DE19805441A1

DE19805441A1 - Gerät und Verfahren für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer über Telefoniekanäle in einer Kabeldatenübertragungslandschaft

Info

Publication number: DE19805441A1
Application number: DE19805441A
Authority: DE
Inventors: Douglas J Newlin
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 1998-08-20
Also published as: CN1193230A; GB2322518A; AU5213598A; ID21376A; GB9802796D0; BR9800595A; IL122977A0

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Daten-, Bild- und Multimedia-Datenübertragungssysteme und im besonderen ein Ge rät und Verfahren für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer über Telefoniekanäle in einer Kabeldatenübertragungsland schaft

Hintergrund der Erfindung

Mit dem Aufkommen von Multimedia-Datenübertragungen sind Te lekommunikation und Datenübertragung in steigendem Maße kom plex geworden. Multimedia-Datenübertragungsanwendungen zum Beispiel wie die Echtzeitübertragung von digital kodierten Bildern, Sprache und anderen Datenformen können neue Formen und Systeme für derartige Datenübertragungen und Telekommuni kationen erfordern. Ein derartiges neues Datenübertragungssy stem ist das CableComm-System, das kürzlich von Motorola, Inc. entwickelt worden ist. Im Cablecomm-System wird ein op tisches Hybridfaser- und Koaxialkabel ("HFC") verwendet, um eine beträchtliche Bandbreite über vorhandene Kabelleitungen zu Unterstationen oder Geräten wie individuellen Teilnehmer zugriffseinheiten (als Multimediazugriffsgeräte bezeichnet) bereitzustellen, die mit einem oder mehreren Telefonen, Bild telefonen und/oder Personalcomputern, Arbeitsstationen und anderen Datenendgeräten ("DTE") zum Beispiel in Haushalten verbunden sind, die eine neue oder bereits vorhandene Kabel fernseheignung besitzen. Diese Koaxialkabel sind weiter über optische Faserkabel mit einer Zentralstelle verbunden, die zentralisierte Haupt- (oder "Kopfstellen-") Steuereinheiten oder Stationen hat, die eine Empfangs- und Sendefähigkeit be sitzen. Eine derartige Hauptstellenausrüstung kann mit jeder Vielzahl von Netzwerken oder anderen Informationsquellen vom Internet, verschiedenen On-Line-Diensten, Telefonnetzwerken, mit Bild/Spielfilm-Teilnehmerdiensten verbunden sein. Mit dem CableComm-System können digitale Daten, Sprache, Bilder und andere Multimediadaten sowohl in der Abwärtsstromrichtung, von der Hauptstation oder der Steuereinheit (die mit einem Netzwerk verbunden ist) zur Unterstation eines individuellen Nutzers (Teilnehmerzugriffseinheit) als auch in der Auf wärtsstromrichtung von der Unterstation zur Hauptstation (und zu einem Netzwerk) übertragen werden.

In dieser Kabellandschaft bleibt ein Bedarf nach einem Gerät und Verfahren für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer nicht nur innerhalb der Kabellandschaft, sondern auch in ei ner Gesamtlandschaft, die Medien nach dem Stand der Technik einschließt wie analoge Telefonleitungen und digitale Tele fonleitungen. Außerdem ist mit dem Aufkommen von Hochge schwindigkeits- aber asymmetrischen analogen Modems ein Be darf nach einem Gerät und Verfahren geblieben, um den Hochge schwindigkeits-Datentransfer symmetrisch, und zwar sowohl in der Aufwärtsstrom- als auch in der Abwärtsstromrichtung zu gewährleisten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das ein Datenübertragungssy stem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Hauptstation in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläu tert.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Multimediazugriffsge rät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockschaltbild, das eine bevor zugte Ausführung eines Multimediazugriffsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläu tert.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Hochge schwindigkeits-Datentransfer über Telefoniekanäle in einer Kabeldatenübertragungslandschaft in Übereinstim mung mit der vorliegenden Erfindung erläutert.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie oben erwähnt, besteht ein Bedarf nach einem Gerät und Verfahren für den Hochgeschwindigkeits-Datentransfer nicht nur in einer Kabellandschaft, sondern auch in einer Gesamt landschaft, die Medien nach dem Stand der Technik wie analoge Telefonleitungen und digitale Telefonleitungen einschließt. Außerdem ist mit dem Aufkommen von Hochgeschwindigkeits- aber asymmetrischen analogen Modems ein Bedarf nach einem Gerät und Verfahren geblieben, um den Hochgeschwindigkeits-Daten transfer symmetrisch, und zwar sowohl in der Aufwärtsstrom- als auch in der Abwärtsstromrichtung zu gewährleisten. Das Gerät und Verfahren der vorliegenden Erfindung erfüllt diese Bedürfnisse, indem es den symmetrischen Hochgeschwindigkeits- Datentransfer gewährleistet, der auch zur Datenübertragung in einer Vielzahl von Landschaften in der Lage ist, einschließ lich Kabel-, digitaler Telefonie- und analoger Telefonieland schaften.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems (oder Systemarchitektur) 100 in Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung. Der CableComm-Anteil des Datenübertra gungssystems 100 besteht in einer Hauptstation (oder Gerät) 105, die über einen Datenübertragungskanal 103 an ein oder mehrere Multimediazugriffsgeräte ("MAAs", auch als Untersta tionen bezeichnet) 110 gekoppelt ist, wobei die Hauptstation 105 über einen Netzwerkschalter 135 (auch als ein lokaler di gitaler Schalter bezeichnet) einer Zentralstelle 102 an ein Netzwerk 160 gekoppelt (oder koppelbar) ist. In der bevorzug ten Ausführung ist das Multimediazugriffsgerät 110 (in Fig. 3 erläutert) als Multimediazugriffsgerät 200 (in Fig. 5 erläu tert) ausgeführt und die Bezugnahme auf jede der verschiede nen Ausführungen der Multimediazugriffsgeräte 110 oder 200 sollte verstanden werden, daß sie die anderen Ausführungen und ihre gleichwertigen Ausführungen einschließt. Wie oben angezeigt, ist in der bevorzugten CableComm-Ausführung der Datenübertragungskanal 103 ein Hybridfaserkoaxialkabel (HFC). Andere, Nicht-CableComm-Anteile des Systems 100 sind in der Technik bekannt wie analoge Datenübertragungsgeräte ("ACDs") 115 (wie POTS-Telefone oder analoge Modems), die zur Daten übertragung mit dem Netzwerk 160 über eine analoge Telefonie leitung 117, die mit einer Leitungsanschlußleiterplatte (oder einem anderen Analog-Typ Schalter) 137 in einer Zentralstelle 102 verbunden ist, gekoppelt sind (wobei POTS "herkömmlichen drahtgebundenen Telefoniedienst" bezeichnet); und digitale Datenübertragungsgeräte ("DCDs") 122 (wie ISDN-Telefone und ISDN-Anschlußadapter), die zur Datenübertragung mit dem Netz werk 160 über die digitale Telefonieleitung 119 mit dem lokalen digitalen Schalter 135 in einer Zentralstelle 102 verbunden sind. Typischerweise ist die Datenübertragung in derartigen Nicht-CableComm-Anteilen nach dem Stand der Tech nik digital, außer den Digital/Analog- (D/A) und Ana log/Digital- (A/D) Umwandlungen auf der Leitungsanschlußlei terplatte 137 zum analogen Senden und Empfangen über die ana loge Telefonieleitung 117 zu und von den verschiedenen analo gen Datenübertragungsgeräten 115.

