DE19805441A1

DE19805441A1 - Device and method for high-speed data transfer over telephony channels in a cable data transmission landscape

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: BR9800595A; ID21376A; IL122977A0; AU5213598A; GB9802796D0; GB2322518A; CN1193230A

Description

Field of the Invention

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 schaftThis invention relates generally to data, image and Multimedia data transmission systems and in particular a Ge advises and procedures for high speed data transfer over telephony channels in a cable data transmission country shaft

Background of the Invention

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.With the advent of multimedia data transfers, Te communication and data transmission increasingly com become plex. Multimedia data transmission applications for Example of how the real-time transmission of digitally coded Images, language and other data forms can be new forms and systems for such communications and telecommunications cations require. Such a new data transmission system stem is the CableComm system, recently developed by Motorola, Inc. has been developed. In the Cablecomm system, an op table hybrid fiber and coaxial cable ("HFC") used to a considerable bandwidth over existing cable lines to substations or devices such as individual subscribers access units (referred to as multimedia access devices) provide with one or more phones, picture telephones and / or personal computers, work stations and other data terminals ("DTE"), for example in households connected to a new or existing cable possess television suitability. These coaxial cables are still over optical fiber cable connected to a central office, the centralized master (or "headend") control units or has stations that are capable of receiving and transmitting to sit. Such master station equipment can be used with anyone Variety of networks or other sources of information from Internet, various on-line services, telephone networks, associated with picture / feature film subscriber services. With the CableComm system can use digital data, voice, pictures and other multimedia data both in the down stream direction, from the main station or the control unit (which with a Network is connected) to the substation of an individual User (subscriber access unit) as well as in the on downward flow direction from the substation to the main station (and to a network).

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. There remains a need for a device in this cable landscape and methods for high speed data transfer not only within the cable landscape, but also in an egg ner overall landscape, the media according to the state of the art includes such as analog phone lines and digital tele telephone lines. In addition, with the advent of Hochge speed but asymmetrical analog modems a Be may remain after a device and procedure to the Hochge speed data transfer symmetrically, both in the upstream as well as in the downstream direction guarantee.

Brief description of the drawings

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das ein Datenübertragungssy stem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 1 is a block diagram illustrating a Datenübertragungssy stem in accordance with the present invention.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Hauptstation in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläu tert. Fig. 2 is a block diagram illustrating a master station in accordance with the present invention.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Multimediazugriffsge rät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 3 is a block diagram showing a Multimediazugriffsge advises explained in accordance with the present invention.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockschaltbild, das eine bevor zugte Ausführung eines Multimediazugriffsgeräts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläu tert. Fig. 4 is a detailed block diagram illustrating a preferred embodiment of a multimedia access device in accordance with the present invention.

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. Fig. 5 is a flow chart illustrating a method for high speed data transfer over telephony channels in a cable data transmission landscape in accordance with the present invention.

Detailed description of the invention

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.As mentioned above, there is a need for a device and Procedure for high speed data transfer not only in a cable landscape, but also in an overall landscape, the state-of-the-art media like analogue Includes telephone lines and digital telephone lines. Besides, with the advent of high-speed but asymmetrical analog modems a need for a device and method remained to the high speed data transfer symmetrically, both in the upstream as well as in the downflow direction. The The apparatus and method of the present invention accomplishes this Needs by meeting the symmetrical high-speed Data transfer guaranteed, which also for data transfer in a variety of landscapes is able to include Lich cable, digital telephony and analog telephony country create.

