DE102016122878.8A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kessler
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: DE102016122878A1

Abstract

Verfahren zur synchronen Datenübertragung über eine IP-Verbindung, welche zwischen Endgeräten (11, 12-1n; 21, 22- 2n) von Teilnehmern über ein IP-gestütztes Netzwerk (3) mittels eines je Teilnehmer angeordneten IAD (4; 5), nämlich mittels eines das IP-gestützte Netzwerk teilnehmerseitig abschließenden integrierten Zugriffsgerätes hergestellt wird, an welchem das zur Datenübertragung über die IP-Verbindung genutzte Endgerät (11, 12- 1n; 21, 22- 2n) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder in die Verbindung einbezogene IAD (4; 5) mit einem Taktgeber (6; 7) ausgestattet wird, welcher einen Takt erzeugt, der mittels des Taktes eines über einen GPS-Empfänger (8; 9) des Taktgebers (6; 7) empfangenen GPS-Signals stabilisiert und über den IAD (4; 5) dem jeweiligen für die Datenübertragung genutzten Endgerät (11, 12- 1n; 21, 22- 2n) über einen Anschluss des IAD (4; 5) als Synchronisationstakt zur Verfügung gestellt wird, an dem das Endgerät (11, 12- 1n; 21, 22- 2n) betrieben wird, wobei die Frequenz dieses Taktes identisch ist mit der Frequenz des durch die Taktgeber (6; 7) anderer in die IP-Verbindung einbezogener IAD (4; 5) bereitgestellten Synchronisationstaktes.Method for synchronous data transmission via an IP connection between terminals (11, 12-1n; 21, 22- 2n) of participants via an IP-supported network (3) by means of an IAD (4; 5) arranged for each participant, viz is established by means of an integrated access device terminating the IP-supported network on the subscriber side, on which the terminal device (11, 12- 1n; 21, 22- 2n) used for data transmission via the IP connection is operated, characterized in that everyone in the connection included IAD (4; 5) is equipped with a clock generator (6; 7) which generates a clock which stabilizes by means of the clock of a GPS signal received via a GPS receiver (8; 9) of the clock generator (6; 7). and is made available via the IAD (4; 5) to the terminal device (11, 12- 1n; 21, 22- 2n) used for the data transmission via a connection of the IAD (4; 5) as a synchronization clock at which the terminal device (11, 12- 1n; 21, 22- 2n), wob ei the frequency of this clock is identical to the frequency of the clock generated by the clock (6; 7) synchronization clock provided by other IAD (4; 5) involved in the IP connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lösung, welche eine synchrone Datenübertragung zwischen Endgeräten auch über eine IP-Verbindung beziehungsweise in einem IP-basierten Netzwerk ermöglicht. Sie bezieht sich hierbei sowohl auf die Übertragung von Sprachdaten als auch auf die Übertragung von Nutzdaten, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit dem Versenden eines Faxes oder einer E-Mail oder mit der Nutzung des Internets erfolgt. Gegenstände der Erfindung sind ein entsprechendes Verfahren und ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes System.The invention relates to a solution that also enables synchronous data transmission between terminals via an IP connection or in an IP-based network. In this context, it refers both to the transmission of voice data and to the transmission of user data, for example in connection with sending a fax or an e-mail or with the use of the Internet. The objects of the invention are a corresponding method and a system suitable for carrying out this method.

In digitalen Telekommunikationsnetzen, wie dem integrierten Text- und Datennetz (IDN) oder dem heute noch weit verbreitet genutzten Integrated Services Digital Network (ISDN), erfolgt die Übertragung von Daten, einschließlich von Sprachdaten, taktgesteuert. Dabei wird durch die Systeme des entsprechenden Übertragungsnetzwerks eine synchrone Taktversorgung für die an das Netz angekoppelten Endeinrichtungen beziehungsweise Endgeräte zur Verfügung gestellt. An einem Teilnehmeranschluss angeschlossene Endgeräte können hierdurch den Takt aus den Empfangssignalen ableiten und empfangene Signale so ausgeben, wie sie von einem Endgerät an der Gegenstelle ausgesendet wurden. Hierbei wird der Takt der an der Datenübertragung beteiligten ICs der Endgeräte an den Endstellen einer Telekommunikationsverbindung auf den Netztakt synchronisiert.In digital telecommunications networks, such as the integrated text and data network (IDN) or the Integrated Services Digital Network (ISDN), which is still widely used today, the transmission of data, including voice data, is clock-controlled. In this case, the systems of the corresponding transmission network provide a synchronous clock supply for the terminals or terminal devices coupled to the network. Terminals connected to a subscriber connection can thus derive the clock from the received signals and output received signals in the same way as they were sent by a terminal to the remote station. Here, the clock of the ICs involved in the data transmission of the terminals at the terminals of a telecommunications connection is synchronized with the network clock.

