Analoge Telefonanlagen werden zunehmend durch digitale er- setzt, die vorwiegend auf dem ISDN-Standard (Integrated Services Digital Network) beruhen. ISDN ist durch mehrere in- ternationale digitale Kommunikationsstandards definiert, die weltweit von Telefongesellschaften anerkannt werden. Die ISDN-Technologie wird benutzt, um sowohl Sprache als auch Da- ten, die Graphiken, Töne und Filme umfassen können, digital Signale über öffentliche Fernmeldenetze zu senden. Der ISDN- Standard umfaßt digitale Standardübertragungsprotokolle, An- schlüsse und Verbindungskabel. Dem Benutzer stehen zwei Arten von ISDN-Anschlüssen zur Verfügung. Der international Ba- sisanschluß (So) umfaßt zwei B-Kanäle mit je 64 KBit/s und einen D-Kanal mit 16 KBit/s. Die B-Kanäle übertragen die Nutzinformation. Der D-Kanal wird für die Signalisierung verwendet. An einer So-Schnittstelle können dann bis zu acht Telefone oder andere Endgeräte betrieben werden.

Neben dem Basisanschluß (So) steht der ebenfalls internatio- nal genormte Primärmultiplexanschluß (S2M) zur Verfügung, der 30 B-Kanäle und 1 D-Kanal mit 64 KBit/s umfaßt.

ISDN-Telefone können direkt an öffentlichen Netzen oder an privaten Nebenstellenanlagen (PABX, Private Automatic Brunch Exchange) betrieben werden. Öffentliche Kommunikationsnetze stellen in Deutschland üblicherweise zweidrähtige Uko- Schnittstellen zur Verfügung. Diese UkO-Schnittstellen wer- den in einen sogenannten Netzabschluß (NT) in eine vierdräh- tige So-Schnittstelle umgesetzt. Zum normalen Betrieb benö-

tigt der Netzabschluß Energie aus dem öffentlichen Stromnetz.

Bei Stromausfall versorgt der Netzabschluß (NT) ein notspei- seberechtigtes Endgerät mit Energie aus dem öffentlichen Te- lefonnetz. Der Notbetrieb wird durch eine Umkehr der Versor- gungsspannung an der So-Schnittstelle angezeigt.

Endgeräte werden vorzugsweise über die Upo-Schnittstelle an Nebenstellenanlagen angeschlossen. Die Upo-Schnittstelle überträgt ebenfalls zwei B-Kanäle und einen D-Kanal. Die Upo-Schnittstelle ist nicht international genormt. Deshalb existieren neben ihr viele andere herstellerspezifische U- Schnittstellen.

Da der ISDN-Standard ein digitaler Standard ist, können Computer besonders leicht über Einsteckkarten an ISDN- Schnittstellen angeschlossen werden. Im Gegensatz zur Sprachübertragung durch Telefone oder Bildübertragung durch Faxgeräte bieten Computer die Möglichkeit sehr unterschied- liche Datenformate zu übertragen. So werden im Bereich des Internets eine Vielzahl von Bildformaten, Sprachkompressions- verfahren bis hin zu Formaten zur Übertragung von bewegten Bildern verwendet. Es ist Stand der Technik, Faxe mit Compu- tern zu verschicken und zu empfangen. Ein mit einem Drucker und einem Scanner verbundener Computer ersetzt mit der ent- sprechenden Software ein Faxgerät.

Ein Problem in der gegenwärtigen PC-Welt ist die mangelnde Flexibilität der verwendeten Schnittstellen. Ein PC ist stan- dardmäßig mit einer Tastaturschnittstelle, einer parallelen und zwei seriellen Schnittstellen (RS-232) ausgerüstet. Die Tastaturschnittstelle ist durch die Tastatur belegt. Eine se- rielle Schnittstelle wird der Maus zugeordnet und die paral- lele Schnittstelle ist für den Drucker reserviert. Für wei- tere Peripheriegeräte steht nur die zweite serielle Schnitt- stelle zur Verfügung. Die Datenübertragung über eine serielle Schnittstelle ist im PC-Bereich auf maximal 115,2 KBit/s be- grenzt. Deshalb werden Peripheriegeräte, die große Datenmen-