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. FIG. 1 is a block diagram of a data transmission system (or system architecture) 100 in accordance with the present invention. The CableComm portion of the data transmission system 100 consists of a main station (or device) 105 , which is coupled via a data transmission channel 103 to one or more multimedia access devices ("MAAs", also referred to as substations) 110 , the main station 105 via a network switch 135 (also referred to as a local digital switch) of a central office 102 is coupled (or can be coupled) to a network 160 . In the preferred embodiment, the multimedia access device 110 (illustrated in FIG. 3) is implemented as a multimedia access device 200 (illustrated in FIG. 5) and reference to each of the various versions of the multimedia access devices 110 or 200 should be understood to be the other Designs and their equivalent designs. As indicated above, in the preferred CableComm embodiment, data transmission channel 103 is a hybrid fiber coaxial cable (HFC). Other, non-CableComm portions of the system 100 are known in the art such as analog data transmission devices ("ACDs") 115 (such as POTS telephones or analog modems) that are used to transmit data to the network 160 via an analog telephony line 117 coupled to a line connection circuit board (or other analog type switch) 137 in a central office 102 (where POTS refers to "conventional wired telephony service"); and digital data transmission devices ("DCDs") 122 (such as ISDN telephones and ISDN connection adapters) which are connected to the local digital switch 135 in a central office 102 for data transmission to the network 160 via the digital telephony line 119 . Typically, data transmission in such non-CableComm portions is prior art digital, except for the digital / analog (D / A) and analog / digital (A / D) conversions on the line terminal board 137 for analog transmission and receiving via the analog telephony line 117 to and from the various analog data transmission devices 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.The CableComm portion of the data transmission system 100 provides data transmission services such as telephony, image conferencing, data network switching and transmission, corporate network switching and measurement transmission by using the network 160 and by providing other services such as cable television ("CATV") and other services Use CATV and other service infrastructures 112 . The master station 105 , which will be described in more detail with reference to FIG. 2 below, is preferably a shared (or grouped) device at a central location and provides services for many subscribers or other users. The multimedia access devices 110 and 200 , which are described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4, are preferably located inside or in the vicinity of a user's building and can be connected to telephones, personal computers, image displays, video cameras, multimedia equipment, etc. be coupled. In the preferred embodiment, data transmission channel 103 is a hybrid fiber coaxial cable ("HFC") that is capable of high capacity (or high bandwidth) data transmissions that can occur between the various substations (MAAs) 110 and network 160 . Network 160 may be, for example, a public switched telephone network ("PSTN") or a digital network for integrated services ("ISDN"), or any combination of such existing or future data transmission networks.

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.As will be explained in more detail below, data transmission takes place between the master station 105 and the multimedia access device 110 using a first protocol (or modulation mode) such as the CACS protocol (explained below) which is used in the preferred embodiment. or another time division multiple access ("TDMA") protocol. In master station 105 , any information or signal transmitted to or from a sub station (MAA) 110 is converted into a second protocol signal, using a suitable adaptation function, into a signal that has a form that is intended for transmission over a Special network type is suitable, such as an analog signal for transmission over the PSTN portion of network 160 , an ISDN protocol signal for transmission over an ISDN network portion of network 160 or an IP packet signal for transmission over a packet-based portion of the network Network 160 . The only requirement for the type of the first protocol used between the master station 105 and the multimedia access devices 110 is that the first protocol should have a large enough capacity to operate in real time with other protocols used by different networks how the network 160 can be used, such as ISDN, T1 or E1 protocols that operate at bit rates of 64 kbps (kilobits per second), 128 kbps, 1.54 Mbps, 2,048 Mbps or greater. Preferably, the first protocol should ensure the bundling or sharing of applicable channels (also referred to as multiple access) in order to ensure highly effective data transmission both for circuit-switched (or reserved bandwidth) transmissions and for packet-based (discontinuous or variable bandwidth) transmissions. Accordingly, while the preferred first protocol is the CACS protocol, those skilled in the art will understand that countless other equivalent protocols and modulation modes can also be used.