Der CableComm-Anteil des Datenübertragungssystems 100 gewähr leistet Datenübertragungsleistungen wie Telefonie, Bildkonfe renzschaltung, Datennetzwerkschaltung und Übertragung, Unter nehmensnetzwerkschaltung und Meßwertübertragung, indem das Netzwerk 160 verwendet wird und durch die Bereitstellung von anderen Diensten wie Kabelfernsehen ("CATV") und anderen Diensten, die CATV und andere Dienstinfrastrukturen 112 nut zen. Die Hauptstation 105, die mit Bezugnahme auf Fig. 2 un ten genauer beschrieben wird, ist vorzugsweise ein geteiltes (oder gruppiertes) Gerät an einer zentralen Stelle und ge währleistet Dienste für viele Teilnehmer oder andere Nutzer. Die Multimediazugriffsgeräte 110 und 200, die unten genauer mit Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben werden, befinden sich vorzugsweise innerhalb oder in der Nähe des Ge bäudes eines Nutzers und können an Telefone, Personalcompu ter, Bildanzeigen, Videokameras, Multimedia-Ausrüstungen usw. gekoppelt sein. In der bevorzugten Ausführung ist der Daten übertragungskanal 103 ein Hybridfaserkoaxialkabel ("HFC"), das zu Hochkapazitätsdatenübertragungen (oder Datenübertra gungen mit großer Bandbreite) in der Lage ist, die zwischen den verschiedenen Unterstationen (MAAs) 110 und dem Netzwerk 160 erfolgen können. Das Netzwerk 160 kann zum Beispiel ein Öffentliches Fernsprechwählnetzwerk ("PSTN") oder ein Digita les Netzwerk für Integrierte Dienste ("ISDN") sein, oder jede Kombination aus derartigen vorhandenen oder zukünftigen Da tenfernübertragungsnetzwerken.

Wie unten genauer erläutert wird, erfolgt eine Datenübertra gung zwischen der Hauptstation 105 und dem Multimediazu griffsgerät 110, indem ein erstes Protokoll (oder Modula tionsmodus) verwendet wird wie das CACS-Protokoll (unten er läutert), das in der bevorzugten Ausführung verwendet wird, oder ein anderes Zeitmehrfachzugriff- ("TDMA") Protokoll. In der Hauptstation 105 wird jede Information oder jedes Signal, die zu oder von einer Unterstation (MAA) 110 übertragen wird, durch die Verwendung einer geeigneten Anpassungsfunktion in ein zweites Protokollsignal umgewandelt, in ein Signal, das eine Form hat, die zur Übertragung über einen speziellen Netzwerktyp geeignet ist, wie ein analoges Signal für die Übertragung über den PSTN-Anteil des Netzwerks 160, ein ISDN- Protokollsignal für die Übertragung über einen ISDN-Netzwerk anteil des Netzwerks 160 oder ein IP-Paketsignal zur Übertra gung über einen paketgestützten Anteil des Netzwerks 160. Die einzige Anforderung an den Typ des ersten Protokolls, das zwischen der Hauptstation 105 und den Multimediazugriffsgerä ten 110 verwendet wird, ist, daß das erste Protokoll eine ausreichend große Kapazität haben sollte, um im Echtzeitbe trieb mit anderen Protokollen zusammenzuwirken, die von ver schiedenen Netzwerken wie dem Netzwerk 160 verwendet werden können, wie ISDN-, T1- oder E1-Protokolle, die bei Bitraten von 64 kbps (Kilobit pro Sekunde), 128 kbps, 1,54 Mbps, 2,048 Mbps oder größer arbeiten. Vorzugsweise sollte das erste Pro tokoll die Bündelung oder gemeinsame Nutzung von anwendbaren Kanälen gewährleisten (auch als Mehrfachzugriff bezeichnet), um eine hocheffektive Datenübertragung sowohl für leitungs vermittelte (oder reservierte Bandbreite) Übertragungen als auch für paketgestützte (diskontinuierliche oder variable Bandbreite) Übertragungen zu gewährleisten. Während das be vorzugte erste Protokoll das CACS-Protokoll ist, werden Fach leute folglich verstehen, daß unzählig viele andere gleichwertige Protokolle und Modulationsmodi ebenfalls ver wendet werden können.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Hauptstation 105 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert. Eine Hauptstation 105, die auch als Kopfstellengerät bezeich net wird, enthält eine Steuereinheit, die in der bevorzugten Ausführung als eine Kabelsteuereinheit ("CCU") 155 bezeichnet wird, eine Netzwerkschnittstelle 130 und kann ebenfalls einen Kombinierer 104 enthalten, der an die CATV-Bilddiensteinfra struktur 112 koppelbar ist. Die CCU 155 besteht aus einer Da tenübertragungssteuereinheit 145 und einem Sendeempfänger 120 oder vorzugsweise einer Reihe von Sendeempfängern 120, die in der bevorzugten Ausführung auch als Kabelport-Sendeempfänger- ("CPX") Leiterplatten bezeichnet werden. Die Datenübertra gungssteuereinheit 145 hat vorzugsweise die Form einer Pro zessoranordnung, die unten genauer erläutert wird. Die Daten übertragungssteuereinheit 145 sendet und empfängt Netzwerk- (oder andere Industrie-) Standardsignale wie zeitmultiple xierte ("TDM") digitale Signale über die Netzwerkschnitt stelle 130 an und von einem lokalen digitalen Schalter ("LDS") 135, der dann wieder mit dem Rest des Netzwerks 160 verbindet (in Fig. 1 erläutert). Die Datenübertragungssteuer einheit 145 kann ebenfalls IP- (oder andere Industrie-) Stan dard paketgestützte Signale senden und empfangen wie Inter netpakete, Rahmenleitungspakete, X.25-Pakete, ATM- (asynchroner Transfermodus) Pakete. In der bevorzugten Aus führung werden in der Datenübertragungssteuereinheit 145 an kommende (empfangene) Signale, die auch TDM-Zeitabschnitte haben können, die untereinander ausgetauscht sind, in ein in ternes Signalisierungsformat wie ein erstes Protokollformat umgewandelt, und werden dann zu den Sendeempfängern 120 ge leitet. Die Sendeempfänger 120 setzen die empfangenen Signale auf Frequenzen um (z. B. Hochfrequenzen ("RF")), die für den Datenübertragungskanal 103 und das erste Protokoll geeignet sind, wie Hochfrequenzen, die mit Kabelfernseh- (CATV) Netz werken kompatibel sind. Umgekehrt empfangen die Sendeempfänger 120 auch erste Protokollsignale, die von den Multimediazugriffsgeräten 110 über den Datenübertragungskanal 103 übertragen werden, demodulieren diese Signale und wandeln diese ersten Protokollsignale mit Hilfe der Datenübertra gungssteuereinheit 145 in eine Form um, die für die Übertra gung über das Netzwerk 160 geeignet ist. Wie unten genauer erläutert wird, gewährleistet die Hauptstation 105 durch Zeitabschnitts- und Frequenzverwaltungsverfahren die Konzen tration der Möglichkeiten des Netzwerks 160.