gen produzieren, wie z. B. Scanner, über zusätzliche Einsteck- karten direkt an computerinterne Busse wie den PCI-Bus oder den ISA-Bus angeschlossen. Dazu ist es allerdings erforder- lich, den Computer zu öffnen und weitere Einsteckkarten zu installieren. Ein weiterer Nachteil der vielen verschiedenen Schnittstellen im PC-Bereich liegt in der Verwendung vieler unterschiedlicher Steckverbindungen. Zur Lösung dieses Pro- blems sind im Stand der Technik verschiedene Bussysteme be- kannt. Im Unterschied zu den PCI- (Peripheral Component In- terconnect) und ISA- (Industry Standard Architecture)- Bussen kann eine SCSI (Small Computersystems Interface)- Schnittstelle auch aus dem Computergehäuse herausgeführt werden und so zum Anschluß von bis zu sieben Peripheriegeräte mit hohen Datenübertragungsraten, wie z. B. Festplatten oder Scanner verwendet werden. Im Niedrigpreissegment stehen eine Vielzahl von Bussen, wie z. B. der Apple Desktop Bus (ADB), die RS-485-Schnittstelle, die eine Erweiterung der RS- 232-Schnittstelle darstellt, der Access. bus (A. b), das Con- nection Highway Interface (CHI), der GeoPort und neuerdings der Universal Seriell Bus (USB) zur Verfügung.

Ein wesentliches Ziel bei der Definition des USB-Standards war ein niedrigpreisliches Bussystem zum Anschluß von exter- nen Peripheriegeräten an PCs zur Verfügung zu stellen. Der USB-Bus bietet geringe bis mittlere Datenübertragungsraten (bis zu 12 MBit/s). Damit ist der USB-Bus hervorragend ge- eignet um eine Vielzahl von Peripheriegeräten, wie z. B. Scan- ner, Personal Digital Assistant (PDA), Tastaturen und Mäuse anzuschließen. An den USB-Bus können bis zu 127 Geräte an- geschlossen werden. Ferner unterstützt der PCI-Bus die Plug -and-Play-Funktionalität. Die Verbindungskabel sind ab- schirmte Vierdrahtleitungen. Dabei werden zwei Drähte zur Übertragung einer Versorgungsspannung von 5 Volt verwendet.

Die beiden anderen Drähte sind verdrillt und dienen der Sig- nalübertragung. Für Datenübertragungsraten von 1,5 MBit/s sind ungeschirmte, unverdrillte Kabel ausreichend. Die Stecker sind so ausgelegt, daß ein Endgerät maximal 5 Ampere

in die Versorgungsleitung des USB-Busses einspeisen kann.

Die Energieversorgung über den USB-Bus bietet die Möglich- keit, Peripheriegeräte ohne Netzteile zu produzieren und damit Kosten zu sparen.

PCs und weitere Endgeräte, wie z. B. Telefone, können gemein- sam an öffentliche Fernsprechnetze oder auch an private Ne- benstellenanlagen angeschlossen werden. Sofern das öffent- liche Fernsprechnetz oder die private Nebenstellenanlage eine Schnittstelle, wie z. B. die So-Schnittstelle oder die Upo- Schnittstelle zur Verfügung stellen, die den Anschluß mehre- rer Endgeräte erlaubt, können PC und Endgerät an derselben Schnittstelle betrieben werden wie dies in Figur 3 angedeutet ist. Aus Kostengründen werden Telefone üblicherweise nur mit den nötigsten Funktionen ausgerüstet. Das Telefon bzw. Endge- rat in Figur 3 kann deshalb nur Daten an die Nebenstellenan- lage (PABX) senden und von der Nebenstellenanlage empfangen.