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. Fig. 2 is a block diagram illustrating in accordance with the present invention, a master station 105. A master station 105 , also referred to as a headend device, includes a control unit, referred to in the preferred embodiment as a cable control unit ("CCU") 155 , a network interface 130, and may also include a combiner 104 that is available to the CATV image service Structure 112 can be coupled. The CCU 155 consists of a data transmission control unit 145 and a transceiver 120, or preferably a series of transceivers 120 , which in the preferred embodiment are also referred to as cable port transceiver ("CPX") circuit boards. The data transfer control unit 145 is preferably in the form of a processor arrangement, which is explained in more detail below. The data transfer control unit 145 sends and receives network (or other industry) standard signals such as time-multiplied ("TDM") digital signals via the network interface 130 to and from a local digital switch ("LDS") 135 , which then connects back to the Rest of network 160 connects (illustrated in FIG. 1). The data transfer control unit 145 can also send and receive IP (or other industry) standard packet-based signals such as Internet packets, frame line packets, X.25 packets, ATM (asynchronous transfer mode) packets. In the preferred embodiment, incoming (received) signals in the data transmission control unit 145 are converted into an internal signaling format such as a first protocol format, which may also have TDM periods that are exchanged with one another, and are then passed to the transceivers 120 . Transceivers 120 convert the received signals to frequencies (e.g., radio frequencies ("RF")) that are suitable for data transmission channel 103 and the first protocol, such as radio frequencies that are compatible with cable television (CATV) networks. Conversely, the transceivers 120 also receive first protocol signals, which are transmitted by the multimedia access devices 110 via the data transmission channel 103 , demodulate these signals and convert these first protocol signals with the aid of the data transmission control unit 145 into a form which is suitable for transmission over the network 160 is. As will be explained in more detail below, the master station 105 ensures the concentration of the possibilities of the network 160 by means of time segment and frequency management methods.

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.As mentioned above, the signaling between the primary stations 105 and the MAAs 110 uses protocol (via the Datenübertra supply channel 103) in the preferred embodiment a first Pro, referred to as "CACS" (for C fashionable A ccess S ignaling-Ka belzugriffsignalisierung) for transmission and receiving data such as voice, images, computer records and programs, multimedia applications and other information (collectively referred to as data). CACS is a multi-layer protocol consisting of a plurality of 768 kbps P / 4-DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Encryption) modulated RF carriers that are in the down-stream path (from master station 105 to multimedia access device 110 ) TDM framing and in the up-stream path (to master station 105 from a multimedia access device 110 ) use TDMA (time division multiple access). In the preferred embodiment, each CACS carrier (carrier frequency or medium frequency) supports up to eight time segments of the individually addressable user data packets, each packet containing 160 bit user data (the “payload”) plus synchronization, address and error correction information. The preferred CACS frame rate is 400 frames per second, which ensures a net user data throughput of 64 kbps (kilobits per second) for each assigned time period. Sections can also be chained or otherwise combined to ensure even higher data rates, for example up to 512 kbps per carrier if all eight sections of an RF carrier are assigned to a single user or higher data rates if additional RF carriers be used.

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.As a result, N × 64 kbps services can be provided through the CACS protocol supported, where N is the number of allotted time sections is. In the case of connectivity for normal Te Telephony, commonly known as POTS, becomes a single used a period in which digital PCM (pulse code modulated) sound signal pattern in the payload of the CACS period are transported. In the case of dien most with higher rates like basic rate ISDN (two 64 kbps B- Channels plus a 16 kbps D channel) become two or more times Sections used to trans the user (carrier) data port. For video conferencing and telephony services can compress digital audio and video signals from one up to several time periods per carrier (e.g. 8 time intervals cuts per beam) depending on the procedure of the com priming that is used and of the desired quality quality of service.

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.Also in the preferred embodiment, the modulated CACS RF carriers occupy a bandwidth of 600 kHz and can be assigned anywhere within the service provider's down-stream and up-stream frequency bands. In North American household CATV systems, for example, the downward current band is from 50 to 750 MHz, with an upward current band from 5 to 40 MHz. Referring to Fig. 2, the transceivers 120 for transmissions to multimedia access devices 110 in the user buildings receive a TDM data stream from the data transmission control unit 145 and generate CACS frames of eight time periods together with the associated additional signaling information (including error control data), which is in a 768 kbps data stream results. The data stream is then converted to a P / 4-DQPSK signal, which is then again frequency-shifted from baseband to an RF carrier within the CATV down-stream band (or other down-stream band that is for use on an HFC or other data transmission medium is suitable) is converted upwards. This P / 4-DQPSK signal can then optionally be combined with other signals (such as image signals) from the CATV or another service infrastructure 112 (in the combiner 104 of the main station 105 ) and transmitted via the data transmission channel 103 .