Bereits seit einiger Zeit vollzieht sich bei der Telekommunikation ein Übergang von den Übertragungstechniken der eingangs genannten Art hin zu einer grundsätzlich IP-basierten Übertragung. Es erfolgt dabei ein schrittweiser Übergang von Telekommunikationsnetzen, nämlich von unter Nutzung der ISDN-Übertragungstechnik betriebenen Netzwerken zu sogenannten All-IP-Netzwerken beziehungsweise NGN (Next Generation Network), in denen insbesondere auch Sprache IP-basiert (Voice over IP = VoIP) übertragen wird. Durch derartige Netze wird ein Systemtakt nicht mehr zur Verfügung gestellt. Letzteres hat aber auch Auswirkungen auf andere telekommunikative Dienste, welche zur Übertragung von Daten Tonsignale nutzen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Faxübertragung mittels Faxgeräten der Gruppe 3 oder beispielsweise um die Datenübertragung mittels immer noch weit verbreiteter Modems.For some time now, a transition has been taking place in telecommunications from the transmission technologies of the type mentioned at the outset to fundamentally IP-based transmission. There is a gradual transition from telecommunications networks, namely from networks operated using ISDN transmission technology to so-called all-IP networks or NGN (Next Generation Network), in which voice in particular is also transmitted on an IP-based basis (Voice over IP = VoIP). becomes. Such networks no longer provide a system clock. However, the latter also affects other telecommunications services which use audio signals to transmit data. This involves, for example, fax transmission using group 3 fax machines or, for example, data transmission using modems, which are still in widespread use.

Aufgrund des Fehlens eines Systemtaktes in IP-basierten Netzen der vorgenannten Art sind die Takte in den Endgeräten einer Telekommunikationsverbindung nicht mehr miteinander synchronisiert, was zu Übertragungsfehlern führt. Während bei der Übertragung von Sprache ein gegebenenfalls geringer Taktversatz noch keine größeren Probleme mit sich bringt, kann dies jedoch bei der Faxübertragung oder der Modemübertragung zu sehr starken Beeinträchtigungen führen beziehungsweise dazu, dass entsprechende Dienste beziehungsweise zur Übertragung von Daten verwendete Endgeräte in IP-basierten Netzen überhaupt nicht mehr genutzt werden können.Due to the lack of a system clock in IP-based networks of the type mentioned above, the clocks in the terminals of a telecommunications connection are no longer synchronized with one another, which leads to transmission errors. While a possibly small clock offset does not cause any major problems when transmitting voice, it can lead to very strong impairments when transmitting faxes or modem transmissions or to the corresponding services or end devices used for transmitting data in IP-based networks can no longer be used at all.

In der US 2010/0020829 A1 wird ein Verfahren beschrieben, mittels welchem empfängerseitig ein bei der Aussendung von Daten über ein IP-Netzwerk genutzter Diensttakt wiederhergestellt werden kann. Das dargestellte Verfahren beruht auf dem Prinzip der adaptiven Wiederherstellung des Systemtaktes. Es geht von einer asynchronen Übertragung der Daten über das IP-Netzwerk aus, wobei der Systemtakt empfängerseitig aus Zeitstempeln berechnet wird, welche den übertragenen Daten bei ihrer Aussendung senderseitig hinzugefügt werden. Durch die beschriebene adaptive Wiederherstellung des Diensttaktes wird in dem IP-Netzwerk auftretender Jitter kompensiert.In the U.S. 2010/0020829 A1 a method is described by means of which a service clock used in the transmission of data over an IP network can be restored at the receiver end. The method presented is based on the principle of adaptive recovery of the system clock. It is based on asynchronous transmission of the data via the IP network, with the system clock being calculated at the receiver end from time stamps that are added to the transmitted data at the transmitter end when it is sent. Jitter occurring in the IP network is compensated for by the described adaptive restoration of the service clock.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, welche eine synchrone Übertragung von Daten zwischen Endgeräten auch über eine IP-Verbindung beziehungsweise innerhalb von IP-gestützten Netzwerken ermöglicht. Hierzu sind ein Verfahren anzugeben und ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes System bereitzustellen.The object of the invention is to provide a solution which also enables synchronous transmission of data between terminals via an IP connection or within IP-supported networks. For this purpose, a method must be specified and a system suitable for carrying out the method must be provided.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein die Aufgabe lösendes, zur Durchführung des Verfahrens geeignetes System ist durch den ersten Sachanspruch charakterisiert. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.The task is solved by a method with the features of patent claim 1 . A system which solves the task and is suitable for carrying out the method is characterized by the first claim. Advantageous developments and further developments of the invention are given by the respective dependent claims.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren handelt es sich gemäß der Aufgabe um ein Verfahren zur synchronen Datenübertragung über eine IP-Verbindung, welche zwischen Endgeräten von Teilnehmern zum Zweck der Datenübertragung hergestellt wird. Dabei wird die entsprechende IP-Verbindung über ein NGN, nämlich ein Next Generation Network, hergestellt, welches IP-basiert ist.According to the task, the proposed method is a method for synchronous data transmission via an IP connection, which is established between terminals of participants for the purpose of data transmission. The corresponding IP connection is established via an NGN, namely a Next Generation Network, which is IP-based.

Soweit an dieser Stelle und in den Patentansprüchen von einer Verbindung die Rede ist, meint dies selbstverständlich keine physische Verbindung, da die Datenübertragung in NGN beziehungsweise IP-basierten Netzwerken bekanntlich paketvermittelt erfolgt. Der Begriff Verbindung bezieht sich in diesem Kontext vielmehr darauf, dass zwischen den Daten miteinander austauschenden Endgeräten für die Dauer des Datenaustausches eine Kommunikationsbeziehung besteht. Was die hierbei ausgetauschten Daten anbelangt, kann es sich, wie bereits früher ausgeführt, sowohl um digitale Gesprächsdaten, beispielsweise Daten, die im Zusammenhang mit einer Voice over IP (VoIP) Sprachkommunikation ausgetauscht werden, um Daten einer Faxübertragung, um mediale Daten oder um sonstige digitale Daten handeln.Insofar as a connection is mentioned at this point and in the patent claims, this does not of course mean a physical connection, since data transmission in NGN or IP-based networks is known to be packet-switched. In this context, the term connection rather refers to the fact that a communication relationship exists between the end devices exchanging data with one another for the duration of the data exchange. As far as the data exchanged is concerned, it can be, as before carried out, act both digital call data, such as data that are exchanged in connection with a Voice over IP (VoIP) voice communication, data from a fax transmission, media data or other digital data.