Folglich ist in Figur 3 eine Kommunikation zwischen PC und Endgerät nur mittelbar über die Nebenstellenanlage (PABX) möglich. Es haben sich ferner herstellerspezifische Lösungen gemäß Figur 4 ausgebildet, wobei der PC beispielsweise über eine RS-232-Schnittstelle über ein Endgerät (TE) mit der Nebenstellenanlage (PABX) verbunden ist. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß auf PC-Seite auf eine bereits vorhandene Schnittstelle wie beispielsweise die RS-232- Schnittstelle zurückgegriffen werden kann. Nachteilig ist, daß die genannten Schnittstelle nicht die für die vollstän- dige Kontrolle durch den PC benötigte Bandbreite aufweist.

Figur 3 zeigt ferner den internen Aufbau eines Telefons. Ein Telefon besitzt im wesentlichen drei Benutzerschnittstellen, nämlich ein Mikrophon (akust. Quelle), einen Lautsprecher (akust. Senke) und eine Tastatur für den Wählvorgang (D- Kanal). Diese drei Benutzerschnittstellen eventuell ergänzt durch weitere Ein-und Ausgabeeinheiten sind über den tele- foninternen IOM-2-Bus (Input Output Multiplexer) mit der Upo/E-Schnittstelle oder So-Schnittstelle zur

Nebenstellenanlage (PABX) oder dem öffentlichen Fern- sprechnetz verbunden. Die IOM-2-Schnittstelle weist eine Rahmenstruktur für drei IOM-Kanäle auf. Jeder dieser IOM- Kanäle stellt vier Unterkanäle mit je 64 KBit/s zur Verfügung. In der IOM-2-Rahmenstruktur sind unter anderen 2 B-Kanäle (64 KBit/s), ein D-Kanal (16 KBit/s), ein D*- Kanal (16 KBit/s), ein CTRL-Kanal (16 KBit/s) und 2 IC- Kanäle (64 KBit/s) angelegt. Die B-Kanäle dienen dem Datenaustausch mit der Vermittlungsstelle vorzugsweise von Sprachdaten. Der D-Kanal dient zum Austausch von Kontrollinformationen mit der Vermittlungsstelle. Die beiden IC-Kanäle dienen dem Datenaustausch, vorzugsweise von Sprachdaten, mit weiteren Endgeräten, beispielsweise Slavephones, der D* und CTRL-Kanal dem Austausch von Kontrollinformationen mit weiteren Endgeräten. Bei der Verbindung mit weiteren Telefon (Slavephones) muß das Telefon, das mit der Vermittlungsstelle verbunden ist, als Masterphone konfiguriert werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung an- zugeben, durch die ein PC und ein Telefon verbunden werden können, wobei dies mit geringem Hard-und Softwareaufwand er- reicht werden soll und wobei über die Schnittstelle zwischen PC und Telefon weitere Peripheriegeräte anschließbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kommunikationssystem mit mindestens einer Computereinrichtung (PC), mindestens einem Telekommunikationsendgerät (TE) und einer Vermittlungsein- richtung (PABX), die an ein öffentliches Fernmeldenetz an- schließbar ist, wobei die Computereinrichtung (PC) und das Telekommunikationsendgerät (TE) über ein erstes Bussystem (USB) verbunden sind, das mindestens die gleiche Bandbreite aufweist wie ein zweites Bussystem (IOM-2), das zur Verbin- dung einzelner interner Baugruppen des Telekommunikationsend- geräts verwendet wird, wobei das Telekommunikationsendgerät (TE) über eine Schnittstelle (UPO/E) an die Vermittlungsein-