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.On the receiver side, as will be explained in more detail below, the multimedia access device 110 converts the CACS carrier down to baseband and demodulates the P / 4-DQPSK signal, which results in receive CACS frames. The time slot information (ie, the data in the payload) is then extracted from the CACS frame and transmitted to a tone encoder / decoder in the case of telephony (a POTS call) or to a tone / image in the case of an image conference call or session - Compression and decompression subsystem transmitted or in the case of other data transfers to a processor arrangement or a modem subsystem. Conversely, for upstream transmissions, voice, images or other data, which come from a sound encoder / decoder or from a sound / image compression and decompression subsystem or a processor arrangement, are packaged in CACS protocol-formatted TDMA packets. The TDMA data packets are then converted to a P / 4 DQPSK signal, upconverted to an RF carrier and fed into the upstream path on data transmission channel 103 . One of the transceivers 120 then again receives the upstream signal from a multimedia access device 110 , downconverts the RF signal to baseband and demodulates the P / 4-DQPSK signal, resulting in a receive TDMA data packet. The user data is then extracted from the packet and transmitted to the data transfer control unit 145 , which data is used to reformat the user data into a suitable network signal (analog or digital), which is generally referred to as a second protocol signal, and the second protocol signal via the Network interface 130 (via the local digital switch 135 ) to the network 160 .

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 the preferred embodiment, the CACS protocol consists of three types of signaling channels that use certain sections of time on CACS carriers. A first type of signaling channel, referred to as the transmit channel, is used to transmit general system information only in the downflow direction to the various multimedia access devices 110 and to transmit information such as the triggering of alarm signals to a multimedia access device 110 when a call or other information is to be received from network 160 . A variety of signaling channels of a second type, referred to as access channels, are used by the various multimedia access devices 110 to gain access to the master stations 105 and the network. A variety of signaling channels of the third type, referred to as traffic channels, are fully duplexable and are used to transport user data to and from network 160 .

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.In the preferred embodiment, traffic channels can consist of one or more time segments and are allocated to users as required (bundled or bandwidth as required) from a pool of available time segments. A traffic channel is assigned for the duration of a call (POTS, ISDN, image, multimedia or other data) and is subsequently returned to the pool of available time segments when the call is ended. When a multimedia access device 110 is switched on for the first time, it registers with the CCU 155 by first scanning the downward current spectrum for a transmission channel, by synchronizing itself to this channel and thereby receiving information relating to the location of an access channel. On the access channel, the multimedia access device 110 requests assignment of a traffic channel and then transmits a registration message over the traffic channel assigned from the plurality of traffic channels. After the registration is finished, the multimedia access device 110 can communicate over the network 160 .

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.When a call initiation or other data transmission is requested, the multimedia access device 110 makes a search for the required number of time periods via the access channel to the CCU 155 . The CCU 155 then grants the request and assigns a traffic channel (carrier frequency and corresponding time period (s)). When a call or data packet delivery is requested, the CCU 155 notifies the identified, addressed multimedia access device 110 of an incoming call or the data packet via the transmission channel. The multimedia access device 110 then requests a traffic channel via the access channel. The CCU 155 grants the request and a traffic channel is assigned.

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.In the preferred embodiment, the CACS protocol also provides the ability to transfer calls to others available Carrier frequencies and time periods ready, especially in the Case of strong noise conditions. The quality of everyone User traffic channels are preferably constantly monitored and when the quality starts to change due to noise worse, the call is transferred to another RF carrier ben that has less noise.

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. Fig. 3 is a block diagram that advises a Multimediazugriffsge 110 in accordance with the present invention. The multimedia access device 110 contains another type of network interface, such as a cable network interface 210 , one or more user interfaces 215 , a processor arrangement 190 and preferably a memory 195 . The wired network interface 210 is coupled for receiving a first protocol signal such as a P / 4-DQPSK TDM signal to the data transmission channel 103, to form a receiving protocol signal; and for transmitting a first protocol signal such as digital data in a TDMA format to form a transmission protocol signal such as a P / 4-DQPSK-TDMA signal. These various protocol signals can also use protocols and modulation types (collectively referred to as protocols) other than those used within the CACS protocol, such as, for example, generally PSK (phase shift coding) or QPSK (quadrature phase shift coding) modulation methods, OFDM (orthogonal frequency reuse) ), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), H.320, H.323 or H.324. Depending on the design desired, other forms and types of network interfaces may be used in addition to or in place of the cable network interface 210 .

