DE19636819C2 - Rechnergesteuerter Telefonapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rechnergesteuerten Telefonapparat nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Der Ausdruck Computer-Telefonie-Integration (CTI) betrifft allgemein eine Ar­ chitektur, bei welcher Funktionen, welche traditionell von Fernsprechanlagen aus­ geführt werden, in gewissem Maße Personal Computern (PC) und/oder Servern übertragen wurden, welche nicht allein für Telefonieanwendungen ausgelegt sind. Die Computer-Telefonie-Integration bedeutet für den Benutzer eine Mensch-Maschine- Schnittstelle (HMI) und kann somit zu neuen und verbesserten Anwendungsmöglich­ keiten führen als dies in der Vergangenheit der Fall war.

Die CTI weist zwei Grundstrukturen auf, die als Rufverbindungssteuerung durch den erstwählenden Teilnehmer bezeichnet werden. Ein erster Aufbau ist in Fig. 1 gezeigt, wo ein Personal Computer 1 zwischen einem Telefonapparat 3 und der Fern­ sprechanlage 5 zwischengeschaltet ist. Der Telefonapparat 3 ist also mit der Fern­ sprechzentrale 5 über den Rechner 1 verbunden. Der Hauptvorteil dieses Aufbaus besteht darin, daß der Computer zu jedem Zeitpunkt den Telefonapparat steuert und somit eine exzellente und nahtlose Mensch-Maschine-Schnittstelle darstellt.

Beispielsweise kann der Computer so programmiert sein, daß er um 16 Uhr eine Konferenzschaltung aufbaut. Möchte der Benutzer zu diesem Zeitpunkt mit seinem Telefon in üblicher Weise einen Anruf ausführen, ohne sich des Zeitpunkts der Konfe­ renzschaltung bewußt zu sein, dann kann der Computer aufgrund seines Programms einen Warnhinweis auf seinem Bildschirm wiedergeben, mit welchem die Alterna­ tiven angezeigt werden, entweder die Konferenzschaltung oder den beabsichtigten Anruf zu verschieben.

In einigen Fällen können die elektronischen Teile des Telefonapparats im Chassis des Computers integriert sein, so daß lediglich der oder die Hörer an der Außenseite des Rechners angeordnet sind.

Nachteilig ist hierbei, daß der PC Fehlfunktionen ausführen oder gar abstürzen kann. Ein Telefonieren ist dann nicht mehr möglich. Das gleiche gilt, wenn am PC Wartungsarbeiten durchgeführt werden.

Manche Computerbenutzer wechseln häufig von einem Desktopcomputer zu einem Laptop- oder Notepadcomputer. Diese Geräte haben nur eine begrenzte zusätzliche Kapazität, so daß es schwierig ist, sie für Telefoniezwecke zu programmieren.

Die Fig. 2 zeigt einen weiteren Aufbau einer Teilnehmer-Ruf-Steuerung. In die­ sem Fall ist der Telefonapparat 3 direkt mit dem Fernsprechnetz verbunden. Der Computer ist nur mit dem Telefonapparat verbunden in einer Weise wie ein Seri­ enanschluß.

Der Aufbau nach Fig. 2 hat den Vorteil, daß manuell Rufverbindungen stets zu­ verlässig hergestellt werden können, da hieran der Computer nicht beteiligt ist. Nachteilig ist jedoch, daß eine nahtlose Operation nicht durchgeführt werden kann und die Mensch-Maschine-Schnittstellenfunktion sehr schlecht ist. Auf das obige Ausführungsbeispiel Bezug genommen, wird der Benutzer mit einer verwirrenden Situation konfrontiert, da bei der Rufdurchführung der Telefonapparat bereits eine Leitung in der Fernsprechzentrale gelegt hat, der Rechner jedoch eine Konferenz­ schaltung aufbauen möchte und dies auch anzeigt, hieran jedoch gehindert ist.