richtung (PABX) angeschlossen ist, wobei das Telekommunika- tionsendgerät (TE) über einen ersten Betriebsmodus verfügt, in dem die von der Vermittlungseinrichtung empfangenen Em- pfangsdaten von dem Telekommunikationsendgerät auf das erste Bussystem (USB) umgesetzt und über das erste Bussystem an die Computereinrichtung (PC) weitergeleitet werden, wobei die Computereinrichtung (PC) über Einrichtungen zum Verarbeiten der von dem Telekommunikationsendgerät empfangenen Daten und zum Weiterleiten dieser Daten über das erste Bussystem an das Telekommunikationsendgerät verfügt, wobei die Daten von dem Telekommunikationsendgerät ausgegeben werden, und wobei in dem ersten Betriebsmodus ferner die von dem Telekommunika- tionsendgerät erzeugten Sendedaten über das erste Bussystem (USB) an die Computereinrichtung (PC) weitergeleitet werden, die Computereinrichtung die empfangenen Daten mittels der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet und die verarbeiteten Sendedaten über das erste Bussystem an das Telekommunika- tionsendgerät zurückgeleitet und das Telekommunikationsendge- rat diese Daten zur Weiterleitung an die Vermittlungseinrich- tung auf die entsprechende Schnittstelle umsetzt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich- nungen näher erläutert. Dabei zeigen : Figur 1 eine erfindungsgemäße Kopplung zwischen PC und Endge- rat über den USB-Bus, wobei der PC indirekt über USB und das PC-Endgerät über eine UpO/E-Schnitt- stelle mit der Nebenstellenanlage (PABX) verbunden sind, wobei die Bandbreite der USB-Schnittstelle um mindestens die Kanäle 2 IC, D* und CTRL größer ist als die Bandbreite der Upo-Schnittstelle.

Figur 2 ein Schichtenmodell für das Endgerät gemäß Figur 1, das sowohl im herkömmlichen Symphony-Mode (BRI) als auch im erfindungsgemäßen Butterfly-Mode (BFL) be- trieben werden kann, Figur 3 den logischen Datenfluß bei herkömmlichem Anschluß eines PCs und eines Endgeräts über eine So-Schnitt- stelle oder eine UpO/E-Schnittstelle an eine Neben- stellenanlage (PABX) über 2 B-Kanäle und einen D- Kanal, Figur 4 eine herkömmliche Verkabelung bei Anschluß eines PCs über eine RS-232-oder So-Schnittstelle über ein Endgerät (TE) an eine Nebenstellenanlage, Figur 5 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Butterfly-Archi- tektur, wobei PC und Endgerät (TE) über einen USB- Bus verbunden sind und Endgerät mit der Nebenstellen- anlage (PABX) über eine UpO/E-Schnittstelle verbun- den sind, Figur 6 eine schematische Darstellung einer Datenübertragung in einer erfindungsgemäßen Butterfly-Architektur im Symphony-Mode, wobei das Endgerät in herkömmlicher Weise von der Nebenstellenanlage gesteuert wird und keine Daten direkt zwischen PC und Endgerät (TE) übertragen werden, und Figur 7 eine schematische Darstellung einer Butterfly-Ar- chitektur im erfindungsgemäßen Butterfly-Mode, wo- bei das Endgerät (TE) vom PC gesteuert wird, wobei ferner das Endgerät die Daten zwischen der Nebenstel- lenanlage und PC nur weiterreicht und wobei, falls erforderlich, der PC wieder Daten über den USB-Bus an das Endgerät beispielsweise zur Lautsprecheraus- gabe weiterleitet.

Gemäß einer bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er- findung die in Figur 1 gezeigt ist, ist das Endgerät (TE), das vorzugsweise ein Telefon darstellt, physikalisch über eine UPO/E-Schnittstelle mit einer Nebenstellenanlage (PABX) verbunden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Endgerät über eine andere Schnittstelle, beispielsweise eine So-oderUko-Schnittstelle mit einem öffentlichen Fernsprechnetz verbunden sein. PC und Endgerät sind physikalisch vorzugsweise über einen USB-Bus verbunden. In Figur 5 ist die Verkabelung zwischen PC, Endgerät (TE) und Nebenstellenanlage dargestellt, die für den Informationsaustausch gemäß Figur 1 erforderlich ist.