Wie oben erwähnt benutzt die Signalisierung zwischen den Hauptstationen 105 und den MAAs 110 (über den Datenübertra gungskanal 103) in der bevorzugten Ausführung ein erstes Pro tokoll, bezeichnet als "CACS" (für Cable Access Signaling-Ka belzugriffsignalisierung) für die Übertragung und den Empfang von Daten wie Sprache, Bildern, Computerdatensätzen und Pro grammen, Multimedia-Anwendungen und anderen Informationen (gemeinsam als Daten bezeichnet). CACS ist ein mehrschichti ges Protokoll, das aus einer Vielzahl von 768 kbps P/4-DQPSK- (Differential Quadratur Phasenverschiebungsverschlüsselung) modulierten RF-Trägern besteht, die im Abwärtsstrompfad (von der Hauptstation 105 zu einem Multimediazugriffsgerät 110) TDM-Rahmung und im Aufwärtsstrompfad (zur Hauptstation 105 von einem Multimediazugriffsgerät 110) TDMA (Zeitmehrfachzugriff) verwenden. In der bevorzugten Ausfüh rung unterstützt jeder CACS-Träger (Trägerfrequenz oder Mit telfrequenz) bis zu acht Zeitabschnitte der individuell adressierbaren Nutzerdatenpakete, wobei jedes Paket 160 Bit Nutzerdaten (die "Nutzlast") plus Synchronisations-, Adress- und Fehlerkorrekturinformationen enthält. Die bevorzugte CACS-Rahmenrate beträgt 400 Rahmen pro Sekunde, die einen Netto-Nutzerdatendurchsatz von 64 kbps (Kilobit pro Sekunde) für jeden zugewiesenen Zeitabschnitt gewährleistet. Zeitab schnitte können auch verkettet oder anderweitig kombiniert sein, um noch größere Datenraten zu gewährleisten, zum Bei spiel bis zu 512 kbps pro Träger, wenn alle acht Zeitab schnitte eines RF-Trägers einem einzelnen Nutzer zugewiesen sind oder höhere Datenraten, wenn zusätzliche RF-Träger ver wendet werden.

Folglich können N×64 kbps-Dienste durch das CACS-Protokoll unterstützt werden, wobei N die Anzahl der zugewiesenen Zeit abschnitte ist. Im Fall der Anschlußfähigkeit für normale Te lefonie, gewöhnlicherweise als POTS bekannt, wird ein einzel ner Zeitabschnitt benutzt, in dem digitale PCM- (impulskodemodulierte) Tonsignalmuster in der Nutzlast des CACS-Zeitabschnitts transportiert werden. Im Fall von Dien sten mit höheren Raten wie Grundraten-ISDN (zwei 64 kbps B- Kanäle plus ein 16 kbps D-Kanal) werden zwei oder mehr Zeit abschnitte benutzt, um die Nutzer- (Träger-) Daten zu trans portieren. Für Bildkonferenzschaltungs- und Telefoniedienst können komprimierte digitale Ton- und Bildsignale von einem bis mehreren Zeitabschnitten pro Träger (z. B. 8 Zeitab schnitte pro Träger) belegen, abhängig vom Verfahren der Kom primierung, das verwendet wird, und von der gewünschten Qua lität des Dienstes.

Auch in der bevorzugten Ausführung belegen die modulierten CACS-RF-Träger eine Bandbreite von 600 kHz und können überall innerhalb des Abwärtsstrom- und Aufwärtsstromfrequenzbandes des Dienstleistungsanbieters zugewiesen sein. In Nordamerika nischen Haushalts-CATV-Systemen zum Beispiel ist das Ab wärtsstromband von 50 bis 750 MHz angesiedelt, wobei ein Auf wärtsstromband von 5 bis 40 MHz angesiedelt ist. Bezugnehmend auf Fig. 2, empfangen die Sendeempfänger 120 für Übertragun gen zu Multimediazugriffsgeräten 110 in den Nutzergebäuden von der Datenübertragungssteuereinheit 145 einen TDM-Daten strom und erzeugt CACS-Rahmen von acht Zeitabschnitten gemeinsam mit den damit verbundenen Zusatzsignalisierungsin formationen (einschließlich Fehlersteuerdaten), was in einem 768 kbps-Datenstrom resultiert. Der Datenstrom wird dann in ein P/4-DQPSK-Signal umgewandelt, welches dann wieder in der Frequenz vom Basisband zu einem RF-Träger innerhalb des CATV- Abwärtsstrombandes (oder anderes Abwärtsstromband, das für die Benutzung auf einem HFC- oder anderen Datenübertragungs medium geeignet ist) aufwärtsgewandelt wird. Dieses P/4-DQPSK-Signal kann dann wahlweise mit anderen Signalen (wie Bildsignalen) von der CATV- oder einer anderen Diensteinfra struktur 112 kombiniert werden (im Kombinierer 104 der Haupt station 105) und über den Datenübertragungskanal 103 übertra gen werden.

Auf der Empfängerseite, wie es unten genauer erläutert wird, wandelt das Multimediazugriffsgerät 110 den CACS-Träger ab wärts zum Basisband und demoduliert das P/4-DQPSK-Signal, was in Empfangs-CACS-Rahmen resultiert. Die Zeitabschnittsinfor mationen (d. h. die Daten in der Nutzlast) werden dann aus den CACS-Rahmen herausgezogen und im Fall von Telefonie (ein POTS-Ruf) an einen Ton-Kodierer/Dekodierer übertragen oder im Fall eines Bildkonferenzrufs oder Sitzung an ein Ton/Bild- Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Teilsystem übertragen oder im Fall von anderen Datenübertragungen zu einer Prozes soranordnung oder einem Modem-Teilsystem übertragen. Umge kehrt werden für Aufwärtsstromübertragungen Sprache, Bilder bzw. andere Daten, die von einem Ton-Kodierer/Dekodierer oder von einem Ton/Bild-Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Teil system oder einer Prozessoranordnung stammen, in CACS-Proto kollformatierte TDMA-Pakete gepackt. Die TDMA-Datenpakete werden dann in ein P/4-DQPSK-Signal umgewandelt, zu einem RF- Träger aufwärtsgewandelt und in den Aufwärtsstrompfad auf dem Datenübertragungskanal 103 eingespeist. Einer der Sende empfänger 120 empfängt dann wieder das Aufwärtsstromsignal von einem Multimediazugriffsgerät 110, wandelt das RF-Signal abwärts zum Basisband und demoduliert das P/4-DQPSK-Signal, was in einem Empfangs-TDMA-Datenpaket resultiert. Die Nut zerdaten werden dann aus dem Paket herausgezogen und zur Da tenübertragungssteuereinheit 145 übertragen, die die Nut zerdaten in ein geeignetes Netzwerksignal (analog oder digi tal), das im allgemeinen als ein zweites Protokollsignal be zeichnet wird, neu formatiert und das zweite Protokollsignal über die Netzwerkschnittstelle 130 (über den lokalen digita len Schalter 135) zum Netzwerk 160 überträgt.

