DE19906381A1 - Peer-to-Peer-Koferenzsystem und -verfahren - Google Patents

Abstract

Es wird eine Peer-to-Peer-Kommunikationsarchitektur zum Aufbauen von Mehrteilnehmer-Konferenzverbindungen über verteilte Bedienstationen, die durch einen Breitband-Backbone (12) verknüpft sind, beschrieben. Jede Bedienstation, ob ein Desktop (14), ein Stellvertreter(Proxy)-PC (28) oder ein Gateway (18) zum öffentlichen Telefonnetz, wird agentengesteuert, um Konferenzverbindungen ohne eine zentrale Rufverarbeitung aufzubauen und abzubauen. Endstellen zur Sprachkommunikation sind den Bedienstationen zugeordnet, und eine Rufgruppierung zu ausgewählten dieser Endstellen wird durch eine Verbindungsmanagement-Software, die in den Bedienstationen angeordnet sind, gesteuert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem und insbesondere ein agentenbasiertes Peer-to-Peer-Kommunika­ tionssystem zum Aufbauen von Konferenzverbindungen über ein Breitbandnetz ohne Gebrauch einer zentralen Rufverarbeitungs­ steuerung.

Es ist bekannt, Mehrteilnehmer-Konferenzverbindungen über ein zentrales Amt oder eine Nebenstellenvermittlung unter Benut­ zung einer im zentralen Amt oder in der Nebenstellenvermitt­ lung gelegenen Steuersoftware aufzubauen. Es ist auch be­ kannt, Konferenzverbindungen über die Vermittlungsstruktur eines ATM(Asynchronous Transfer Modus)-Netzes aufzubauen. Bei diesen dem Stand der Technik entsprechenden Systemen ist eine gewisse Form einer festgeschalteten Konferenzbrücke oder Steuersoftware erforderlich.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konfe­ renzverbindung zwischen mehreren Stationen über das Breit­ bandnetz zu erstellen, ohne irgend eine festgeschaltete Hard­ ware oder Software notwendig zu machen. Dies wird durch Ver­ wendung einer agentenbasierten Architektur erreicht.

Als Agent soll ein Hintergrundprozeß angesehen werden, der eine gewisse Handlung ausführt, wenn ein Ereignis auftritt. Eine Peer-to-Peer-Architektur ist ein Betriebssystem, das es Nutzern an getrennten Orten erlaubt, die Betriebsmittel bei ihren Rechnern zu teilen und auf geteilte Betriebsmittel bei anderen Rechnern zuzugreifen. Bei einem Peer-to-Peer-System hat jeder Rechner in einem Rechnernetz den gleichen Status. Somit bilden in einer agentenbasierten Peer-to-Peer-Architek­ tur Agenten, die innerhalb der Rechner oder anderer mit Net­ zen wie beispielsweise einem WAN (Wide Area Network), einem LAN (Local Area Network) oder dem Internet verbundenen Netz­ elemente gelegene sind, eine Schnittstelle zu Agenten bei an­ deren Bedienstationen (workstations), um ein gewünschtes Ziel oder eine gewünschte Aktivität zu erreichen. Bei der vorlie­ genden Erfindung ist dieses Ziel oder diese Aktivität das Aufbauen und das Abbauen von Konferenzverbindungen zwischen mehreren Teilnehmern, wobei jeder seine eigene Bedienstation betreibt und einen Audioweg zu einem kompatiblen Telefon oder einer ähnlichen Einrichtung hat.

Im US-Patent 5,638,494, das Pinard et al am 10. Juli 1997 er­ teilt und dem Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, ist ein agentenbasiertes Peer-to-Peer-Kommunikations­ system beschrieben. In diesem Patent werden erhebliche Ein­ zelheiten geliefert, die Einrichtungsagenten, Befehlsziele und Prozeßagenten betreffen, und es kann darauf zu einem bes­ seren Verständnis dieser Elemente spezifisch Bezug genommen werden. Der Inhalt des US-Patents 5,638,494 ist hierin durch Bezugnahme enthalten. Das Patent '494 bestimmt jedoch allge­ mein einen Agenten als ein körperliches Gebilde, das ein Pro­ zeßziel oder -ziele annehmen und ein Ergebnis erzeugen kann. Dieses Ergebnis kann ein anderes Prozeßziel oder ein Satz von Zielen sein.