Die Arten der Rufverbindungssteuerung unter Verwendung eines Rechners, um eine verbesserte Mensch-Maschine-Schnittstelle zu erhalten und um die Telefoniedienste zu verbessern, führen also zu einem Dilemma, zumal bei einigen Benutzern Rech­ ner als unzuverlässig gelten. Sprechverbindungen sind bei den meisten Fernsprech­ teilnehmern die einzige kritische Form der Kommunikation in einer Multimedia- Umgebung, die Benutzer jedoch bereit sind, den Verlust einer Datenverbindung für eine bestimmte Zeitdauer hinzunehmen, nicht jedoch den Verlust der Sprach­ kommunikation akzeptieren. Bei dem Aufbau nach Fig. 1 kann die Möglichkeit von Sprachkommunikationen verlorengehen, wenn der Computer fehlerhaft arbeitet, während beim Aufbau nach Fig. 2 eine schlechte Mensch-Maschine-Schnittstelle vorhanden ist und die Möglichkeit der Rufsteuerung sehr begrenzt ist.

Aus der DE 41 28 686 A1 ist ein rechnergesteuerter Telefonapparat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Er ist mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, welche mit einer Schnittstelle verbunden ist, die zu einem Personal-Computer führt. Hierdurch wird es ermöglicht, Tastenfunktionen der Tastatur des Telefonapparates vom Personal-Computer aus auszulösen und für die Anzeigeeinheit des Telefonapparates bestimmte Informationen auf dem Bildschirm des Personal-Computers angezeigt zu erhalten. Auf diese Weise werden Funktionen des Telefonapparates durch den Personal-Computer zur Erhöhung des Bedienungscomforts dupliziert. Insbesondere werden die Möglichkeiten der optischen Anzeige von Informationen erweitert bzw. bei einem Telefonapparat ohne Anzeigeeinheit überhaupt erst durch die Kombination mit dem Personal-Computer geschaffen.

Ferner ist aus der US 5,065,425 eine Anordnung zur Verbindung eines Personal-Computers mit einem Telefonnetz über einen digitalen Telefonapparat und eine Vermittlungsanlage bekannt, bei welcher der Telefonapparat eine Steuerlogik mit einem Prozessor und einen von dieser Steuerlogik gesteuerten Koppler zum Anschluß des Personal-Computers aufweist. Die Steuerlogik leitet empfangene Rufsignale an den Personal-Computer weiter, welcher seinerseits selektiv anstelle des Telefonapparates Rufsignale erzeugt, die für die Vermittlungsanlage bestimmt sind.

Darüber hinaus werden Einzelheiten der Kombination eines Telefonapparates mit einem Rechner in zahlreichen weiteren Schriften behandelt, beispielsweise in der DE 40 08 667 C2, in der DE 42 28 801 A1, in der GB 2 284 126 A und in der US 4,748,656. In keiner der genannten Schriften wird jedoch die Situation eines Ausfalls des mit dem Telefonapparat verbundenen Rechners behandelt.

Es besteht die Aufgabe, einen rechnergesteuerten Telefonapparat so auszubilden, daß bei einem Ausfall des Rechners die Grundfunktionen des Telefons ausführbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Physisch ist der Telefonapparat zwischen der Fernsprechzentrale und dem Rechner geschaltet, entsprechend dem Aufbau nach Fig. 2, im Betrieb jedoch ist der funktionierende Rechner zwischen der Fernsprechzentrale und dem Telefonapparat geschaltet, entsprechend dem Aufbau nach Fig. 1. Falls der Rechner ausfällt, wird dann auf einen Betrieb entsprechend der Fig. 2 umgeschaltet.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einwandfrei arbeitendem Rechner die Vorteile des Aufbaus nach Fig. 1 erhalten werden mit einer ausgezeichneten Mensch-Maschine-Schnittstelle und einer nahtlosen Steuerung und Verarbeitung von Rufen durch den Rechner. Fällt jedoch der Rechner aus, dann ist eine direkte Verbindung zwischen dem Telefonapparat und der Fernsprechzentrale entsprechend der Fig. 2 vorhanden.