In der bevorzugten Ausführung besteht das CACS-Protokoll aus drei Typen von Signalisierungskanälen, die bestimmte Zeitab schnitte auf CACS-Trägern benutzen. Ein erster Typ von Signa lisierungskanal, der als Sendekanal bezeichnet wird, wird be nutzt, um allgemeine Systeminformationen nur in der Ab wärtsstromrichtung zu den verschiedenen Multimediazugriffsge räten 110 zu übertragen und um Informationen wie die Auslö sung von Alarmsignalen an ein Multimediazugriffsgerät 110 zu übertragen, wenn ein Ruf oder andere Informationen vom Netz werk 160 empfangen werden sollen. Eine Vielzahl von Signali sierungkanälen eines zweiten Typs, die als Zugriffskanäle be zeichnet werden, werden von den verschiedenen Multimediazu griffsgeräten 110 benutzt, um Zugriff zu den Hauptstationen 105 und zum Netzwerk zu erlangen. Eine Vielzahl von Signali sierungskanälen des dritten Typs, die als Verkehrskanäle be zeichnet werden, sind vollduplexfähig und werden benutzt, um Nutzerdaten zum und vom Netzwerk 160 zu transportieren.

In der bevorzugten Ausführung können Verkehrskanäle aus einem oder mehreren Zeitabschnitten bestehen und werden je nach Be darf (gebündelt oder Bandbreite nach Bedarf) aus einem Vorrat von verfügbaren Zeitabschnitten Nutzern zugewiesen. Ein Ver kehrskanal wird für die Dauer eines Rufs (POTS, ISDN, Bild, Multimedia oder andere Daten) zugewiesen und wird bei Beendi gung des Rufs nachfolgend in den Vorrat von verfügbaren Zeitabschnitten zurückgegeben. Wenn ein Multimediazugriffsge rät 110 erstmalig eingeschaltet wird, meldet es sich bei der CCU 155 durch ein erstes Abtasten des Abwärtsstromspektrums nach einem Sendekanal an, indem es sich auf diesen Kanal syn chronisiert und dadurch Informationen erhält, die die Lage eines Zugriffskanals betreffen. Auf dem Zugriffskanal fordert das Multimediazugriffsgerät 110 eine Zuweisung eines Ver kehrskanals und überträgt dann eine Registrierungsnachricht über den aus der Vielzahl der Verkehrskanäle zugewiesenen Verkehrskanal. Nachdem die Registrierung beendet wurde, kann das Multimediazugriffsgerät 110 über das Netzwerk 160 kommu nizieren.

Wenn eine Rufauslösung oder eine andere Datenübertragung ge fordert wird, macht das Multimediazugriffsgerät 110 über den Zugriffskanal an die CCU 155 ein Gesuch nach der benötigten Anzahl von Zeitabschnitten. Die CCU 155 gewährt dann das Ge such und weist einen Verkehrskanal zu (Trägerfrequenz und entsprechende Zeitabschnitt(e)). Wenn eine Ruf- oder Datenpa ketzustellung gefordert wird, benachrichtigt die CCU 155 über den Sendekanal das identifizierte, adressierte Multimediazu griffsgerät 110 über einen ankommenden Ruf oder das Datenpa ket. Über den Zugriffskanal fordert das Multimediazugriffsge rät 110 dann einen Verkehrskanal an. Die CCU 155 gewährt das Gesuch und ein Verkehrskanal wird zugewiesen.

In der bevorzugten Ausführung stellt das CACS-Protokoll auch die Fähigkeit zur Übergabe von Rufen auf andere verfügbare Trägerfrequenzen und Zeitabschnitte bereit, speziell in dem Fall von starken Rauschbedingungen. Die Qualität von allen Nutzerverkehrskanälen wird vorzugsweise ständig überwacht und wenn die Qualität beginnt, sich wegen Rauschens zu ver schlechtern, wird der Ruf zu einem anderen RF-Träger überge ben, der weniger Rauschen aufweist.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Multimediazugriffsge rät 110 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung er läutert. Das Multimediazugriffsgerät 110 enthält einen ande ren Typ der Netzwerkschnittstelle wie eine Kabelnetzwerk schnittstelle 210, eine oder mehrere Nutzerschnittstellen 215, eine Prozessoranordnung 190 und vorzugsweise einen Spei cher 195. Die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 ist für den Empfang eines ersten Protokollsignals wie ein P/4-DQPSK TDM- Signal an den Datenübertragungskanal 103 koppelbar, um ein Empfangsprotokollsignal zu bilden; und für das Senden eines ersten Protokollsignals wie digitale Daten in einem TDMA-For mat, um ein Sendeprotokollsignal zu bilden wie ein P/4-DQPSK- TDMA-Signal. Diese verschiedenen Protokollsignale können auch andere Protokolle und Modulationsarten (gemeinsam als Proto kolle bezeichnet) als diejenigen verwenden, die innerhalb des CACS-Protokolls benutzt werden, wie zum Beispiel ganz allge mein PSK (Phasenverschiebungskodierung) oder QPSK- (Quadraturphasenverschiebungskodierung) Modulationsverfahren, OFDM (Orthogonalfrequenzmehrfachnutzung), QAM (Quadraturamplitudenmodulation), H.320, H.323 oder H.324. In Abhängigkeit von der gewünschten Ausführung können zusätzlich oder an Stelle der Kabelnetzwerkschnittstelle 210 auch andere Formen und Typen von Netzwerkschnittstellen benutzt werden.