Die vorliegende Erfindung benutzt die agentenbasierte Peer-to-Peer-Architektur, um Konferenzverbindungen zwischen drei oder mehr Endstellen durch Herstellen und Ausführen von Pro­ zeßzielen innerhalb verteilter Bedienstationen zu erstellen.

Es ist deshalb gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorlie­ genden Erfindung in einer Peer-to-Peer-Kommunikationsarchi­ tektur ein System zum Aufbauen von Konferenzverbindungen vor­ gesehen, das umfaßt: eine Vielzahl von agentengesteuerten Be­ dienstationen, die über ein Netz miteinander verbunden sind, in dem jede Bedienstation eine Endstelle für Sprachkommunika­ tion hat; eine Vielzahl von Agenten zum Empfangen, Speichern und Ausführen von Kommunikationssteuerzielen; und Verbin­ dungsmanagementmittel, um Kommunikationsverbindungen zwischen ausgewählten Bedienstationen über das Netz steuerbar aufzu­ bauen.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbauen von Konferenzverbindungen über ein Peer-to-Peer-Kommunikationssystem vorgesehen, das umfaßt:

• a) Vorsehen einer Vielzahl von Bedienstationen, von denen jede eine zugeordnete Endstelle zur Sprachkommunikation hat;
• b) Vorsehen einer Vielzahl von Prozeßagenten innerhalb jeder Bedienstation, wobei die Prozeßagenten zum Empfangen von Pro­ zeßbefehlen und zum Ausführen dieser Befehle dienen;
• c) Vor­ sehen von Verbindungsmanagementmitteln innerhalb der Bedien­ stationen, um ausgewählte Bedienstationen betreffende Kommu­ nikationsverbindungen steuerbar aufzubauen und
• d) Verbinden der Bedienstationen untereinander zum Aufbauen von Konferenz­ verbindungen zwischen ausgewählten Endstellen.

Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein hochgestelltes Blockschaltbild der Peer-to-Peer- Kommunikationsarchitektur gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die Prozeßagenten innerhalb jeder Bedienstation,

Fig. 3 das Verbindungsmanagementschema innerhalb einer Be­ dienstation,

Fig. 4 eine Dreiwegverbindung ohne Konferenzmöglichkeit,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des agentengesteuerten Verbindungsaufbaus, und

Fig. 6 eine Dreiwegverbindung mit Konferenzmöglichkeit.

Fig. 1 stellt einen allgemeinen Überblick einer beispielhaf­ ten Peer-to-Peer-Kommunikationsarchitektur gemäß der vorlie­ genden Erfindung dar. Wie gezeigt ist, enthält das System ei­ nen Breitband-Backbone 12, mit dem eine Vielzahl von Bedien­ stationen verbunden ist. Diese Bedienstationen können Desktop-Einheiten 14 enthalten, die bei einer bevorzugten Ausführung Rechner wie beispielsweise PCs (Personal Computer) sind, die ein Telefon 16 haben, das daran über einen USB(Universal Serial Bus)-Bus angeschlossen ist. Es ist auch in Betracht zu ziehen, daß das Telefon ein Phoneblaster (Registrierte Marke) oder eine beliebige andere Endstelle ist, die es der Sprache erlaubt, über den Breitband-Backbone übertragen zu werden.