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.Next with reference to FIG. 3, one or more user interface make be used as to ensure connectivity for various purposes or putting together sound processing with a phone 170, 215 a personal computer ( "PC") 175, an image display 180 or a LAN (local area Area network) 185 (such as Ethernet, ATM or LANs via electrical supply lines for initial automation and measured value transmission). In the preferred embodiment, one of the user interfaces 215 is also used to receive a control signal from a variety of control signals such as a request to initiate a phone call, a request to initiate a sound and video conference call, and other control signals such as notification signals of the incoming telephony or Sound and video conference calls. The processor arrangement 190 is connected to the cable network interface 210 , to the memory 195 and to one or more user interfaces 215 . As explained in more detail below, processor assembly 190 (and communications interface 145 ) may include a single integrated circuit ("IC") or may include a variety of integrated circuits or other components that are connected or grouped together, such as microprocessors, digital signal processors , ASICs, associated memories (such as RAM and ROM) and other ICs and components. Accordingly, the term processor arrangement (and data transfer control unit) as used herein should be understood to mean a single processor or an arrangement of Processors, microprocessors, control units, or any other groupings of integrated circuits that perform and include the functions detailed below, with associated memory such as microprocessor memory or additional RAM, ROM, EPROM, or E ² PROM. As will be explained in more detail below, the methodology of the invention can be programmed and as a series of program instructions for subsequent execution in the processor arrangement 190 with its associated memory (or in memory 195 ) and / or in one of the user interfaces 215 such as the microprocessor. Subsystem 235 may be stored in connection with the user modem interface 250 illustrated in FIG. 4 or other equivalent components. The program instructions can then be executed when the processor arrangement 190 is switchably coupled, for example when the multimedia access device is switched on and is connected to the data transmission channel 103 for data transmission and for data reception.

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. Fig. 4 is a detailed block diagram illustrating the preferred execution of a multimedia access device 200 in accordance with the present invention. Many of the various components comprising the multimedia (or video) access device 110 have been disclosed in detail in the applications related to and discussed and who treats the detail here for the sake of brevity. As explained in FIG. 4, the multimedia access device 200 is coupled or connected to the data transmission channel 103 for the data transmission with a main station 105 via the cable network interface 210 (and the directional coupler 225 ). The cable network interface 210 consists of a cable network (CATV) radio frequency (RF) transceiver 220 with the data transmission ASIC 230 . The cable network interface 210 is connected to a processor arrangement, which in the preferred embodiment comprises a microprocessor subsystem 235 such as a Motorola MC68LC302. The various user interfaces 215 (illustrated in FIG. 3) are user audio interface 240 , user modem interface 250 and user image interface 257 (includes the audio / video compression and decompression subsystem 245 , RF modulator 255 and RF demodulator 260 ). realized. While all three of these user interfaces 215 are implemented in the preferred embodiment, which is explained in FIG. 4, only the modem interface 250 is required for the purposes of the invention, and the user sound interface 240 and the user image interface 257 are only optional . Since the term "modem" is used to refer to the user modem interface 250 as an embodiment of a user interface 215 that is constructed for data transfer, it should be understood that the term "modem" is used in the broadest sense of a general data transmission device and is not limited to certain modulation / demodulation functions, analog modem functions or digital modem functions.