Das Verfahren geht davon aus, dass zum Zwecke der Nutzung eines NGN (im Weiteren soll vereinfachend und synonym von einem IP-gestützten oder von einem IP-basierten Netzwerk gesprochen werden) für die Datenübertragung bei jedem an der IP-Verbindung beteiligten Teilnehmer ein IAD, nämlich ein integriertes Zugriffsgerät, angeordnet ist. An dem betreffenden IAD, welcher das IP-gestützte Netzwerk teilnehmerseitig abschließt, wird dabei das von einem jeweiligen Teilnehmer für den Datenaustausch beziehungsweise die Datenübertragung über die IP-Verbindung genutzte Endgerät betrieben.The method is based on the assumption that for the purpose of using an NGN (hereinafter, for the sake of simplicity and synonymously, an IP-supported or an IP-based network is to be spoken of) for the data transmission at each participant involved in the IP connection, an IAD, namely an integrated access device. The end device used by a respective subscriber for data exchange or data transmission via the IP connection is operated on the relevant IAD, which terminates the IP-supported network on the subscriber side.

Zur Bewerkstelligung einer synchronen Datenübertragung wird erfindungsgemäß von einem einen GPS-Empfänger aufweisenden Taktgeber, mit welchem jeder in die Verbindung einbezogene IAD ausgestattet ist, ein Takt erzeugt. Dieser Takt wird mittels des Taktes des über den GPS-Empfänger empfangenen GPS-Signals stabilisiert. Schließlich wird der in der vorgenannten Weise stabilisierte Takt über den IAD dem jeweiligen für die Datenübertragung genutzten Endgerät über einen dafür vorgesehenen Anschluss des IAD zur Verfügung gestellt. Die Frequenz dieses, durch den Taktgeber erzeugten und dem Endgerät über den IAD bereitgestellten Taktes ist identisch mit der Frequenz der Taktsignale, welche durch die Taktgeber anderer in die Verbindung einbezogener IAD im Rahmen des Verfahrens bereitgestellt werden.According to the invention, in order to bring about synchronous data transmission, a clock is generated by a clock having a GPS receiver and with which each IAD included in the connection is equipped. This clock is stabilized using the clock of the GPS signal received via the GPS receiver. Finally, the clock stabilized in the aforementioned manner is made available via the IAD to the respective terminal device used for the data transmission via a connection of the IAD provided for this purpose. The frequency of this clock generated by the clock generator and provided to the terminal via the IAD is identical to the frequency of the clock signals which are provided by the clock generators of other IADs involved in the connection as part of the method.

Das die Aufgabe lösende, zur Durchführung des vorstehend grundsätzlich erläuterten Verfahrens geeignete System zur synchronen Datenübertragung über eine IP-Verbindung umfasst zunächst das bereits angesprochene IP-gestützte Netzwerk (NGN), über welches die IP-Verbindung aufgebaut ist beziehungsweise wird. Ferner umfasst das System je Teilnehmer ein für einen Datenaustausch mit wenigstens einem anderen Teilnehmer genutztes Endgerät sowie einen das IP-gestützte Netzwerk teilnehmerseitig abschließenden IAD. Der IAD weist mindestens einen Anschluss auf, an welchem das zum Datenaustausch über die IP-Verbindung genutzte Endgerät für den Zugriff auf das IP-gestützte Netzwerk betrieben wird.The system for synchronous data transmission via an IP connection that solves the task and is suitable for carrying out the method explained in principle above initially includes the already mentioned IP-supported network (NGN) via which the IP connection is or will be established. In addition, the system includes, for each subscriber, a terminal used for data exchange with at least one other subscriber and an IAD that terminates the IP-supported network on the subscriber side. The IAD has at least one connection, on which the terminal used for data exchange via the IP connection is operated for access to the IP-supported network.

Erfindungsgemäß ist der vorgenannte IAD (also der IAD jedes an der IP-Verbindung beteiligten Teilnehmers) mit einem Taktgeber ausgestattet. Dieser Taktgeber weist einen GPS-Empfänger und einen Oszillator auf. Der Oszillator und der GPS-Empfänger sind dabei miteinander derart in eine Wirkverbindung gebracht, dass die Ausgangsfrequenz des Oszillators mittels des Taktes des über den GPS-Empfänger empfangenen GPS-Signals stabilisiert ist. An dem schon erwähnten Anschluss des IAD, an welchem das zum Datenaustausch über die IP-Verbindung genutzte Endgerät betrieben wird, wird ein Ausgangssignal des Taktgebers mit einer der stabilisierten Ausgangsfrequenz seines Oszillators entsprechenden oder mit einer daraus abgeleiteten Frequenz als Synchronisationstakt bereitgestellt. Wie bereits zum Verfahren ausgeführt, ist die Frequenz dieses Synchronisationstaktes identisch mit der des Ausgangssignals der Taktgeber anderer IAD des Systems.According to the invention, the aforementioned IAD (ie the IAD of each participant involved in the IP connection) is equipped with a clock. This clock has a GPS receiver and an oscillator. The oscillator and the GPS receiver are brought into an operative connection with one another in such a way that the output frequency of the oscillator is stabilized by means of the clock of the GPS signal received via the GPS receiver. At the connection of the IAD already mentioned, on which the end device used for data exchange via the IP connection is operated, an output signal of the clock generator is provided as a synchronization clock with a frequency corresponding to the stabilized output frequency of its oscillator or with a frequency derived therefrom. As already explained with regard to the method, the frequency of this synchronization clock is identical to that of the output signal of the clock generators of other IADs in the system.