Im Prinzip kommen für die physikalische Verbindung zwischen PC und Endgerät in Figur 1 alle bekannten Busse in Frage, die eine Bandbreite von (4x64 KBit/s + 16 KBit/s) (4 B-Kanäle und 1 D-Kanal) übertragen können. Allerdings fällt der Hardwareaufwand im Endgerät dann besonders gering aus, wenn die physikalische Schnittstelle zwischen PC und Endgerät die gesamte Bandbreite des IOM-2-Busses, also die gesamte IOM- 2-Rahmenstruktur aufnehmen kann (Figur 2). Wie oben bereits erwähnt beträgt die Bandbreite des IOM-2-Busses 12x64 KBit/s. Sie entspricht also 12 B-Kanälen oder insgesamt 768 KBit/s. Diese Bedingung erfüllen insbesondere die seriellen Schnittstellen (RS-232) und die So-Schnittstelle (Figur 4) nicht. Die erforderliche Bandbreite wird aber beispielsweise vom USB-Bus zur Verfügung gestellt.

Da der USB-Bus also in der Lage ist die gesamte IOM-2- Rahmenstruktur zu übertragen, müssen die beiden IC-Kanäle, die beiden B-Kanäle zur Nebenstellenanlage und der D-Ka- nal nicht erst aufwendig aus der IOM-2-Rahmenstruktur her- ausgefiltert werden. Dadurch, daß die gesamte IOM-2-Rahmen- struktur an den PC übertragen wird, kann der PC das Endgerät vollständig kontrollieren. Dadurch werden ferner die Daten, die die Nebenstellenanlage an das Endgerät schickt (Downlink) in einfacher Weise an den PC weitergereicht. Ferner kann der

PC durch Einfügen von Daten in die IOM-2-Rahmenstruktur in einfacher Weise Daten mittelbar an die Nebenstellenanlage senden. Für die direkte Kommunikation zwischen PC und Endge- rät stehen zwei IC-Kanäle in jeder Richtung (Uplink und Downlink) zur Verfügung.

Die IOM-2-Rahmenstruktur belegt nicht die vollständige Bandbreite des USB-Busses. Deshalb können wie in Figur 6 dargestellt über den USB-Bus weitere Peripheriegeräte an den PC angeschlossen werden. Hierfür kommen beispielsweise Lautsprecher, weitere Mikrophone, Chipkartenleser, Kurzwahl- speicher, Tastaturen, Mäuse und Kameras für die Bildtelefonie in Frage.

In Figur 2 ist die Verschachtelung der jeweiligen Schicht 1 Bitrahmenstrukturen im Endgerät dargestellt. Die unterste Schicht stellt der USB-Bus dar. Über der USB-Schicht liegt die IOM-2-Schicht. Die IOM-2-Schicht entspricht der Schicht 1 des OSI-Schichtenmodells in Richtung Endgerät. In Richtung PC wird die Schicht 1 des OSI-Modells durch den USB- Bus dargestellt. Die Schicht 1 Umsetzung IOM/USB erfolgt in einem hier nicht gezeigten Schicht 1 Konverter (z. B. Ein- steckadapter in Telefon). In Figur 2 nicht eingezeichnet ist die LAP-Schicht, die der Schicht 2 des OSI-Schichtenmo- dells entspricht. Schicht 3 des OSI-Schichtenmodells wird als Signalisierungsprotokoll SIG PROT bezeichnet. Das Signa- lisierungsprotokoll SIG PROT kann sich in zwei Betriebszu- ständen befinden. Ein Betriebszustand ist der Symphony- Mode. Im Symphony-Mode (siehe Figur 4 sowie Figur 6) wird das Endgerät von der Nebenstellenanlage PABX gesteuert. Der zweite Betriebszustand ist der Butterfly-Mode (BFL) (siehe Figur 5 sowie Figur 7). Im Butterfly-Mode leitet das Endgerät Daten nur zwischen PC und Nebenstellenanlage weiter ohne auf diese zu reagieren. Daten (Sprache) zwischen PC und Endgerät werden über die beiden IC-Kanäle ausgetauscht.

Befehle erhält das Endgerät vom PC über den Kontroll-Kanal (CTRL) (siehe auch Figur 7). Steuerbefehle, wie

Tastatureingaben, kann das Telefon über den D*-Kanal an den PC senden.