Weiter in Bezug auf Fig. 3, ein oder mehrere Nutzerschnitt stellen 215 werden für verschiedene Zwecke benutzt wie zur Gewährleistung der Anschlußfähigkeit oder der Zusammenschal tung mit einem Telefon 170, einem Personalcomputer ("PC") 175, einer Bildanzeige 180 oder einem LAN (lokales Gebiets netzwerk) 185 (wie Ethernet, ATM oder LANs über elektrische Versorgungsleitungen für Anfangsautomatisierung und Meß wertübertragung). In der bevorzugten Ausführung wird eine der Nutzerschnittstellen 215 auch für den Empfang eines Steuer signals von einer Vielzahl von Steuersignalen benutzt wie ein Gesuch, um einen Telefonieruf auszulösen, ein Gesuch, einen Ton- und Bildkonferenzruf auszulösen und andere Steuersignale wie Benachrichtigungssignale der ankommenden Telefonie- oder Ton- und Bildkonferenzrufe. Die Prozessoranordnung 190 ist an die Kabelnetzwerkschnittstelle 210, an den Speicher 195 und an eine oder mehrere Nutzerschnittstellen 215 geschaltet. Wie unten genauer erklärt wird, kann die Prozessoranordnung 190 (und die Datenübertragungsschnittstelle 145) einen einzelnen integrierten Schaltkreis ("IC") umfassen oder kann eine Viel zahl von integrierten Schaltkreisen oder anderen Komponenten enthalten, die verbunden oder zusammen gruppiert sind wie Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, ASICs, zugehö rige Speicher (wie RAM und ROM) und andere ICs und Komponen ten. Folglich sollte der Ausdruck Prozessoranordnung (und Da tenübertragungssteuereinheit) wie er hier verwendet wird, so verstanden werden, daß er gleichermaßen einen einzelnen Pro zessor oder eine Anordnung von Prozessoren, Mikroprozessoren, Steuereinheiten oder irgendwelche anderen Gruppierungen von integrierten Schaltkreisen, die die Funktionen ausführen, die unten genauer erläutert werden, mit zugehörigem Speicher wie Mikroprozessorspeicher oder zusätzlichen RAM, ROM, EPROM oder E²PROM bedeutet und einschließt. Wie unten genauer erläutert wird, kann die Verfahrensweise der Erfindung programmiert werden und als eine Reihe von Programmbefehlen für die nach folgende Ausführung in der Prozessoranordnung 190 mit ihrem zugehörigen Speicher (oder im Speicher 195) und/oder in einer der Nutzerschnittstellen 215 wie dem Mikroprozessor-Teilsy stem 235 in Verbindung mit der Nutzermodemschnittstelle 250, die in Fig. 4 erläutert wird, oder anderen gleichwertigen Komponenten gespeichert werden. Die Programmbefehle können dann ausgeführt werden, wenn die Prozessoranordnung 190 schaltbar gekoppelt ist, zum Beispiel wenn das Multimediazu griffsgerät eingeschaltet wird und zur Datenübertragung und zum Datenempfang mit dem Datenübertragungskanal 103 verbunden ist.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockschaltbild, das die bevor zugte Ausführung eines Multimediazugriffsgeräts 200 in Über einstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert. Viele der verschiedenen Komponenten, die das Multimedia-(oder Video-) Zugriffsgerät 110 umfaßt, sind in den bezogenen An wendungen detailliert offenbart und erläutert worden und wer den im Interesse der Kürze hier nicht ausführlich behandelt. Wie in Fig. 4 erläutert, ist das Multimediazugriffsgerät 200 für die Datenübertragung mit einer Hauptstation 105 über die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 (und den Richtungskoppler 225) mit dem Datenübertragungskanal 103 gekoppelt oder verbunden. Die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 besteht aus einem Kabel netzwerk- (CATV) Hochfrequenz- (RF) Sendeempfänger 220 mit dem Datenübertragungs-ASIC 230. Die Kabelnetzwerkschnitt stelle 210 ist mit einer Prozessoranordnung verbunden, die in der bevorzugten Ausführung ein Mikroprozessor-Teilsystem 235 wie einen Motorola MC68LC302 umfaßt. Die verschiedenen Nut zerschnittstellen 215 (erläutert in Fig. 3) sind als Nutzer tonschnittstelle 240, Nutzermodemschnittstelle 250 und eine Nutzerbildschnittstelle 257 (umfaßt das Ton/Bild-Komprimie rungs- und Dekomprimierungs-Teilsystem 245, RF-Modulator 255 und RF-Demodulator 260) realisiert. Während in der bevorzug ten Ausführung, die in Fig. 4 erläutert wird, alle drei die ser Nutzerschnittstellen 215 realisiert sind, wird für die Zwecke der Erfindung hier nur die Modemschnittstelle 250 be nötigt, und die Nutzertonschnittstelle 240 und die Nutzer bildschnittstelle 257 sind nur optional. Da der Ausdruck "Modem" verwendet wird, um die Nutzermodemschnittstelle 250 als eine Verkörperung einer Nutzerschnittstelle 215 zu be zeichnen, die für den Datentransfer aufgebaut ist, sollte verstanden werden, daß der Ausdruck "Modem" in einem breite sten Sinne eines allgemeinen Datenübertragungsgeräts verwen det wird und nicht auf bestimmte Modulations-/Demodulationsfunktionen, analoge Modemfunktionen oder digitale Modemfunktionen begrenzt ist.

Weiter in Bezug auf Fig. 4, das Mikroprozessor-Teilsystem 235 ist mit einem Ton/Bild-Komprimierungs- und Dekomprimierungs- Teilsystem 245 verbunden, das dann wieder mit einem RF-Modu lator 255 und einem RF-Demodulator 260 verbunden ist, die je weils verwendet werden, um Bild- oder andere Multimedia- Signale auf dem Datenübertragungskanal (oder Leitung) 271 (über den Richtungskoppler 270) zu senden und zu empfangen wie für eine Bildkonferenzschaltung. Wie hier verwendet, bil den das Ton/Bild-Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Teilsy stem 245, der RF-Modulator 255 und der RF-Demodulator 260 eine Nutzerbildschnittstelle 257 (als eine von den Nutzer schnittstellen 215). Der Datenübertragungskanal 271 befindet sich typischerweise innerhalb oder in der Nähe der Nutzer- (oder Teilnehmer-) Gebäude und kann ein internes 75 Ohm-Koa xialkabel sein, das typischerweise beim Kabelfernsehen ver wendet wird. Bild- und andere Multimedia-Signale werden über die verschiedenen Netzwerke typischerweise als komprimierte Signale übertragen und die entsprechende Komprimierung und Dekomprimierung erfolgt im Ton/Bild-Komprimierungs- und De komprimierungs-Teilsystem 245, das Protokolle wie zum Bei spiel H.320 für ISDN oder H.324 für PSTN-Bildrufe benutzt. Die empfangenen Bild- oder anderen Multimedia-Signale (gesendet von einem Teilnehmer am fernen Ende oder Fernteil nehmer) werden im Ton/Bild-Komprimierungs- und Dekomprimie rungs-Teilsystem 245 dekomprimiert, auf einen verfügbaren RF- Träger oder Kanal moduliert (im RF-Modulator 255), auf dem Datenübertragungskanal 271 übertragen und auf allen Bildan zeigen 290 wie angeschlossenen Fernsehgeräten angezeigt. Bild- oder andere Multimedia-Signale, die übertragen werden sollen (vom nahen Ende (vom lokalen Teilnehmer) und zum fer nen Ende oder Fernteilnehmer gesendet werden sollen) werden vom Multimedia-Eingabe- und Steuergerät 295 erzeugt und auf einen RF-Träger moduliert, werden demoduliert (im RF-Demodu lator 260) und werden im Ton/Bild-Komprimierungs- und Dekom primierungs-Teilsystem 245 komprimiert. Das Mikroprozessor- Teilsystem 235 und die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 verar beiten und formatieren dann das Bild- oder andere Multimedia- Signal für die Übertragung über das erste Protokoll wie CACS zu einer Hauptstation 105 und nachfolgend zum Netzwerk 160. Das Mikroprozessor-Teilsystem ist ebenfalls mit einer Nutzer schnittstelle wie der Nutzertonschnittstelle 240 verbunden, die die Toneingabe und -ausgabe (über das Telefon 280, das über eine RJ11-Buchse gekoppelt ist) gewährleistet und auch den Empfang oder die Eingabe einer Vielzahl von Steuersigna len gewährleistet, die Steuersignale enthalten können, die von einem Telefon 280 eingegeben werden wie Hörer abgehoben, Hörer aufgelegt, Blinken, verschiedene DTMF-Töne und andere programmierte oder programmierbare Steuersignale. Wie in den bezogenen Anwendungen offenbart, gewährleistet die Nutzerton schnittstelle 240 auch eine Codec- (Kodierer-Dekodierer-) Funktionalität und eine SLIC- (Teilnehmer-Schleifenschnitt stellenschaltung) Funktionalität.