Dies wird erreicht durch die Verwendung eines Überwachungsprogramms im Telefonapparat, welches den Rechner überwacht und ermittelt, ob der Rechner einwandfrei arbeitet oder nicht.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Blockdiagramme von bekannten computergesteuerten Architekturen;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer neuen computergesteuerten Architektur;

Fig. 4 ein Blockdiagramm der computergesteuerten Architektur nach Fig. 3 in Einzelheiten;

Fig. 5 eine softwaregesteuerte Hierarchie für den Betrieb der vorstehenden Archi­ tektur gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Telefonkleinanlage.

Die Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein prozessorgesteuerter Telefonapparat 7 ist über eine physikalische Leitung 13 mit einer Fernsprechzentrale 9 verbunden, wobei digitale Schnittstellen im Telefonappa­ rat 7 und in der Fernsprechzentrale 9 vorgesehen sind. Die Fernsprechzentrale 9 ist in üblicher und bekannter Weise mit dem öffentlichen Telefonnetz 11 verbunden. Die digitalen Schnittstellen verarbeiten in bekannter Weise 2B + D Digitalkanäle, wobei ein oder beide B-Kanäle entweder digitale Sprach- oder Datensignale führen. Der D-Kanal führt digitale Rufsignale.

Das Telefon 7 ist weiterhin mit einem Rechner 15 verbunden, bevorzugt über einen Universalserienbus 17 (USB), der eine Anzahl getrennter logischer Verbindungen zwischen dem Rechner 15 und dem Telefon 7 herstellt.

Die im D-Kanal auftretenden und von der Fernsprechzentrale 9 stammenden Ruf­ signale werden durch ein Programm im Telefonapparat 7 zu einem Telefonanwen­ dungsprogramm im Rechner 15 über den Bus 17 geleitet, als Busteil 17A bezeichnet. Das Telefonanwendungsprogramm im Rechner erzeugt eigene Telefonsteuersignale, die über den Busteil 17B dem Telefonapparat 7 zugeführt werden.

Ein Überwachungsprogramm im Telefonapparat 7 überwacht den Busteil 17B und erfaßt den Fall, bei welchem das Telefonanwendungsprogramm nicht oder nicht einwandfrei arbeitet. Dies kann beispielsweise der Fall sein, falls das Telefonan­ wendungsprogramm selbst ausgefallen ist oder nicht einwandfrei arbeitet, falls der Computer abgestürtzt ist und falls der Computer ganz allgemein nicht einwandfrei arbeitet.

Falls das Überwachungsprogramm feststellt, daß das Telefonanwendungsprogramm fehlerhaft arbeitet, unterbricht ein Operationsprogramm im Telefon die Übermittlung der Rufsignale zum Rechner über den Busteil 17A und bewirkt, daß der Te­ lefonapparat 7 direkt auf die Rufsignale anspricht und diese direkt verarbeitet, so als würde der Rechner nicht existieren. Eine zuverlässige Arbeitsweise des Telefons ist somit bei einem Ausfall des Rechners gegeben. Das Telefon kommuniziert jetzt direkt mit der Telefonzentrale 9.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm des obigen Systems im einzelnen. Das pro­ zessorgesteuerte Telefon 20 kann aufgebaut sein, wie beschrieben in dem Artikel "Digital Phone Design Using the MT8994/5B, Application Note MSAN-132, Seiten 15-197 bis 15-219, Microelectronics Digital Communications Handbook, Ausgabe 8, 1991, Mitel Cemiconductor." Ein Mikroprozessor 22 ist wie dort beschrieben mit dem Telefon 20 verbunden. In einem Speicher 24, der mit dem Mikroprozessor 22 verbunden ist, sind Operationsprogramme gespeichert.