In Figur 6 ist der logische Informationsfluß im Symphony- Mode dargestellt. Das Endgerät kommuniziert mit der Neben- stellenanlage über die UPO/E-Schnittstelle. Die fett ge- zeichnete Verbindung zur Nebenstellenanlage weist darauf hin, daß die Nebenstellenanlage das Endgerät kontrolliert. Der PC kann einerseits mit Peripheriegeräten über den USB-Bus und mit der Nebenstellenanlage über den USB-Bus und das Endge- rat kommunizieren. Der Symphony-Mode ermöglicht das Telefonieren auch bei ausgeschaltetem PC. Im Symphony-Mode wird das Endgerät durch die Nebenstellenanlage gesteuert.

In Figur 7 ist die Kommunikation im Butterfly-Mode darge- stellt. Das Endgerät (TE) wird vom PC aus über den USB-Bus gesteuert. Dies ist durch die fett eingezeichneten USB-Lei- tungen dargestellt. Daten werden nur zwischen PC und Neben- stellenanlage (PABX) ausgetauscht. Diese Daten werden durch das Endgerät nur durchgeleitet und zwischen der UPO/E- Schnittstelle und dem USB-Bus umgesetzt. Der PC steuert das Endgerät über den Kontroll-Kanal (CTRL). Tastatureingaben auf dem Telefon werden über den D*-Kanal zum PC übermit- telt. Daten (Sprache) können Endgerät und PC über die IC- Kanäle austauschen.

Die Butterfly-Architektur ermöglicht die Vorverarbeitung von Daten aus der Nebenstellenanlage im PC und die anschlie- ßende Ausgabe auf dem Telefon. Umgekehrt kann beispielsweise Spracheingabe über das Telefon im PC vor der Weitergabe an die Nebenstellenanlage vorverarbeitet werden. Beispielsweise kann der PC Sprachverschlüsselung durchführen. Dabei würde er die vom Telefon kommenden Sprachdaten verschlüsselt an die Nebenstellenanlage weitergeben. Verschlüsselte Sprachsignale von der Nebenstellenanlage werden im Klartext an das Endgerät weitergegeben. Da jeweils nur ein B-Kanal zur Nebenstellen- anlage und ein IC-Kanal zum Endgerät belegt werden, ist der

Parallelbetrieb einer weiteren B-Kanalapplikation im PC möglich.

Die Butterfly-Architektur eignet sich ferner dafür, auf dem PC einen Anrufbeantworter zu implementieren. Der PC zeichnet sich durch hohe Rechenleistung und hohe Speicherkapazität auf der Festplatte aus. Zur Implementierung einer Anrufbeantwor- terfunktion in die Butterfly-Architektur ist es deshalb ausreichend, die Software auf dem PC zu erweitern. Die Sprach -Ein-und-Ausgabe erfolgt vorzugsweise wieder über das Te- lefon. Alternativ dazu können weitere Peripheriegeräte bei- spielsweise an den PC angeschlossen werden.

Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsfeld der Computer-Tele- fon-Integration mittels Butterfly-Architektur ist die Bildtelefonie. Mit dem Standard H. 320 steht ein Standard für die schmalbandige Bildübertragung zur Verfügung. Da im PC schon ein Bildschirm zur Verfügung steht ist lediglich eine Kamera zur Bildaufnahme erforderlich. Diese Kamera kann bei- spielsweise an den USB-Bus angeschlossen werden. Gemäß dem H. 320-Standard wird ein B-Kanal der Upo/E-Schnittstelle für die Videoübertragung verwendet. Der zweite B-Kanal steht zur Sprachübertragung (gemultiplext mit Bilddaten) zur Verfügung. Sprachdaten werden über das Telefon ein-und aus- gegeben. Gemäß der Butterfly-Architektur werden Sprachdaten zunächst zwischen PC und Telefon über einen IC-Kanal aus- getauscht. Der PC sendet die Sprachdaten über einen B-Kanal an die Nebenstellenanlage. Dabei werden die Sprachdaten durch das Telefon durchgeleitet. Dieses scheinbar komplizierte Verfahren ermöglicht es den Hardwareaufwand insbesondere im Telefon so gering wie möglich zu halten und die Telefon- software weitestgehend zu standardisieren.