(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話回線交換網の容量を高める網付属装置であって、
前記網付属装置は、前記電話回線交換網へ伝送する前にビジー状態の中継線上で無音を検出したことに応じて音声信号を圧縮し、その圧縮音声信号および帯域内制御データをサブタイムスロットのフォーマットにする網付属装置であって、
端局からの帯域内トラヒックを、前記網付属装置に向けて、ルーティングする第一の接続手段と、
前記網付属装置からのトラヒックを、前記端局に向けてルーティングバックする第二の接続手段と、
前記網付属装置からの出トラヒックを、当該端局にデータ供給する中継局に接続された他の網付属装置に向けてルーティングする第三の接続手段と、
を含むことを特徴とする網付属装置。
【請求項２】
電話回線交換網の容量を高める網付属装置であって、
前記網付属装置は、サブタイムスロット化されたフレーム内の圧縮無音データを検出し且つサブタイムスロット化されていないフレームに非圧縮無音データを充填するよう構成された第１網付属装置であって、
第１中継局からの帯域内トラヒックを、前記第１網付属装置に向けてルーティングする第一の接続手段と、
前記第１網付属装置からのトラヒックを、前記第１中継局に向けてルーティングバックする第二の接続手段と、
前記第１網付属装置からの出トラヒックを、前記第１中継局にデータ供給する第２中継局に接続された第２網付属装置の入力に向けてルーティングする第三の接続手段と、
前記第１網付属装置からの出トラヒックを、前記第１中継局にデータ供給する集中局に接続された第３網付属装置の入力に向けてルーティングする第四の接続手段と、
出トラヒックを前記第１中継局から、前記第１中継局にデータ供給する端局に接続された第４網付属装置の入力に向けてルーティングする第五の接続手段と、
を含むことを特徴とする網付属装置。
【請求項３】
電話回線交換網の容量を高める装置であって、
前記装置は、サブタイムスロット化されたフレーム内の圧縮無音データを検出し且つサブタイムスロット化されていないフレームに非圧縮無音データを充填するよう構成された第１網付属装置であって、
第１集中局からの帯域内トラヒックを前記第１網付属装置に向けてルーティングする第一の接続手段と、
前記第１網付属装置からのトラヒックを、前記第１集中局に向けてルーティングバックする第二の接続手段と、
前記第１網付属装置からの出トラヒックを、前記第１集中局にデータ供給する中継局に接続された第２網付属装置の入力に向けてルーティングする第三の接続手段と、
前記第１網付属装置からの出トラヒックを、前記第１集中局にデータ供給する第２集中局に接続された第３網付属装置の入力に向けてルーティングする第四の接続手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
動的に帯域が割り当てられる電話回線交換網であって、
前記電話回線交換網へ伝送する前にビジー状態の中継線上で無音を検出したことに応じて音声信号を圧縮し、その圧縮音声信号および帯域内制御データをサブタイムスロットのフォーマットにする複数の端局網付属装置と、
中継局に接続された複数の中継局網付属装置と、
集中局に接続された複数の集中局網付属装置と、
を有し、
前記網付属装置は、フォーマット変更されたフレームのサブタイムスロットを用いて情報通信を行うこと、
を特徴とする電話回線交換網。
【請求項５】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段は、
Ｔ１フォーマットのフレームを含むトラヒックをルーティングする網付属装置。
【請求項６】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段は、
Ｅ１フォーマットのフレームを含むトラヒックをルーティングする網付属装置。
【請求項７】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックがデータ通信であるか否かを判定する網付属装置。
【請求項８】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックがファクス通信であるか否かを判定する網付属装置。
【請求項９】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに含まれる音声アクティビティを検出する網付属装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックがピークであり、かつ、前記端局からの中継線群全体がビジー状態であることを検出する網付属装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックがピークであり、かつ、前記端局からの中継線群全体がビジー状態であることを検出し、その検出に反応して、前記第三の接続手段によってルーティングされるトラヒックの音声符号化レベルを低下させる網付属装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第三の接続手段によってルーティングされるトラヒックに対し、第１番目のサブタイムスロットにフレーミングビットを含めて、前記サブタイムスロットのフォーマットを行う網付属装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の網付属装置であって