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.Next in reference to FIG. 4, the microprocessor subsystem 235 is connected to a sound / image compression and decompression subsystem 245 is connected which is then connected to a RF modu lator 255 and an RF demodulator 260, which depending because it is used to send and receive image or other multimedia signals on the data transmission channel (or line) 271 (via the directional coupler 270 ) as for an image conference circuit. As used herein, the audio / video compression and decompression subsystem 245 , RF modulator 255, and RF demodulator 260 form a user image interface 257 (as one of the user interfaces 215 ). The data transmission channel 271 is typically located within or near the user (or subscriber) building and may be an internal 75 ohm coaxial cable typically used in cable television. Image and other multimedia signals are typically transmitted over the various networks as compressed signals and the corresponding compression and decompression takes place in the sound / image compression and decompression subsystem 245 , which use protocols such as H.320 for ISDN or H.324 used for PSTN picture calls. The received image or other multimedia signals (sent by a far-end subscriber or remote subscriber) are decompressed in the audio / video compression and decompression subsystem 245 , modulated onto an available RF carrier or channel (in the RF- Modulator 255 ), transmitted on the data transmission channel 271 and on all images 290 show how connected televisions are displayed. Image or other multimedia signals which are to be transmitted (from the near end (from the local subscriber) and to the distal end or remote subscriber) are generated by the multimedia input and control device 295 and modulated onto an RF carrier, are demodulated (in RF demodulator 260 ) and are compressed in audio / video compression and decompression subsystem 245 . The microprocessor subsystem 235 and the cable network interface 210 then process and format the image or other multimedia signal for transmission over the first protocol, such as CACS, to a master station 105 and subsequently to the network 160 . The microprocessor subsystem is also connected to a user interface, such as the user audio interface 240 , which ensures audio input and output (via the telephone 280 , which is coupled via an RJ11 socket) and also the reception or input of a large number of control signals guaranteed that may include control signals input from a phone 280 such as picking up the handset, hanging up the phone, blinking, various DTMF tones, and other programmed or programmable control signals. As disclosed in the related applications, user audio interface 240 also provides codec (encoder-decoder) functionality and SLIC (subscriber loop interface circuit) functionality.

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.Next in reference to FIG. 4, the microprocessor subsystem 235 is also connected to a user modem interface 250 as another form of the user interface 215th The user modem interface 250 includes a digital signal processor (DSP) (such as a Motorola DSP56303 / 100) and is controlled by the microprocessor subsystem 235 . Depending on the desired embodiment, whether the user image interface 257 and / or the user sound interface 240 are included, the DSP of the user modem interface 250 can alternatively be divided between and among these other user interfaces 215 . As also illustrated in FIG. 4, the user modem interface 250 is coupled for data transmission and reception to a personal computer (PC) 285 (typically via an RS-232 interface or a universal serial bus, not shown), in accordance with the present invention Invention one of two modes is used, either a fully digital mode or an analog mode. In addition, if the user image interface 257 is implemented, the device and method of the present invention can also be used for sound / image transmission and reception, which requires the use of various forms of sound / image compression and decompression such as H.320 and includes H.324.

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.The fully digital mode of the user modem interface 250 is used under the conditions in which the user modem interface 250 wants to communicate with another data transmission device via a completely digital connection, as in the data transmission between two MAAs 110 or 200 via the CableComm portion of the system 100 or at the data transmission between a MAA 110 or 200 and a digital data transmission device 122 (via the digital line 119 , which was explained in FIG. 1). In such a fully digital mode, for example, the data rate for a CACS channel can vary from 56 kbps (if network 160 uses robbery bit signaling) and 64 kbps (without bit robbery) up to data rates of multiples of 64 kbps such as 128 kbps , depending on the number of N × 64 CACS channels that are used. In fully digital mode, user modem interface 250 performs a switching function by directly transmitting digital signals between a connected PC 285 and the microprocessor subsystem (and cable network interface 210 ). The digital data is then encoded for transmission using the first protocol, such as CACS, or conversely, data encoded by the first protocol (CACS) is demodulated and decoded to obtain received digital data, both by the microprocessor subsystem and the cable network interface 210 . It should also be noted that the data rates for such a fully digital mode can be symmetrical, ie the same data rates in the upstream and downstream directions for all connected devices.

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.The analog mode of the user modem interface 250 is used under the conditions in which the user modem interface 250 wants to communicate with another data transmission device via a connection which is at least partially analogous to a data transmission between a MAA 110 or 200 and an analog data transmission device 115 via a analog line 117 as explained in FIG. 1. In such an analog mode, the data rate can also vary, for example, from 28.8 kbps, 33.5 kbps to 40 kbps for V.34 and V.34 to modems that are used as analog data transmission devices, up to a height of 56 kbps if high speed analog modems other than analog data transmission equipment 115 are used. The analog data rates can also vary depending on the line quality and depending on whether the connections within the network 160 are completely digital (up to the line connection circuit board 137 ). In the analog mode, the user modem interface 250 and the microprocessor subsystem 235 perform all digital functions that are connected to the modems, namely all functions except the actual digital / analog conversion for the analog transmission such as the trellis coded modulation, the echo Cancellation, signaling, line test, etc. This encoded information (such as V.34 encoded data) is then transported using a first protocol such as CACS using the D / A and A / D conversions for the analog transmission or reception can be carried out on the line connection circuit board 137 . It should also be noted that the data rates for such an analog mode for the upward and downward current paths can be symmetrical or asymmetrical. For example, while the MAA 110 or 200 is capable of 56 to 64 kbps in total in both the upstream and downstream paths to and from a master station 105 , the ability to achieve such high data rates in the analog parts of system 100 may not be symmetrically available where the downward current path from a network 160 to an analog device 115 is capable of higher data rates than the upward current path from the analog device 115 to the network 160 . As a result, data transmission can be at asymmetric rates, with the faster data transmission at 56 kbps in the down stream direction, compared to 28.8, 33.6 or up to 40 kbps in the up stream direction.