Weiter in Bezug auf Fig. 4, das Mikroprozessor-Teilsystem 235 ist ebenfalls mit einer Nutzermodemschnittstelle 250 als eine weitere Form der Nutzerschnittstelle 215 verbunden. Die Nut zermodemschnittstelle 250 umfaßt einen digitalen Signalpro zessor (DSP) (wie einen Motorola DSP56303/100) und wird durch das Mikroprozessor-Teilsystem 235 gesteuert. In Abhängigkeit von der gewünschten Ausführung, ob die Nutzerbildschnitt stelle 257 und/oder die Nutzertonschnittstelle 240 enthalten sind, kann der DSP der Nutzermodemschnittstelle 250 alterna tiv zwischen und unter diesen anderen Nutzerschnittstellen 215 aufgeteilt sein. Wie ebenfalls in Fig. 4 erläutert, ist die Nutzermodemschnittstelle 250 zur Datenübertragung und zum Datenempfang mit einem Personalcomputer (PC) 285 (typischerweise über eine RS-232 Schnittstelle oder einen universellen seriellen Bus, nicht dargestellt) gekoppelt, in dem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einer von zwei Modi benutzt wird, entweder ein voll digitaler Modus oder ein analoger Modus. Wenn zusätzlich die Nutzerbild schnittstelle 257 realisiert ist, kann das Gerät und Verfah ren der vorliegenden Erfindung auch für Ton/Bild-Übertragung und Empfang verwendet werden, was die Verwendung von ver schiedenen Formen der Ton/Bild-Komprimierung und Dekomprimie rung wie H.320 und H.324 einschließt.

Der voll digitale Modus der Nutzermodemschnittstelle 250 wird unter den Bedingungen benutzt, bei denen die Nutzermodem schnittstelle 250 mit einem anderen Datenübertragungsgerät über eine vollständig digitale Verbindung kommunizieren will wie bei der Datenübertragung zwischen zwei MAAs 110 oder 200 über den CableComm-Anteil des Systems 100 oder bei der Daten übertragung zwischen einem MAA 110 oder 200 und einem digita len Datenübertragungsgerät 122 (über die digitale Leitung 119, die in Fig. 1 erläutert wurde). Bei einem derartigen voll digitalen Modus kann die Datenrate zum Beispiel für ei nen CACS-Kanal von 56 kbps (wenn das Netzwerk 160 eine Raub bitsignalisierung verwendet) und 64 kbps (ohne Bitraub) bis zu Datenraten von Vielfachen von 64 kbps wie 128 kbps variie ren, abhängig von der Anzahl der N×64 CACS-Kanäle, die be nutzt werden. Im voll digitalen Modus führt die Nutzermodem schnittstelle 250 eine Schaltfunktion aus, indem sie digitale Signale zwischen einem angeschlossenen PC 285 und dem Mikro prozessor-Teilsystem (und der Kabelnetzwerkschnittstelle 210) direkt überträgt. Die digitalen Daten werden dann für die Übertragung kodiert, indem das erste Protokoll wie CACS ver wendet wird oder umgekehrt werden durch das erste Protokoll (CACS) kodierte Daten demoduliert und dekodiert, um empfan gene digitale Daten zu erhalten, beides durch das Mikropro zessor-Teilsystem und die Kabelnetzwerkschnittstelle 210. Es sollte auch angemerkt werden, daß die Datenraten für einen derartigen voll digitalen Modus symmetrisch sein können, d. h. die gleichen Datenraten in den Aufwärtsstrom- und Ab wärtsstromrichtungen für alle angeschlossenen Geräte.