Der Telefonapparat 20 ist verbunden mit einem digitalen Schnittstellenschaltkreis (DNIC) 26, bei dem es sich beispielsweise um einen solchen der Mitel Semiconductor mit der Bezeichnung MT8972 handeln kann, der in Fig. 6 der Seite 15-209 des vorerwähnten Artikels gezeigt ist. Dieser DNIC ist beschrieben auf den Seiten 11- 25 bis 11-53 des oben erwähnten Handbuchs.

Wie in der ersterwähnten Fundstelle beschrieben, ist der DNIC über einen Transfor­ mator 28 mit zwei miteinander verdrillten Leitungen 30 verbunden. Die verdrillte Leitung ist über einen Transformator 32 mit einer digitalen Teilnehmerleitungs­ schnittstellenschaltung (DSLIC) 34 verbunden, wei beispielsweise mit einem solchen der Mitel Semiconductor Teil MT8910, wie in dem oben erwähnten Handbuch auf den Seiten 9-3 bis 9-30 beschrieben.

Die DNIC und die DSLIC sind somit über die 2B + D Kanäle miteinander verbun­ den und können somit miteinander kommunizieren. Der DSLIC 34 ist verbunden mit dem Leitungseingangsanschluß einer Vermittlungsanlage 46. Bei der Vermitt­ lungsanlage kann es sich um eine solche handeln, wie sie von der Mitel Corporation unter der Typenbezeichnung SX-2000 BABX vertrieben wird und beschrieben ist in den US-A-4,615,028 und 4,616,360. Die Vermittlungsanlage 46 ist an das öffentliche Fernsprechnetz PSTN angeschlossen.

Eine Servicesteuereinheit 40, bevorzugt in Form eines PC weist einen Mikroprozes­ sor 42 auf, mit welchem ein Speicher 44 verbunden ist. Der PC 40 ist mit einer universellen Serienbus (USB)-Schnittelle 36 verbunden. Mit dem Mikroprozessor 22 ist eine universelle Serienbus-Schnittstelle 38 verbunden, die ihrerseits mit der Schnittstelle 36 verbunden ist, an welche der Mikroprozessor 42 angeschlossen ist. Zwischen den Schnittstellen 36, 38 verläuft ein universeller Serienbus USB. Zwi­ schen den USB-Schnittstellen 38 und 36 werden serielle Daten ausgetauscht. Die Schnittstelle 36 hat direkten Zugriff zum Speicher 44.

Die Arbeitsweise wird nachfolgend an Hand der Fig. 5 beschrieben, welche in Blockform die Programmabwicklung zeigt. Links von der gestrichelten Linie ist ein Rechnerblock 42 gezeigt, bestehend aus einem USB Hardware Treiber und einem Telefonserviceprovider, welcher unter einem TAPI.DLL HMI Programm arbeiten sowie einem WAVE-Treiber, der unter einem Windows HMI Programm arbeitet. Diese Programme sind im Speicher 44 gespeichert.

Zwischen den beiden vertikalen gestrichelten Linien ist ein Telefonblock 20 darge­ stellt, bestehend aus Telefonsteuersoftwareprogrammen, welche im Speicher 24 ge­ speichert sind. Diese Programme umfassen Kanalleitwegprogramme, einschließlich USB Hardware Treiber, D und B-Kanaltreiber zur Kontrolle der von der USB Hard­ ware 38 geführten Daten, und MiNet und MiLap-Programme zur Steuerung der Daten, welche über den DNIC 26 zu und von der Vermittlungsanlage 46 übertra­ gen werden. Die Telefonsteuersoftwareprogramme sind auch verantwortlich für die Telefonhardware, wie beispielsweise Tasten, Mikrophon, Lautsprecher, Anzeige usw.

Die Überwachungssoftware überwacht die Signale des Rechners 42 zur Steuerung des Telefons, welche über die USB Hardware 38 vom Rechner 42 empfangen werden.