Gemäß einer praxisgerechten Ausbildungsform des Systems, welche es insbesondere ermöglicht, für die Herstellung von IP-Verbindungen bei den Teilnehmern bereits genutzte technische Einrichtungen nachzurüsten, sie also gewissermaßen für eine synchronisierte IP-basierte Datenübertragung zu ertüchtigen, ist der zuvor angesprochene Taktgeber als eine gegenüber dem IAD separate, aber mit ihm in geeigneter Weise in eine Wirkverbindung zu bringende Einheit ausgebildet. Vorzugsweise ist der Taktgeber hierbei mit einem S0-Anschluss ausgestattet, an welchem der dem oder den Endgeräten über den IAD zuzuführende Synchronisationstakt bereitgestellt wird.According to a practice-oriented form of the system, which makes it possible in particular to retrofit technical equipment already used by the participants for the establishment of IP connections, i.e. to upgrade them to a certain extent for synchronized IP-based data transmission, the clock generator mentioned above is compared to the IAD separate, but formed with him in a suitable way to be brought into an operative connection unit. In this case, the clock generator is preferably equipped with an S0 connection, at which the synchronization clock to be supplied to the terminal device or devices via the IAD is provided.

Die meisten der bereits in der Praxis eingesetzten IAD verfügen ihrerseits neben den zur Kopplung mit einem IP-gestützten Netzwerk vorgesehenen Verbindungsmitteln über eine Möglichkeit für einen Anschluss beziehungsweise für die Anbindung an das ISDN-Festnetz. Über die entsprechenden, letztgenannten Anschlussmittel wird der IAD zur Realisierung des erfindungsgemäßen Systems und zur Nutzung des Verfahrens mit dem S0-Anschluss des separat ausgebildeten Taktgebers verbunden. Die S0-Schnittstelle beziehungsweise der S0-Anschluss des Taktgebers bietet sich aber nicht nur an, weil die IAD über entsprechende Eingänge verfügen, sondern auch, weil in vielen Gebäuden entsprechende Verkabelungen vorhanden sind und die Signale über Entfernungen von über 1 km übertragen werden können. Dadurch verringert sich der Aufwand, um die Erfindung an einem Ort zu installieren an dem ein stabiler GPS Empfang gewährleistet ist.For their part, most of the IADs already used in practice have the option of connecting or connecting to the ISDN landline network in addition to the connection means provided for coupling to an IP-supported network. The IAD is connected to the S0 connection of the clock generator, which is designed separately, via the corresponding, last-mentioned connection means in order to implement the system according to the invention and to use the method. The S0 interface or the S0 connection of the clock generator is not only suitable because the IAD has the corresponding inputs, but also because the corresponding cabling is available in many buildings and the signals can be transmitted over distances of more than 1 km. This reduces the effort involved in installing the invention at a location where stable GPS reception is guaranteed.

Je nach Ausführung kann dabei an dem S0-Anschluss des Taktgebers auch noch eine Speisespannung mit einem für S0-Anschlüsse üblichen Spannungswert zur Spannungsversorgung des IAD bereitgestellt werden. Für IAD, welche nicht mit einer S0-Speisespannung betrieben werden können, kann an der den Taktgeber ausbildenden Einheit gegebenenfalls auch eine 230 V-Netzversorgungsspannung bereitgesellt werden. Andernfalls ist es selbstverständlich auch möglich, den IAD mit einem entsprechenden separaten Netzteil zu betreiben.Depending on the design, a supply voltage with a voltage value that is usual for S0 connections can also be provided at the S0 connection of the clock generator for the voltage supply of the IAD. For IADs that cannot be operated with an S0 supply voltage, a 230 V mains supply voltage can also be provided on the unit that forms the clock generator. Otherwise it is self-evident Of course it is also possible to operate the IAD with a corresponding separate power pack.

Abweichend von der zuvor beschriebenen Ausbildungsform des Systems mit einem getrennt vom IAD ausgebildeten Taktgeber ist es aber auch möglich, den IAD und den Taktgeber als eine integrale Einheit auszubilden, das heißt insbesondere künftig gefertigte IAD intern mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Taktgeber auszustatten.Deviating from the previously described embodiment of the system with a clock generator designed separately from the IAD, it is also possible to design the IAD and the clock generator as an integral unit, i.e. in particular to equip future IADs internally with the clock generator provided according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Oszillator des Taktgebers um einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO). Neben dem VCO und dem schon angesprochenen GPS-Empfänger weist der Taktgeber bei dieser Ausbildungsform einen digitalen Signalprozessor und eine PLL-Vergleichseinheit beziehungsweise einen Phasenkomparator auf. Die genannten Einheiten bilden einen Regelkreis, genauer gesagt eine Phasenregelschleife aus.According to a preferred embodiment of the invention, the oscillator of the clock generator is a voltage controlled oscillator (VCO). In addition to the VCO and the GPS receiver already mentioned, the clock generator in this embodiment has a digital signal processor and a PLL comparison unit or a phase comparator. The units mentioned form a control circuit, more precisely a phase-locked loop.