Der analoge Modus der Nutzermodemschnittstelle 250 wird unter den Bedingungen benutzt, bei denen die Nutzermodemschnitt stelle 250 mit einem anderen Datenübertragungsgerät über eine Verbindung kommunizieren will, die zumindest teilweise analog ist wie bei einer Datenübertragung zwischen einem MAA 110 oder 200 und einem analogen Datenübertragungsgerät 115 über eine analoge Leitung 117 wie in Fig. 1 erläutert. Bei einem derartigen analogen Modus kann die Datenrate ebenfalls zum Beispiel von 28,8 kbps, 33,5 kbps bis 40 kbps für V.34 und V.34 bis Modems, die als analoge Datenübertragungsgeräte be nutzt werden, variieren, bis zu einer Höhe von 56 kbps, wenn andere analoge Hochgeschwindigkeitsmodems als analoge Daten übertragungsgeräte 115 benutzt werden. Die analogen Datenra ten können auch in Abhängigkeit von der Leitungsqualität va riieren und in Abhängigkeit davon, ob die Verbindungen inner halb des Netzwerks 160 vollständig digital sind (bis zur Lei tungsanschlußleiterplatte 137). Beim analogen Modus führen die Nutzermodemschnittstelle 250 und das Mikroprozessor-Teil system 235 alle digitalen Funktionen aus, die mit den Modems verbunden sind, und zwar alle Funktionen außer der eigentli chen Digital/Analog-Umwandlung für die analoge Übertragung wie die trelliskodierte Modulation, die Echo-Annullierung, Signalaufbau, Leitungstest, usw. Diese kodierten Informatio nen (wie V.34-kodierte Daten) werden dann transportiert, in dem ein erstes Protokoll wie CACS verwendet wird, wobei die D/A- und A/D-Umwandlungen für die analoge Übertragung bzw. den analogen Empfang auf der Leitungsanschlußleiterplatte 137 durchgeführt werden. Es sollte auch angemerkt werden, daß die Datenraten für einen derartigen analogen Modus für den Auf wärtsstrom- und den Abwärtsstrompfad symmetrisch oder asymme trisch sein können. Während zum Beispiel das MAA 110 oder 200 sowohl im Aufwärtsstrom- als auch Abwärtsstrompfad zu und von einer Hauptstation 105 insgesamt zu 56 bis 64 kbps in der Lage ist, kann die Fähigkeit zu derartig hohen Datenraten in den analogen Teilen des Systems 100 symmetrisch nicht verfüg bar sein, wobei der Abwärtsstrompfad von einem Netzwerk 160 zu einem analogen Gerät 115 zu höheren Datenraten in der Lage ist als der Aufwärtsstrompfad von dem analogen Gerät 115 zum Netzwerk 160. Folglich kann die Datenübertragung mit asymme trischen Raten erfolgen, wobei die schnellere Datenübertra gung mit 56 kbps in der Abwärtsstromrichtung erfolgt, vergli chen mit 28,8, 33,6 oder bis zu 40 kbps in der Aufwärtsstrom richtung.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Hochge schwindigkeits-Datentransfer über Telefoniekanäle in einer Kabeldatenübertragungslandschaft in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert. Mit dem Startschritt 300 beginnend, bestimmt das Verfahren, ob es ein Gesuch nach Mo dembetrieb gibt, Schritt 305, ob die Nutzermodemschnittstelle 250 ein Gesuch empfangen hat, vom PC 285 zu senden oder ein Gesuch von einer entfernten Anschlußeinheit oder Gerät empfangen hat, zu senden oder zu empfangen, wie von einem ACD 115, einem DCD 122 oder einem anderen MAA 110 oder 200. (Der Ausdruck "Modem" wird wieder als Abkürzung der weitläufigen Bezeichnung der allgemeinen Datenübertragungsfunktionalität verwendet und sollte nicht auf bestimmte Modula tions/Demodulationsfunktionen beschränkt sein.) Wenn als nächstes im Schritt 305 ein Gesuch nach Modembetrieb empfan gen wurde, baut das Verfahren eine Datenübertragungs- (Modem-) Verbindung auf, Schritt 310, wie durch die Übertragung ei nes geeigneten Befehls unter dem ersten Protokoll, zum Bei spiel ein Befehl, den Hörer abzunehmen. Das Verfahren be stimmt dann, ob die entfernte Anschlußeinheit mit einer voll digitalen Meldung reagiert hat, wenn es sich um einen ISDN- Adapter oder ein anderes MAA handelt, Schritt 315. Wenn die entfernte Anschlußeinheit im Schritt 315 mit einer voll digi talen Meldung reagiert hat, dann wird eine digitale Signalaufbaufolge durchgeführt, Schritt 320, wie jeder Signalaufbau, der in ISDN-, T1-, E1- oder CACS-Protokollen gefordert werden kann. Dann wird eine Bitrate bestimmt, Schritt 325, ob 64 kbps verwendet werden können (keine Raub bitsignalisierung) oder 56 kbps (Raubbitsignalisierung). Das Verfahren sendet und/oder empfängt dann Daten in diesem digi talen Modus mit der festgelegten Datenrate, Schritt 330. Wie oben angezeigt, führt die Nutzermodemschnittstelle 250 in diesem digitalen Modus eine Schaltfunktion aus, damit die di gitalen Daten im Mikroprozessor-Teilsystem 235 und in der Ka belnetzwerkschnittstelle 210 direkt CACS-kodiert oder deko diert werden. Wenn die entfernte Anschlußeinheit im Schritt 315 nicht mit einer voll digitalen Meldung reagiert hat, dann wird eine analoge Signalaufbaufolge durchgeführt, Schritt 335, wie jeder Signalaufbau, der im V.34, V.34 bis oder ande ren Protokollen gefordert werden kann. Dann wird eine Bitrate festgelegt, Schritt 340, ob 56 kbps symmetrisch oder nur in der Abwärtsstromrichtung benutzt werden oder ob andere Daten raten symmetrisch oder asymmetrisch benutzt werden sollen. Das Verfahren sendet und/oder empfängt dann Daten in diesem analogen Modus mit der festgelegten Datenrate oder Datenra ten. Wie ebenfalls oben angezeigt, führt in diesem analogen Modus die Nutzermodemschnittstelle 250 alle digitalen Anteile der analogen Modemfunktionen aus, damit digitale Daten zu sätzlich zur CACS- oder anderen ersten Protokoll-Kodierung oder Dekodierung im Mikroprozessor-Teilsystem 235 und in der Kabelnetzwerkschnittstelle 210 unter dem geeigneten analogen Protokoll innerhalb der Nutzermodemschnittstelle 250 modu liert/demoduliert und kodiert/dekodiert werden, wobei nur die restlichen analogen Modemfunktionen, und zwar die D/A- und A/D-Umwandlungen, auf der Leitungsanschlußleiterplatte 137 durchgeführt werden. Das Verfahren kann beendet werden, den Schritten 330 und 345 folgt der Rücksprungschritt 350.

Zusammenfassend offenbaren die Fig. 3-5 ein Gerät 110 oder 200 zur Datenübertragung und zum Datenempfang, das umfaßt: erstens eine Kabelnetzwerkschnittstelle 210, die an einen Da tenübertragungskanal 103 schaltbar ist, zur Datenübertragung und zum Datenempfang, indem ein erstes Protokoll verwendet wird; zweitens eine Prozessoranordnung 190 (wie ein Mikropro zessor-Teilsystem 235), die an die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 geschaltet ist; und drittens eine Nutzermodemschnitt stelle 250, die an die Prozessoranordnung 190 geschaltet ist, wobei die Nutzermodemschnittstelle 250 und die Prozessoran ordnung 190, wenn sie schaltbar gekoppelt sind, durch eine Reihe von Programmbefehlen verantwortlich sind, eine Daten übertragungsverbindung aufzubauen und zu bestimmen, ob die Datenübertragungsverbindung voll digital ist; wenn die Daten übertragungsverbindung voll digital ist, ist die Nutzermodem schnittstelle 250 weiter verantwortlich, die Daten zur Pro zessoranordnung 190 und zur Kabelnetzwerkschnittstelle 210 zu übertragen, um die Daten zur Datenübertragung und zum Da tenempfang in einem digitalen Modus zu verarbeiten; und wenn die Datenübertragungsverbindung nicht voll digital ist, sind die Nutzermodemschnittstelle 250 und die Prozessoranordnung 190 weiter verantwortlich, die Daten zur Datenübertragung und zum Datenempfang in einem analogen Modus zu verarbeiten. Wenn die Datenübertragungsverbindung voll digital ist, ist die Prozessoranordnung 190 weiter verantwortlich, digitale Daten direkt zu kodieren, indem ein erstes Protokoll für die Daten übertragung durch die Kabelnetzwerkschnittstelle 210 benutzt wird, und digitale Daten direkt zu dekodieren, indem ein er stes Protokoll für die Daten, die von der Kabelnetzwerk schnittstelle 210 empfangen werden, benutzt wird. Wenn die Datenübertragungsverbindung nicht voll digital ist, sind die Nutzermodemschnittstelle 250 und die Prozessoranordnung 190 zusätzlich weiter verantwortlich, den analogen Signalaufbau durchzuführen, eine erste Bitrate für die Datenübertragung zu bestimmen und eine zweite Bitrate für den Datenempfang zu be stimmen, wobei die erste Bitrate und die zweite Bitrate symmetrisch oder asymmetrisch sein können. Wenn die Daten übertragungsverbindung nicht voll digital ist, sind die Nut zermodemschnittstelle 250 und die Prozessoranordnung 190 wei ter verantwortlich, digitale Daten zu kodieren, indem ein analoges Protokoll benutzt wird, um analog kodierte Daten zu bilden; die analog kodierten Daten zu kodieren, indem ein er stes Protokoll für die Datenübertragung benutzt wird; analog kodierte Daten zu dekodieren, indem ein erstes Protokoll für den Datenempfang benutzt wird; und analog kodierte Daten zu dekodieren, indem ein analoges Protokoll benutzt wird, um di gitale Daten zu bilden.