Bei normaler Betriebsweise werden Rufsteuersignale von der Vermittlungsanlage 46, die im D-Kanal übertragen werden, über die DNIC- und die DSIC-Hardware durch die Telefonsteuersoftware empfangen, vom Mikroprozessor 22 verarbeitet und im Speicher 24 gespeichert. Die Rufsteuersignale werden unter Steuerung des Mikro­ prozessors 22, des D-Kanaltreibers und des USB-Treibers über die USB-Hardware 36 und 38 zur Telefonserviceprovidersoftware in TAPI-Anwendung im Mikroprozes­ sor 42 weitergeleitet. Da verschiedene Low Level-Protokolle über die DNIC- und USB-Verbindungen laufen, ist die Schnittstellenverbindung der Software bevorzugt Teil eines Protokollregisterstapels.

Diese Verbindung sollte auch hergestellt werden bei einem Punkt im Protokoll, so daß ein Ausfall des Rechners für die Vermittlungsanlage transparent wird. Bei­ spielsweise werden Nachrichtenfolgeziffern in der Linklayer bevorzugt synchronisiert gehalten, um den Abbruch von vollzogenen Rufverbindungen zu vermeiden.

Das Überwachungsprogramm sendet bevorzugt über die USB-Verbindung Anforde­ rungen an den Rechner, um dessen Verfügbarkeit zu bestätigen, beispielsweise je Millisekunde einmal.

Im Normalbetrieb sollte der gesamte Nachrichten- oder Rufsignalverkehr, dessen Endbestimmung physikalische Teile des Telefons sind, wie beispielsweise Tasten, Anzeige, Läutwerk, Mikrophon, Lautsprechersteuerung usw. dem Rechnertelefon­ serviceproviderprogramm übermittelt werden. Der Rechner kann diese auf einfache Weise zum logischen D-Kanal zurückleiten oder er kann in anderer Weise, bestimmt durch die Merkmale des Serviceproviderprogramms, handeln.

Falls jedoch das Überwachungsprogramm feststellt, daß die Ausführung des Pro­ gramms nicht mehr unter Kontrolle ist, dann übermittelt es diese Information dem Telefonsteuersoftwareprogramm, das vom Mikroprozessor 22 bearbeitet wird. Das Telefonsteuersoftwareprogramm unterbricht dann die Übermittlung der D-Kanaldaten zum Rechner und steuert direkt die Hardware des Telefons aufgrund der über den D-Kanal empfangenen Rufsignale von der Zweigstelle 46 über die DNIC-DSLIC- Verbindungen.

Das Überwachungsprogramm, welches bevorzugt als Teil einer Telefonfirmwarefunk­ tion verwirklicht ist, setzt die Überwachung der Serivcesteuerschaltung 40 (Rechner 42) fort, indem kontinuierlich über die UTSB-Verbindung Überprüfungssignale (ein­ mal pro Millisekunde) gesendet werden. Wird festgestellt, daß das TAPI-Anwen­ dungsprogramm wieder abläuft, bewirkt das Telefonsteuersoftwareprogramm die Wiederherstellung der Steuerung durch das TAPI-Anwendungsprogramm.

In gleicher Weise kann der B-Kanal bzw. können die B-Kanäle direkt zum Te­ lefontransduser (z. B. Hörer oder Mikrophon-Lautsprecher) oder zur Servicesteuer­ schaltung 42 geleitet werden. Der Leitungsweg wird, wie beim D-Kanal, bestimmt durch das Überwachungsprogramm. Falls es ermittelt, daß das Rechner-TAPI- Anwendungsprogramm nicht unter Kontrolle ist, werden die B-Kanäle direkt mit dem Telefon verbunden, als ob kein PC vorhanden wäre.

Im normalen CTI-Betrieb erfolgt die Bestimmung des Leitwegs der B-Kanäle unter der Steuerung des Rechner-TAPI-Anwendungsprogramms, welches, falls es notwen­ dig ist, das Telefonsteuersoftwareprogramm instruiert. Für normale Sprechverbin­ dungen erfolgt diese Verbindung genauso, als ob keine Servicesteuerschaltung vor­ handen wäre. Falls jedoch beispielsweise keine Antwort vom Telefonapparat erfolgt, dann kann der entsprechende B-Kanal über die USB-Verbindung zu einem an den Mikroprozessor 42 angeschlossenen Erweiterungsbus weitergeleitet werden, an den z. B. ein Anrufbeantworter angeschlossen ist.