Vorzugsweise weist der Taktgeber zudem aus der ISDN-Technik bekannte Einheiten auf, nämlich einen S-Bus-Konverter, welcher eine S0-Schnittstelle zur Bereitstellung des mittels der PLL-Regelschleife erzeugten stabilisierten Taktsignals an dem S0-Anschluss des Taktgebers aufweist, und einen ISDN-Communication-Controller, welcher innerhalb des Taktgebers über eine IOM-Schnittstelle (ISDN Oriented Modular) mit dem die Signale der IOM-Schnittstelle in ein S0-Bus-Signal konvertierenden S-Bus-Controller verbunden ist. Durch den Einsatz der genannten ISDN-Komponenten ist es möglich, ein getaktetes Signal über eine S0-Schnittstelle zu Verfügung zu stellen und darüber hinaus zu bewerkstelligen, dass die an den S0-Anschluss des Taktgebers geführte S0-Schnittstelle auf Layer-1 und gegebenenfalls auch auf Layer-2 daueraktiviert ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass in der Praxis anzutreffende Typen von IAD, welche sich erst beim Aufbau einer Verbindung auf die S0-Schnittstelle aufsynchronisieren in jedem Falle Verbindungen mit einer synchronen Datenübertragung sowohl annehmen, als auch aufbauen können. Gesteuert werden die vorgenannten ISDN-Einheiten durch einen Microcontroller, der ein in einem zugehörigen Speicher gehaltenes Steuerprogramm verarbeitet.Preferably, the clock generator also has units known from ISDN technology, namely an S-Bus converter, which has an S0 interface for providing the stabilized clock signal generated by the PLL control loop at the S0 connection of the clock generator, and an ISDN -Communication controller, which is connected within the clock via an IOM interface (ISDN Oriented Modular) to the S-Bus controller, which converts the signals from the IOM interface into an S0-Bus signal. By using the ISDN components mentioned, it is possible to provide a clocked signal via an S0 interface and also to ensure that the S0 interface connected to the S0 connection of the clock generator is on layer 1 and, if necessary, also is permanently activated on Layer-2. This ensures that types of IAD found in practice, which only synchronize to the S0 interface when a connection is set up, can in any case both accept and set up connections with synchronous data transmission. The aforementioned ISDN units are controlled by a microcontroller, which processes a control program held in an associated memory.

Die Erfindung soll nachfolgend nochmals anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Systems,
2: das Blockschaltbild einer möglichen Ausbildungsform eines Taktgebers des Systems gemäß der 1.

The invention will be explained again below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

1 : a schematic representation of a possible embodiment of the system according to the invention,
2 : the block diagram of a possible embodiment of a clock of the system according to the 1 .

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Systems. Die Darstellung ist insoweit vereinfacht, als sie sich auf die Herstellung von IP-Verbindungen zwischen lediglich zwei Teilnehmern beziehungsweise zwischen von diesen beiden Teilnehmern betriebenen Endgeräten 1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n bezieht. Bestandteile des Systems sind demnach ein Weitverkehrsnetz, nämlich das in den Ansprüchen genannte IP-gestützte Netzwerk 3 als übliche Form eines NGN, je ein bei jedem Teilnehmer angeordneter IAD 4; 5, welcher das IP-gestützte Netzwerk 3 jeweils teilnehmerseitig abschließt, und die an diesem IAD 4; 5 betriebenen Endgeräte 1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n eines Teilnehmers.the 1 shows a schematic representation of a possible embodiment of the system according to the invention. The representation is simplified insofar as it relates to the establishment of IP connections between only two participants or between terminals 1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n operated by these two participants; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n refers. Components of the system are therefore a wide area network, namely the IP-supported network 3 mentioned in the claims as the usual form of an NGN, an IAD 4 arranged for each subscriber; 5, which terminates the IP-based network 3 in each case on the subscriber side, and at this IAD 4; 5 operated terminals 1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n of a participant.

Zwischen den Endgeräten 1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂- 2_n der beiden Teilnehmer wird eine IP-Verbindung über das IP-gestützte Netzwerk 3 und die jeweiligen IAD 4; 5 bei den Teilnehmern aufgebaut. Gemäß der Erfindung ist jeder IAD 4; 5 eines Teilnehmers mit einem ein Synchronisierungssignal zur Synchronisation der Datenübertragung bereitstellenden Taktgeber 6; 7 ausgestattet. In dem gezeigten Beispiel sind die Taktgeber 6; 7 jeweils als gegenüber dem jeweiligen IAD 4; 5 separate Einheiten ausgebildet. Der jeweilige IAD 4; 5 ist mit diesem separat ausgebildeten Taktgeber 6; 7 über einen hier nicht im Detail dargestellten S0-Anschluss des Taktgebers verbunden. Bestandteil jedes der Taktgeber 6; 7 oder mit diesem in einer Wirkverbindung befindlich ist ein GPS-Empfänger 8; 9, welcher auch als GPS-Maus bezeichnet wird und ein zur Stabilisierung des von dem Taktgeber 6; 7 bereitgestellten Synchronisationssignals genutztes GPS-Signal mit einem 10 KHz-Takt empfängt.Between the terminals 1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n of the two participants is an IP connection via the IP-based network 3 and the respective IAD 4; 5 established at the participants. According to the invention, each IAD is 4; 5 of a subscriber with a clock generator 6 providing a synchronization signal for synchronizing the data transmission; 7 equipped. In the example shown, the clocks are 6; 7 in each case as compared to the respective IAD 4; 5 separate units trained. The respective IAD 4; 5 is with this separately trained clock 6; 7 connected via an S0 port of the clock generator, not shown here in detail. part of each of the clocks 6; 7 or in operative connection with this is a GPS receiver 8; 9, which is also referred to as a GPS mouse and to stabilize the clock from the 6; 7 provided synchronization signal used GPS signal receives with a 10 KHz clock.