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. Fig. 5 is a flow chart illustrating a method for high speed data transfer over telephony channels in a cable data transmission landscape in accordance with the present invention. Beginning with start step 300 , the method determines whether there is a request for modem operation, step 305 , whether the user modem interface 250 has received a request to send from the PC 285 or received a request from a remote line unit or device or receive as from an ACD 115 , DCD 122 or other MAA 110 or 200 . (The term "modem" is again used as an abbreviation of the broad designation of the general data transmission functionality and should not be limited to specific modulation / demodulation functions.) Next, if a request for modem operation was received in step 305 , the method builds a data transmission (Modem) connection on, step 310 , as by transmitting a suitable command under the first protocol, for example a command to pick up the handset. The method then determines whether the remote line unit has responded with a fully digital message if it is an ISDN adapter or other MAA, step 315 . If the remote line unit has responded with a fully digital message in step 315 , then a digital signal build sequence is performed, step 320 , like any signal build that may be required in ISDN, T1, E1, or CACS protocols. A bit rate is then determined, step 325 , whether 64 kbps can be used (no robbery bit signaling) or 56 kbps (robbery bit signaling). The method then sends and / or receives data in this digital mode at the fixed data rate, step 330 . As indicated above, the user modem interface 250 performs a switching function in this digital mode so that the digital data in the microprocessor subsystem 235 and in the cable network interface 210 are directly CACS encoded or decoded. If the remote line unit did not respond with a fully digital message in step 315 , then an analog signal setup sequence is carried out, step 335 , like any signal setup that can be requested in V.34, V.34 bis or other protocols. A bit rate is then determined, step 340 , whether 56 kbps should be used symmetrically or only in the downstream direction or whether other data rates should be used symmetrically or asymmetrically. The process sends and / or then receives data in this analog mode with the specified data rate or Datenra th. As also indicated above, the user modem interface so that digital data into this analog mode 250 all digital components of the analog modem functions to additionally to CACS- or other first protocol coding or decoding in the microprocessor sub-system 235, and in the wired network interface 210 at the appropriate analog protocol within the user modem interface 250 lines modu / demodulated and coded / decoded, wherein only the remaining analog modem functions, namely the D / A and A / D conversions are performed on the line connection circuit board 137 . The method can be ended, steps 330 and 345 are followed by return step 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.In summary, Figures 3-5 disclose a data transmission and reception device 110 or 200 , comprising: first, a cable network interface 210 , switchable to a data transmission channel 103 , for data transmission and reception using a first protocol; second, a processor arrangement 190 (such as a microprocessor subsystem 235 ) connected to the cable network interface 210 ; and third, a user modem interface 250, which is connected to the processor arrangement 190, wherein the user modem interface 250 and the Prozessoran proper 190 when they are switchably coupled, are responsible by a number of program instructions to establish communication link a data and determine whether the data transmission connection is fully digital; if the data transmission link is fully digital, the user modem interface 250 is further responsible for transmitting the data to the processor arrangement 190 and the cable network interface 210 in order to process the data for data transmission and data reception in a digital mode; and if the data transmission link is not fully digital, the user modem interface 250 and processor arrangement 190 are further responsible for processing the data for data transmission and reception in an analog mode. If the data transmission link is fully digital, processor assembly 190 is further responsible for directly encoding digital data using a first protocol for data transmission through cable network interface 210 and for directly decoding digital data using a first protocol for data received from the cable network interface 210 is used. If the data transmission connection is not fully digital, the user modem interface 250 and the processor arrangement 190 are further responsible for performing the analog signal construction, determining a first bit rate for the data transmission and determining a second bit rate for the data reception, the first bit rate and the second bit rate can be symmetrical or asymmetrical. If the data transmission link is not fully digital, the user modem interface 250 and the processor arrangement 190 are further responsible for encoding digital data using an analog protocol to form analog encoded data; encode the analog encoded data using a protocol for data transmission; decode analog encoded data using a first protocol for data reception; and decode analog encoded data using an analog protocol to form digital data.