Das System kann auch Netzelemente enthalten wie beispiels­ weise einen Gateway 18, der über eine Verbindungsleitung 22 Zugang zum öffentlichen vermittelnden Fernsprechnetz (Public Switched Telephone Network; PSTN) und einem Standardtelefon oder einem Telefondienst (Plain Old Telephone Service; POTS) 24 beschafft. Das Netz kann auch ein freistehendes Telefon 26 enthalten, das mit dem Backbone über einen Sternkoppler 28 verbunden ist, der ein Stellvertreter-PC (Proxy-PC) sein kann.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält jede Bedienstation inner­ halb der Peer-to-Peer-Architektur eine Anzahl von Prozeßagen­ ten, die spezifisch zur Ausführung geforderter Ziele ausge­ legt sind. Wie gezeigt ist, enthält jeder Bedienstations-PC 14 einen Funktionsagenten 30, einen Desktopsteuereinheitagen­ ten 32, einen Verbindungsagenten 34 und einen Bildhandha­ bungsagenten 36. Jeder dieser Agenten bildet eine Schnitt­ stelle mit Gegenstückagenten in anderen Bedienstationen, die mit dem Netz verbunden sind, um Betriebsmittel zu teilen und Ziele zu komplettieren. Der Telefon-Sternkoppler 28 enthält die gleichen Agenten wie die Bedienstation 14 mit Ausnahme des Bildhandhabungsagenten 36, der vom Sternkoppler 28 nicht benötigt wird. Die gleichen Agenten, die beim Sternkoppler 28 angeordnet sind, befinden sich im Gateway 18. Diese Agenten steuern das Kommunikationssystem in einer Weise, von der im vorher erwähnten US-Patent ausgegangen wird. Diese Gebilde versehen die Kommunikationssteuerung in einer Peer-to-Peer- Weise und ersetzen das standardgemäße zentralisierte Rufver­ arbeitungselement einer privaten Nebenstellenanlage oder ei­ nes zentralen Amtes. Über die vorher erwähnten Agenten hinaus enthält jede Bedienstation die passende Verarbeitungssoftware sowie eine beliebige erforderliche Datenspeichereinrichtung wie beispielsweise Direktzugriffsspeicher (Random Access Me­ mories; RAM).

Fig. 3 zeigt Einzelheiten des Verbindungsmanagement-Proto­ kolls. Jeder PC 14 oder jedes Netzelement hat eine nur einmal vorkommende IP-Adresse (z. B. X). Eine Verbindungsmanagement- Software 40 bildet eine Schnittstelle zum Verbindungsagenten 34 an jeder Bedienstation und trägt die Verantwortung für die Verbindung des Desktopaudiopfads 42 (z. B. zum Telefon 16) zu einem mit einer bestimmten Bedienstation verknüpften virtuel­ len Kanal 46. Die Verbindungsmanagement-Software 40 ist auch für den Anschluß geeigneter Töne an die virtuellen Netzkanäle zum Alarmieren von Nutzern an bestimmten Bedienstationen bei einer eintreffenden Verbindung verantwortlich. Wie gezeigt ist, ist der virtuelle Kanal 46 mit dem Breitband-Backbone 12 verbunden.

Fig. 4 stellt den anfänglichen Aufbau einer Mehrteilnehmer- Kommunikationsverbindung dar, bevor eine Konferenz verlangt wird. Bei diesem Aufbau hat ein Desktop A Verbindungen mit Desktops B und C hergestellt. Die durch die gestrichelte Li­ nie 48 dargestellte Verbindung A-B durchläuft den Sternkopp­ ler 50. In ähnlicher Weise durchläuft auch die durch die ge­ strichelte Linie 52 dargestellte Verbindung A-C den Stern­ koppler 50. In dieser Konfiguration ist C, wenn A mit B spricht, im Haltezustand. Dies bedeutet, daß bei der Verbin­ dungssteuerung von A der virtuelle Kanal zwischen A und B mit dem Desktop-Audio von A verbunden ist und der virtuelle Kanal von C in A mit örtlicher Musik verbunden ist oder einfach Stille empfängt. B und C wissen nichts voneinander und haben lediglich ihre Verbindung zu A aufgebaut. Im Falle eines frei stehenden Telefons oder einer Netzverbindung gibt es ei­ nen Stellvertreter(Proxy)-PC, der dies alles für die Verbin­ dungsleitung oder das Telefon ausführt.

Fig. 5 zeigt den vollständigen Nachrichtenfluß, wenn der Teilnehmer A den Teilnehmer C als Konferenzteilnehmer in ei­ nem Anruf mit dem Teilnehmer B einschließen möchte. Dies macht es erforderlich, daß eine Verbindung zwischen B und C errichtet wird und daß jedes Ende für die Handhabung seines eigenen Anrufes verantwortlich ist.