Aus der obenstehenden Erläuterung können zahlreiche Vorteile des Geräts und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung er kennbar sein. Erstens, das Gerät und Verfahren der vorliegen den Erfindung gewährleisten einen Hochgeschwindigkeits-Daten transfer nicht nur in einer Kabellandschaft, sondern auch in einer Gesamtlandschaft, die Medien nach dem Stand der Technik wie analoge Telefonleitungen und digitale Telefonleitungen einschließt. Mit dem Aufkommen von Hochgeschwindigkeits-, aber asymmetrischen analogen Modems, gewährleisten das Gerät und Verfahren der vorliegenden Erfindung außerdem einen sym metrischen Hochgeschwindigkeits-Datentransfer, und zwar so wohl in der Aufwärtsstrom- als auch in der Abwärtsstromrich tung. Das Gerät und Verfahren der vorliegenden Erfindung ge währleisten einen symmetrischen Hochgeschwindigkeits-Daten transfer in einer Vielzahl von Landschaften mit einer Viel zahl von unterschiedlichen Ausrüstungen, einschließlich Da tenübertragungen über digitale Telefonie wie ISDN und analoge Telefonie über gewöhnliche POTS-Telefonleitungen.

Aus dem Vorstehenden wird erkannt werden, daß zahlreiche Va riationen und Modifikationen gemacht werden können, ohne sich von Sinn und Bereich des neuartigen Konzepts der Erfindung zu entfernen. Es sollte verstanden werden, daß bezüglich der speziellen Verfahren und Geräte, die hierin erläutert werden, keine Begrenzung beabsichtigt ist oder gefolgert werden sollte. Es ist natürlich beabsichtigt, durch die angefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen, wenn sie in den Be reich der Ansprüche fallen, abzudecken.

Claims

1. Verfahren zur Datenübertragung und zum Datenempfang, wobei das Verfahren umfaßt:

(a) Aufbau einer Datenübertragungsverbindung (310);
(b) Bestimmung, ob die Datenübertragungsverbindung voll digital ist (315);
(c) Verarbeitung der Daten für die Datenübertragung und den Datenempfang (330) in einem digitalen Modus, wenn die Datenübertragungsverbindung voll digital ist; und
(d) Verarbeitung der Daten für die Datenübertragung und den Datenempfang (345) in einem analogen Modus, wenn die Datenübertragungsverbindung nicht voll digital ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (c) weiter umfaßt:

(c1) Durchführung des digitalen Signalaufbaus (320); und
(c2) Bestimmung einer Bitrate für die Datenübertragung und den Datenempfang (325).

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (c) weiter umfaßt:

(c3) direkte Kodierung digitaler Daten, indem ein erstes Protokoll für die Datenübertragung benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (c) weiter umfaßt:

(c4) direkte Dekodierung digitaler Daten, indem ein er stes Protokoll für den Datenempfang benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) weiter umfaßt:

(d1) Durchführung des analogen Signalaufbaus (335);
(d2) Bestimmung einer ersten Bitrate für die Datenüber tragung (340); und
(d3) Bestimmung einer zweiten Bitrate für den Daten empfang.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) weiter umfaßt

(d4) Kodierung digitaler Daten, indem ein analoges Pro tokoll benutzt wird, um analog kodierte Daten zu bilden; und
(d5) Kodierung der analog kodierten Daten, indem ein er stes Protokoll für die Datenübertragung benutzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) weiter umfaßt:

(d6) Dekodierung analog kodierter Daten, indem ein er stes Protokoll für den Datenempfang benutzt wird; und
(d7) Dekodierung analog kodierter Daten, indem ein ana loges Protokoll benutzt wird, um digitale Daten zu bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die voll digitale Daten übertragungsverbindung über Hybridfaserkoaxialkabel er folgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die voll digitale Daten übertragungsverbindung über Hybridfaserkoaxialkabel und eine digitale Telefonieleitung erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenübertragungs verbindung über Hybridfaserkoaxialkabel und eine analoge Telefonieleitung erfolgt, wenn die Datenübertragungsver bindung nicht voll digital ist.

11. Gerät zur Datenübertragung und zum Datenempfang, wobei das Gerät eine Netzwerkschnittstelle (210), die zur Daten übertragung und zum Datenempfang durch die Verwendung ei nes ersten Protokolls an einen Datenübertragungskanal (103) koppelbar ist, und einen an die Netzwerkschnitt stelle (210) gekoppelten Mikroprozessor (235) hat, gekenn zeichnet durch:

- einen digitalen Signalprozessor (250), der an den Mi kroprozessor gekoppelt ist, wobei der digitale Signalprozessor und der Mikroprozessor, wenn sie schaltbar gekoppelt sind, durch eine Reihe von Pro grammbefehlen verantwortlich sind, eine Datenübertra gungsverbindung herzustellen und zu bestimmen, ob die Datenübertragungsverbindung voll digital ist; wobei der digitale Signalprozessor weiter verantwortlich ist, Daten zum Mikroprozessor und zur Netzwerk schnittstelle zu übertragen, um Daten für die Daten übertragung und den Datenempfang in einem digitalen Modus zu verarbeiten, wenn die Datenübertragungsver bindung voll digital ist; und wobei der digitale Signalprozessor und der Mikroprozessor weiter verant wortlich sind, Daten für die Datenübertragung und den Datenempfang in einem analogen Modus zu verarbeiten, wenn die Datenübertragungsverbindung nicht voll digi tal ist.