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. Numerous advantages can be gained from the above explanation of the apparatus and method of the present invention be recognizable. First, the device and procedure of the present the invention ensure high speed data transfer not only in a cable landscape, but also in an overall landscape, the media according to the state of the art like analog phone lines and digital phone lines includes. With the advent of high speed, but asymmetrical analog modems ensure the device and method of the present invention also a sym metric high-speed data transfer, like this probably in the upstream as well as in the downstream direction tung. The apparatus and method of the present invention ensure symmetrical high-speed data transfer in a variety of landscapes with a lot number of different equipment, including Da transmission via digital telephony such as ISDN and analogue Telephony over ordinary POTS telephone lines.

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.From the foregoing, it will be seen that numerous Va riations and modifications can be made without changing of the spirit and scope of the novel concept of the invention remove. It should be understood that regarding the special methods and devices that are explained here no limitation is intended or inferred should. It is of course intended by the attached Claims all such modifications if they are in the Be realm of claims to cover.

Claims

1. A method of data transmission and reception, the method comprising:

(a) establishing a data transmission connection ( 310 );
(b) determining whether the communications link is fully digital ( 315 );
(c) processing the data for data transmission and reception ( 330 ) in a digital mode when the data transmission connection is fully digital; and
(d) processing the data for data transmission and reception ( 345 ) in an analog mode when the data transmission connection is not fully digital.

2. The method of claim 1, wherein step (c) further comprises:

(c1) performing the digital signal construction ( 320 ); and
(c2) Determining a bit rate for data transmission and reception ( 325 ).

3. The method of claim 1, wherein step (c) further comprises:

(c3) direct encoding of digital data using a first protocol for data transmission.

4. The method of claim 1, wherein step (c) further comprises:

(c4) direct decoding of digital data using a first protocol for data reception.

5. The method of claim 1, wherein step (d) further comprises:

(d1) performing the analog signal construction ( 335 );
(d2) determining a first bit rate for the data transmission ( 340 ); and
(d3) Determination of a second bit rate for the data reception.

6. The method of claim 1, wherein step (d) further comprises

(d4) encoding digital data using an analog protocol to form analog encoded data; and
(d5) Coding of the analog coded data by using a first protocol for data transmission.

7. The method of claim 1, wherein step (d) further comprises:

(d6) decoding analog encoded data using a first protocol for data reception; and
(d7) Decoding analog encoded data using an analog protocol to form digital data.

8. The method of claim 1, wherein the fully digital data transmission connection via hybrid fiber coaxial cable follows.

9. The method of claim 1, wherein the fully digital data transmission connection via hybrid fiber coaxial cable and there is a digital telephone line.

10. The method of claim 1, wherein the data transmission connection via hybrid fiber coaxial cable and an analog Telephony line takes place when the data transmission ver binding is not fully digital.

11. Device for data transmission and for data reception, the device having a network interface ( 210 ) which can be coupled to a data transmission channel ( 103 ) for data transmission and data reception by using a first protocol, and one to the network interface ( 210 ) coupled microprocessor ( 235 ), characterized by:

- A digital signal processor ( 250 ) coupled to the microprocessor, wherein the digital signal processor and the microprocessor, if they are switchably coupled, are responsible for a series of program commands to establish a data transmission connection and determine whether the data transmission connection is fully digital; wherein the digital signal processor is further responsible for transmitting data to the microprocessor and the network interface to process data for data transmission and reception in a digital mode when the data transmission connection is fully digital; and wherein the digital signal processor and the microprocessor are further responsible for processing data for data transmission and reception in an analog mode when the data transmission connection is not fully digital.