Die Taktgeber 6; 7 der IAD 4; 5 beider Empfänger stellen ein Synchronisationssignal zur Verfügung, dessen Frequenz, bezogen auf beide Taktgeber, identisch und mittels des empfangenen GPS-Taktes stabilisiert ist. Dieses Taktsignal wird über den jeweiligen IAD 4; 5 den an diesen IAD 4; 5 betriebenen Endgeräten 1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n zugeleitet. Hierdurch können beispielsweise die Faxgeräte 1₃; 2₃ beider Teilnehmer in wie bisher üblicher Weise die Nutzdaten für die entsprechende Faxübertragung miteinander austauschen. Auch die Verwendung herkömmlicher, in der Praxis noch vielfach anzutreffender Modems 10; 11 sowie eine Datenübertragung, welche eine S0-Verschlüsselung einschließt, ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems möglich.The clock 6; 7 of the IAD 4; 5 of both receivers provide a synchronization signal whose frequency, based on both clock generators, is identical and stabilized by the received GPS clock. This clock signal is via the respective IAD 4; 5 to this IAD 4; 5 operated terminals 1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n . As a result, for example, the fax machines 1 ₃ ; 2 ₃ both participants exchange the user data for the corresponding fax transmission with one another in the usual way. The use of conventional modems 10, which are still often encountered in practice; 11 and data transmission that includes S0 encryption is possible with the aid of the system according to the invention.

Die 2 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform für einen Taktgeber 6; 7 gemäß der 1. Bestandteile des Taktgebers 6; 7 sind demnach insbesondere ein Oszillator 12, nämlich ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), ein digitaler Signalprozessor 13 und ein Komparator 14, die in einer PLL-Regelschleife angeordnet sind. Eine weitere wesentliche, hier im Detail nicht näher gezeigte Einheit ist ein als Teil des Taktgebers 6; 7 ausgebildeter oder mit ihm in einer Wirkverbindung befindlicher GPS-Empfänger 8; 9, dessen von ihm empfangenes Signal der Vergleichseinheit beziehungsweise dem Komparator 14 des Taktgebers 6; 7 zugeführt wird.the 2 shows an example of a possible embodiment for a clock generator 6; 7 according to the 1 . Components of the clock 6; 7 are therefore in particular an oscillator 12, namely a voltage-controlled oscillator (VCO), a digital signal processor 13 and a comparator 14, which are arranged in a PLL control loop. One another essential unit, not shown in detail here, is a part of the clock generator 6; 7 GPS receiver 8 trained or in an operative connection with it; 9, the signal it receives from the comparison unit or the comparator 14 of the clock generator 6; 7 is supplied.

Gemäß dem gezeigten Beispiel gehören zu dem Taktgeber 6; 7 ferner ein S-Bus-Konverter 16, ein ISDN-Communication Controller 15 sowie ein Microcontroller 17 mit zugehörigem Speicher 18, im Beispiel ein ROM - Read Only Memory mit einem Steuerprogramm, durch welche der ISDN-Communication Controller 15 gesteuert wird. Zwischen dem S-Bus-Konverter 16 und dem ISDN-Communication Controller15 ist eine IOM-Schnittstelle ausgebildet. Gegebenenfalls können einzelne der vorgenannten Bausteine oder alle diese Bausteine, nämlich der S-Bus-Konverter 16, der ISDN-Communication Controller 15, sowie der Microcontroller 17 mit zugehörigem Speicher 18 (ROM) auch in einer gemeinsamen Einheit zusammengefasst sein, was durch den weiteren Block hinter dem ISDN-Communication Controller 15 angedeutet ist beziehungsweise symbolisiert werden soll. Da der S-Bus-Konverter 16 und der ISDN-Communication Controller 15 und gegebenenfalls weitere Bausteine in verschiedenen Modi betrieben werden können und der Taktgeber 6; 7 mit IAD 4; 5 unterschiedlicher Ausführung verwendet werden können soll, werden bei dem gezeigten Beispiel alle Komponenten mit Takt versorgt.According to the example shown, clock generator 6; 7 also an S-Bus converter 16, an ISDN communication controller 15 and a microcontroller 17 with associated memory 18, in the example a ROM - Read Only Memory with a control program, through which the ISDN communication controller 15 is controlled. An IOM interface is formed between the S-bus converter 16 and the ISDN communication controller 15 . If necessary, some of the aforementioned modules or all of these modules, namely the S-Bus converter 16, the ISDN communication controller 15, and the microcontroller 17 with the associated memory 18 (ROM) can also be combined in a common unit, which is further Block behind the ISDN communication controller 15 is indicated or should be symbolized. Since the S-bus converter 16 and the ISDN communication controller 15 and possibly other modules can be operated in different modes and the clock generator 6; 7 with IAD 4; 5 different versions should be able to be used, all components are supplied with clock in the example shown.

Komplettiert wird der Taktgeber 6; 7 schließlich noch durch Einheiten zur Spannungsversorgung 19, 20, mittels welcher über den zur Verbindung mit dem IAD 4; 5 vorgesehenen S0-Anschluss eine übliche S0-Speisespannung oder eine 230 V-Spannung zur Verfügung gestellt werden können.The clock generator 6 is completed; 7 finally by units for power supply 19, 20, by means of which via the connection to the IAD 4; 5 provided S0 connection a usual S0 supply voltage or a 230 V voltage can be made available.