Es ist anzumerken, daß die Verbindung zwischen der Vermittlungsanlage und dem Telefon anstelle einer ISDN-Verbindung auch auf andere Weise hergestellt werden kann, beispielsweise analog, analog/CLASS, mehrkanalanalog, Steuerung über Spra­ che (COV) usw. Die Verbindung zwischen dem Telefon und dem Rechner kann ebenfalls anders gewählt werden, beispielsweise GeoPort (Apple Computer Über­ tragungsstandard), RS-232 (für den D-Kanal), oder irgendeine andere serielle oder parallele Verbindung.

Die Fig. 6 zeigt eine Home Office-Telefonarchitektur, bei welcher die Funktionen, außer Sprache, Sprachdienste und der physikalische ISDN-Anschluß im Rechner 51 untergebracht sind. Der Rechner ist über die vorerwähnte USB-Verbindung mit einem Telefon 53 verbunden, welches über eine ISDN-Verbindung mit dem öffent­ lichen Telefonnetz 55 verbunden ist. Das in Fig. 6 gezeigte Telefon enthält einen Analoganschluß 57, mit welchem vorhandene analoge Telefone 59 verbunden sind. Das Telefon führt lediglich einen Signaltransport zum Rechner aus, eine Funktion, bei der lediglich eine Schnittstellenschaltungskarte benötigt, die in den Rechner ein­ geschoben wird.

Das Telefon in Fig. 6 kann aus einem Gehäuse bestehen, welches einen Hörer, Wahltasten, den Schalter und den Rechner miteinander verbindet.

Claims (7)

1. Rechnergesteuerter Telefonapparat mit einem den Telefonapparat steuernden Prozessor, einem an den Telefonapparat angeschlossenen Rechner und einer Vermittlungsanlage, an die der Telefonapparat angeschlossen ist, wobei Sprach- und Rufsignale zwischen der Vermittlungsanlage und dem Telefonapparat ausge­ tauscht werden, mindestens ein Teil der Schaltfunktionen des Telefonap­ parats durch den Rechner steuerbar sind, und der Prozessor (22) mindestens die Rufsignale an den Rechner (40) weiterleitet, der sie als Steuersignale an den Telefonapparat (20) zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (22) ein Überwachungsprogramm enthält, das die Steuersignale auf Überein­ stimmung mit den Rufsignalen überwacht, und bei fehlender Korrelation die Weiterleitung der Rufsignale an den Rechner (40) unterbricht und die Rufsig­ nale selbst verarbeitet.

2. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Rechner (40) ein Telefonserviceprogramm gespeichert ist, das die Rufsignale in Steuersignale umsetzt.

3. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sprach- und Rufsignale zwischen der Vermittlungs­ anlage (46) und dem Telefonapparat (20) in getrennten Kanälen ausgetauscht werden.

4. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der die Rufsignale führende Kanal mit dem Rechner (40) verbindbar ist und der die Sprachsignale führende Kanal direkt dem Telefonapparat (20) zugeführt wird.

5. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Telefonapparat (20) einen digitalen Schnittstellenschaltkreis (26) umfaßt, der zwischen dem Telefonapparat (20) und der Ver­ mittlungsanlage (46) geschaltet ist.

6. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß mit dem Prozessor (22) eine Busschnitt­ stelle (35) und mit dem Rechner (40) eine weitere Busschnittstelle (36) ver­ bunden ist und zwischen diesen Busschnittstellen (36, 38) ein universeller Se­ rienbus (USB) verläuft.

7. Rechnergesteuerter Telefonapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Prozessor (22) periodisch dem Rechner (40) diesen auf seine Funktionsweise überprüfende Überprüfungssignale übermit­ telt.