Die Reihe von aufeinanderfolgend durch in Kreise eingefaßte Zahlen 1-20 numerierten Nachrichten ist folgendermaßen: der Bildhandhabungsagent in A sendet eine Nachricht, die einen Konferenzaufbau zwischen A, B und C anfordert, zur Desktop­ steuereinheit von A aus. Die Desktopsteuereinheit von A lei­ tet diese Nachricht weiter zum Funktionsagenten von A, der seinerseits die Nachricht zum Funktionsagenten von B weiter­ leitet. Der Funktionsagent von B leitet die Nachricht zu sei­ ner Desktopsteuereinheit hinunter, die einen virtuellen Kanal für C durch ihren Verbindungsagenten errichtet. Der Desktop­ steuereinheitagent von B sendet auch eine Quittung an den Funktionsagenten von B zurück. Wenn er aus einem gewissen Grund keine Konferenz aufbauen kann, dann wird eine negative Quittung den ganzen Weg zurück gesendet und der Versuch scheitert. Der Funktionsagent von B sendet die Konferenzan­ forderungsnachricht an den Funktionsagenten von C, der dann eine Nachricht an den Desktopsteuereinheitagenten von C sen­ det, einen virtuellen Kanal für B durch seinen Verbindungs­ agenten erhält und eine Quittung zurück an den Funktionsagen­ ten von C sendet. Wenn der Funktionsagent in C die Quittung von seiner Desktopsteuereinheit erhält, erkennt er, daß er der letzte Agent in der Kette ist, so daß die Konferenz Er­ folg haben kann. Der Funktionsagent in C sendet dann eine Quittung zurück hinunter, um die Konferenz zu vervollständi­ gen, was die Desktopsteuereinheit von C dazu veranlaßt, ihrem Bildhandhabungsagenten mitzuteilen, den Anruf auf den neue­ sten Stand zu bringen, um einen neuen Teilnehmer einzuschlie­ ßen. Der Verbindungsagent baut dann eine gemischte Verbindung von A und B auf. Der Funktionsagent in C leitet die Quittung auch zurück zum Funktionsagenten in B, der diese Quittung hinunter zum Desktopsteuereinheitagenten in B weiterleitet, wie vorstehend erörtert. Der Desktopsteuereinheitagent in B schickt eine Nachricht zum Bildhandhabungsagenten in B und sendet auch eine Nachricht zum Verbindungsagenten in B, um die Konferenz zwischen A und C herzustellen. Der Funktions­ agent von B sendet dann eine Quittung zum Funktionsagenten von A, der seinerseits die Quittung hinunter zum Desktopsteu­ ereinheitagenten von A weiterleitet, der den Bildhandha­ bungsagenten von A und den Verbindungsagenten meldet. Dies stellt eine Verbindungssituation her, wie sie in Fig. 6 ge­ zeigt ist, worin die Verbindungsmanagement-Software an jeder Endstation einen virtuellen Kanal zu jeder anderen aufgebaut hat. Die Verbindungssteuerung in jeder Endstation sendet die Sprachpakete zu den beiden anderen Endstationen aus und mischt auch die Sprachpakete, die von den anderen beiden her­ einkommen. Dies bedeutet, daß jedes Ende völlig unabhängig von jedem anderen ist und B und C in einem Gespräch verblei­ ben können, sogar wenn A aussetzt. Somit besteht in Fig. 6 die Verbindung A-B durch die kurzgestrichelte Linie 54, die Verbindung A-C durch die langgestrichelte Linie 56 und die Verbindung B-C durch die durchgezogene Linie 58.

Wenn ein vierter oder zusätzliche Teilnehmer zur Verbindung dazukommen sollen, wird der Nachrichtenfluß, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, erhöht, um eine vierte, ähnliche Kette einzuschließen. Dasselbe gilt, wenn zusätzliche Teilnehmer dazukommen sollen.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Kaskadierungsverfahren beim Aufbauen einer Konferenzverbindung vor, so daß sie, wenn sie an irgend einer Stelle mißlingt, angemessen abgebaut wer­ den kann.

Während eine besondere Ausführung der Erfindung beschrieben und dargestellt worden ist, ist es für den Fachmann klar, daß zahlreiche Veränderungen am grundsätzlichen Konzept geschaf­ fen werden können. Es ist jedoch selbstverständlich, daß bis zu einem möglichen Grad solche Veränderungen in den durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Umfang der Erfindung fal­ len.