Über die GPS-Maus wir ein 10 kHz Signal empfangen. Diese 10 kHz können über einen Regelkreis für die Erzeugung einer stabilen Frequenz verwendet werden. Zu dem Regelkreis gehören ein VCO (spannungsgesteuerter Oszillator 12), eine PLL-Vergleichseinheit (Komparator 14) und ein DSP 13. Der VCO schwingt zum Beispiel mit einer Frequenz von 7,68 MHz (die älteren S-Bus Konverter 16 benötigten eine Frequenz von 15,36 MHz). Diese Frequenz wird vom DSP 13 im Beispiel durch 768 geteilt. Daraus ergeben sich 10 KHz, die an die PLL-Vergleichseinheit (Komparator 14) ausgegeben werden. Der Komparator 14 vergleicht die 10 kHz aus dem DSP 13 mit den vom GPS-Empfänger 8; 9 empfangenen 10 kHz. Bei Abweichungen des Ausgangssignals des Oszillators 12 bezüglich Frequenz und/oder Phase gibt die PLL-Vergleichseinheit (Komparator 14) diese Veränderungen in Form von Spannungsänderungen an den Steuereingang des VCO (Oszillator 12) aus, wodurch dieser geregelt und demgemäß die Frequenz seines Ausgangssignals stabilisiert wird.A 10 kHz signal is received via the GPS mouse. This 10 kHz can be used via a control loop to generate a stable frequency. The control circuit includes a VCO (voltage controlled oscillator 12), a PLL comparison unit (comparator 14) and a DSP 13. The VCO oscillates, for example, at a frequency of 7.68 MHz (the older S-Bus converter 16 required a frequency of 15.36MHz). This frequency is divided by 768 by the DSP 13 in the example. This results in 10 kHz, which are output to the PLL comparison unit (comparator 14). The comparator 14 compares the 10 kHz from the DSP 13 with that from the GPS receiver 8; 9 received 10 kHz. If the output signal of oscillator 12 deviates in terms of frequency and/or phase, the PLL comparison unit (comparator 14) outputs these changes in the form of voltage changes to the control input of the VCO (oscillator 12), which regulates it and accordingly stabilizes the frequency of its output signal .

Das so geregelte Taktsignal wird vom DSP 13 nach zusätzlicher Verifizierung an die Komponenten übertragen, die an die IOM-Schnittstelle angeschaltet sind. Zusätzlich können die Taktleitungen der IOM-Schnittstelle an den DSP 13 angeschaltet werden, um die Taktausgabe zusätzlich zu stabilisieren.The clock signal regulated in this way is transmitted by the DSP 13, after additional verification, to the components which are connected to the IOM interface. In addition, the clock lines of the IOM interface can be connected to the DSP 13 to further stabilize the clock output.

Claims

Verfahren zur synchronen Datenübertragung über eine IP-Verbindung, welche zwischen Endgeräten (1₁, 1₂-1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) von Teilnehmern über ein IP-gestütztes Netzwerk (3) mittels eines je Teilnehmer angeordneten IAD (4; 5), nämlich mittels eines das IP-gestützte Netzwerk teilnehmerseitig abschließenden integrierten Zugriffsgerätes hergestellt wird, an welchem das zur Datenübertragung über die IP-Verbindung genutzte Endgerät (1₁, 1₂- 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder in die Verbindung einbezogene IAD (4; 5) mit einem Taktgeber (6; 7) ausgestattet wird, welcher einen Takt erzeugt, der mittels des Taktes eines über einen GPS-Empfänger (8; 9) des Taktgebers (6; 7) empfangenen GPS-Signals stabilisiert und über den IAD (4; 5) dem jeweiligen für die Datenübertragung genutzten Endgerät (1₁, 1₂- 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) über einen Anschluss des IAD (4; 5) als Synchronisationstakt zur Verfügung gestellt wird, an dem das Endgerät (1₁, 1₂- 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) betrieben wird, wobei die Frequenz dieses Taktes identisch ist mit der Frequenz des durch die Taktgeber (6; 7) anderer in die IP-Verbindung einbezogener IAD (4; 5) bereitgestellten Synchronisationstaktes.Method for synchronous data transmission via an IP connection between terminals (1 ₁ , 1 ₂ -1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) of participants via an IP-supported network (3) by means of an IAD ( 4; 5), namely by means of an integrated access device terminating the IP-supported network on the subscriber side, on which the terminal device used for data transmission via the IP connection (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) is operated, characterized in that each IAD (4; 5) involved in the connection is equipped with a clock generator (6; 7) which generates a clock which is determined by means of the clock of a GPS receiver (8; 9) GPS signal received from the clock (6; 7) is stabilized and via the IAD (4; 5) to the terminal device (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) used for data transmission via a connection of the IAD (4; 5) is made available as a synchronization clock at which the terminal (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ), the frequency of this clock being identical to the frequency of the synchronization clock provided by the clock generators (6; 7) of other IADs (4; 5) included in the IP connection.

System zur synchronen Datenübertragung über eine IP-Verbindung, mit einem IP-gestützten Netzwerk (3), über welches die IP-Verbindung aufgebaut ist und mit je Teilnehmer - einem für einen Datenaustausch mit wenigstens einem anderen Teilnehmer genutzten Endgerät (1₁, 1₂- 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) und - einem IAD (4; 5), nämlich einem das IP-gestützte Netzwerk (3) teilnehmerseitig abschließenden integrierten Zugriffsgerät mit mindestens einem Anschluss, an welchem das zum Datenaustausch über die IP-Verbindung genutzte Endgerät (1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) für den Zugriff auf das IP-gestützte Netzwerk (3) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass a.) jeder IAD (4; 5) mit einem Taktgeber (6; 7) ausgestattet ist, welcher einen GPS-Empfänger (8; 9) und einen Oszillator (12) aufweist, dessen Ausgangsfrequenz mittels des Taktes des über den GPS-Empfänger (8; 9) empfangenen GPS-Signals stabilisiert ist und b.) an dem Anschluss des jeweiligen IAD (4; 5), an welchem das zum Datenaustausch über die IP-Verbindung genutzte Endgerät (1₁, 1₂ - 1_n; 2₁, 2₂ - 2_n) betrieben wird, ein Ausgangssignal des Taktgebers (6; 7) mit einer von der stabilisierten Ausgangsfrequenz des Oszillators (12) abgeleiteten Frequenz als Synchronisationstakt bereitgestellt wird, wobei dessen Frequenz identisch ist mit der des Ausgangssignals der Taktgeber (6; 7) anderer IAD (4; 5) des Systems.System for synchronous data transmission via an IP connection, with an IP-supported network (3), via which the IP connection is established and with each participant - a terminal device (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) and - an IAD (4; 5), namely an integrated access device terminating the IP-based network (3) on the subscriber side, with at least one connection at which the data exchange via the IP - Connection used terminal (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) for access to the IP-based network (3) is operated, characterized in that a.) each IAD (4; 5) is equipped with a clock generator (6; 7) which has a GPS receiver (8; 9) and an oscillator (12) whose output frequency is determined by the clock of the GPS signal received via the GPS receiver (8; 9) Signal is stabilized and b.) at the connection of the respective IAD (4; 5) on which the end device (1 ₁ , 1 ₂ - 1 _n ; 2 ₁ , 2 ₂ - 2 _n ) used for data exchange via the IP connection is operated output signal of the clock generator (6; 7) with a frequency derived from the stabilized output frequency of the oscillator (12) as a synchronization clock, the frequency of which is identical to that of the output signal of the clock generators (6; 7) of other IADs (4; 5) of the systems.

System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (6; 7) eines IAD (4; 5) als eine gegenüber dem IAD (4; 5) separate Einheit ausgebildet ist und den stabilisierten Takt an einem S0-Anschluss bereitstellt, über welchen der auch zur Nutzung des ISDN-Festnetzes ausgebildete IAD (4; 5) mit dem Taktgeber (6; 7) verbunden ist.system after claim 2 , characterized in that the clock generator (6; 7) of an IAD (4; 5) is designed as a separate unit compared to the IAD (4; 5) and provides the stabilized clock at an S0 connection, via which the also for use of the ISDN landline network trained IAD (4; 5) is connected to the clock generator (6; 7).

System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (12) des Taktgebers (6; 7) ein VCO, nämlich ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, welcher gemeinsam mit einem digitalen Signalprozessor (13) und mit einem Komparator (14) in einem eine Phasenregelschleife ausbildenden Regelkreis angeordnet ist, wobei ein Eingang des Komparators (14) mit dem GPS-Empfänger (8; 9) verbunden sowie mit dem Takt des von diesem empfangenen GPS-Signals belegt ist und ein anderer Eingang des Komparators (14) mit einem Anschluss des digitalen Signalprozessors (13) verbunden ist, an welchem ein durch den digitalen Signalprozessor (13) auf die Frequenz des GPS-Signals heruntergeteiltes Taktsignal des Oszillators (12) ansteht, und wobei der Steuereingang des VCO mit dem Ausgang des Komparators (14) verbunden ist.system after claim 2 or 3 , characterized in that the oscillator (12) of the clock generator (6; 7) is a VCO, namely a voltage-controlled oscillator, which is arranged together with a digital signal processor (13) and with a comparator (14) in a control loop forming a phase-locked loop , wherein one input of the comparator (14) is connected to the GPS receiver (8; 9) and assigned to the clock of the GPS signal received by it and another input of the comparator (14) is connected to a connection of the digital signal processor (13 ) is connected, to which a clock signal of the oscillator (12) divided down to the frequency of the GPS signal by the digital signal processor (13) is present, and wherein the control input of the VCO is connected to the output of the comparator (14).

System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Taktgeber (6; 7) zur Bereitstellung der über den S0-Anschluss für den IAD (4; 5) verfügbar gemachten S0-Schnittstelle Einheiten der ISDN-Technik, nämlich ein ISDN-Communication Controller (15) und ein S-Bus Konverter (16) angeordnet sind, über welcher der erzeugte Takt dem S0-Anschluss zugeführt wird, wobei diese Einheiten über eine interne IOM-Schnittstelle miteinander interagieren, welche durch den S-Bus Konverter (16) in eine S0-Schnittstelle umgesetzt wird und wobei der ISDN-Communication Controller (15) durch einen Microcontroller (17) und eine durch diesen verarbeitete, in einem zugehörigen Speicher (18) des Microcontrollers (17) gehaltene Software gesteuert wird.system after claim 3 , characterized in that in the clock generator (6; 7) for providing the S0 connection for the IAD (4; 5) made available S0 interface units of the ISDN technology, namely an ISDN communication controller (15) and an S-Bus converter (16) are arranged, via which the clock generated is fed to the S0 connection, these units interacting with one another via an internal IOM interface, which is converted into an S0 interface by the S-Bus converter (16). is implemented and wherein the ISDN communication controller (15) is controlled by a microcontroller (17) and processed by this, in an associated memory (18) of the microcontroller (17) held software.

System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ISDN-Einheiten des Taktgebers (6; 7) selbst mit dem innerhalb des Taktgebers (6; 7) erzeugten Takt getaktet werden.system after claim 5 , characterized in that the ISDN units of the clock generator (6; 7) are themselves clocked with the clock generated within the clock generator (6; 7).