Claims (15)

1. System mit einer Peer-to-Peer-Architektur zum Aufbauen von Konferenzverbindungen, umfassend:
eine Vielzahl von agentengesteuerten Bedienstationen, die über ein Netz miteinander verbunden sind, in dem jede Bedienstation eine Endstelle für Sprachkommunika­ tion hat;
eine Vielzahl von Agenten zum Empfangen, Speichern und zum Ausführen von Kommunikationssteuerzielen; und Verbindungsmanagementmittel, um Kommunikationsver­ bindungen zwischen ausgewählten Bedienstationen über das Netz steuerbar aufzubauen.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die Agenten in den Be­ dienstationen einen Funktionsagenten, einen Desktopsteu­ ereinheitagenten und einen Verbindungsagenten enthalten.

3. System nach Anspruch 1, das außerdem einen Bildhandha­ bungsagenten enthält.

4. System nach Anspruch 2, das außerdem einen Bildhandha­ bungsagenten enthält.

5. System nach Anspruch 3, bei dem der Verbindungsagent mit einer Verbindungsmanagement-Software eine Schnittstelle bildet, um die Endstelle selektiv mit dem Netz zu ver­ binden.

6. System nach Anspruch 4, bei dem der Verbindungsagent mit einer Verbindungsmanagement-Software eine Schnittstelle bildet, um die Endstelle selektiv mit dem Netz zu ver­ binden.

7. System nach Anspruch 5, bei dem die Verbindungsmanage­ ment-Software mit einem Tongenerator in der Bediensta­ tion eine Schnittstelle bildet, um selektiv einen Alarm­ ton vorzusehen.

8. System nach Anspruch 7, bei dem die Verbindungsmanage­ ment-Software in einer der Bedienstationen mit der End­ stelle und dem Netz eine Schnittstelle bildet, um einen Strom von Audiopaketen von dieser einen Bedienstation zu ausgewählten der restlichen Bedienstationen auszusenden.

9. System nach Anspruch 7, bei dem die Verbindungsmanage­ ment-Software in einer der Bedienstationen die Verbin­ dungsagenten steuert, um von anderen Bedienstationen empfangene Ströme von Audiopaketen zur Abgabe an die der Bedienstation zugeordnete Endstelle zu mischen.

10. Verfahren zum Aufbauen von Konferenzverbindungen über ein Peer-to-Peer-Kommunikationssystem, umfassend:

• a) Vorsehen einer Vielzahl von Bedienstationen, von de­ nen jede eine zugeordnete Endstelle zur Sprachkommunika­ tion hat;
• b) Vorsehen einer Vielzahl von Prozeßagenten innerhalb jeder Bedienstation, wobei die Prozeßagenten zum Empfan­ gen von Prozeßbefehlen und zum Ausführen dieser Befehle dienen;
• c) Vorsehen von Verbindungsmanagementmitteln innerhalb der Bedienstationen, um ausgewählte Bedienstationen be­ treffende Kommunikationsverbindungen steuerbar aufzu­ bauen, und
• d) Verbinden der Bedienstationen untereinander zum Auf­ bauen von Konferenzverbindungen zwischen ausgewählten Endstellen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Prozeßagenten Bildhandhabungsagenten, Desktopsteuereinheitagenten, Funktionsagenten und Verbindungsagenten umfassen, wobei der Verbindungsagent mit einer Verbindungsmanagement- Software eine Schnittstelle bildet, um die Endstelle an eine virtuelle Verbindung über das Netz selektiv zu ver­ binden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Konferenzverbin­ dung zwischen einer ersten, zweiten und dritten Bedien­ station aufgebaut wird, wobei die Prozeßagenten inner­ halb der ersten Bedienstation mit jedem anderen und mit Prozeßagenten jeweils in der zweiten und dritten Bedien­ station zusammenarbeiten, um die erste, zweite und dritte Endstelle über den Netz-Backbone selektiv unter­ einander zu verbinden.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Konferenzverbin­ dung zwischen einer ersten, zweiten und dritten Bedien­ station aufgebaut wird, wobei die Prozeßagenten inner­ halb der ersten Bedienstation mit jedem anderen und mit Prozeßagenten jeweils in der zweiten und dritten Bedien­ station zusammenarbeiten, um die erste, zweite und dritte Endstelle über den Netz-Backbone selektiv unter­ einander zu verbinden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Konferenzverbin­ dung zwischen vier oder mehr Bedienstationen aufgebaut wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Konferenzverbin­ dung zwischen vier oder mehr Bedienstationen aufgebaut wird.