前記第三の接続手段によってルーティングされるトラヒックに対し、前記サブタイムスロットのフォーマットに関する制御情報を提供する網付属装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第三の接続手段によってルーティングされるトラヒックに対し、前記サブタイムスロットのフォーマットに関するフレーム範囲の境界を提供する網付属装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに対して符号化処理を実行する８Ｋｂｐｓの符号器をさらに含む網付属装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに対して符号化処理を実行する１６Ｋｂｐｓの符号器をさらに含む網付属装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに対して符号化処理を実行する２４Ｋｂｐｓの符号器をさらに含む網付属装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックからファクス通信が検出された場合に、前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに対する符号化処理に用いる音声符号器を、低レートの音声符号器から高レートの音声符号器に自動的に切り替える網付属装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の網付属装置であって、
前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックをなす信号から無音が検出された期間に続いて音声信号音が検出された場合に、前記第一の接続手段によってルーティングされたトラヒックに対する符号化処理に用いる音声符号器を、低レートの音声符号器から高レートの音声符号器に自動的に切り替える網付属装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠距離通信網における伝送容量を高めるための音声信号圧縮に関し、特にＴ１およびＥ１フレーム形式を用いた既存の電話回線交換網において、網のインフラストラクチャを変化させずに音声圧縮を行うことに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルス符号変調を用いた音声信号の抽出およびパルス符号化されたデータストリームを伝送用に変調することは、１９６０年代から公知である。パルス符号変調の方式として、Ｔ１フレームおよびＥ１フレームにそれぞれ対応したいわゆるμ法則とＡ法則との二つがある。この二つの形式には、８ビットパルスの符号語によって音声信号が記述される、あるいは前記符号語によってデータやファクシミリが搬送される、という共通原理がある。Ｔ１フレームにおいては、２４個の該８ビット符号語と一つのフレーミングビットが１９３ビットのフレームを構成し、各８ビットの符号語が、それぞれ異なる音声通信での音声信号のサンプルを記述する。この８ビットの符号語は、図１２の１９３ビットのフレーム形式に構成される。このフレーム構成においてフレーミングビット１０１がフレームの開始を指示し、かつ（あるいは）このビット１０１が同期用に使用される。フレーミングビット１０１の後に２４個の８ビットμ法則パルス符号語が続き、この符号語が２４個の異なる音声通信チャネルあるいはファクシミリまたはデータチャネルのサンプルを表す。前記２４個の符号語は各々が一つのタイムスロットまたはチャネルに相当し、タイムスロットまたはチャネル＃１がタイムスロット１０２である。したがって、例えば最大で２４の音声通信を、一つのＤＳ１チャネルバンクで伝送することができる。タイムスロットまたはチャネル＃２がタイムスロット１０３であり、順繰りに２４番目のタイムスロットまたはチャネル＃２４がタイムスロット１０４に相当する。同様にチャネル＃３〜２３もまたタイムスロットであり、これらのタイムスロットをタイムスロット１０３，１０４間の点線ボックスで示す。
【０００３】
音声信号を符号化するパルス符号変調法は周知のものである。音声波が周期的な離散時刻毎にサンプリングされ、異なる振幅をもつパルスが得られる。この音声信号の振幅は量子化され、例えば１２８段階または２５６段階の量子化レベルにより表される。６つのうちの１つのフレームにおける各８ビット符号語中の最下位数が帯域内信号に使用され得る。２５６水準の量子化には８ビットが必要であり、サンプリングレートが８０００サンプル／秒であれば、各Ｔ１搬送チャネルのビット速度すなわち情報搬送容量は８ビット×８０００サンプル／秒すなわち６４ｋｂｉｔｓ／ｓｅｃである。帯域内信号とは、Ｔ信号フォーマットの帯域内で、アドレス指定や制御情報用などの信号情報を搬送することを意味する。最近、信号情報が独立の伝送経路を経て伝送される場合は、帯域内信号の代わりにまたはそれに加えて帯域外信号の使用が好まれている。前記独立伝送経路の例としていわゆるＳＳ−７帯域外信号装置がある。図６にＳＳ−７帯域外信号リンクを破線４８０〜４８７で簡潔に示す。
【０００４】
図１３に典型的なＥ１フレームのデータフォーマットを示す。このフォーマットでは、２４個のチャネルまたはタイムスロットの代わりに３２個のチャネルまたはタイムスロットが備わる。このパルス符号変調方式はＥ１フォーマットにおけるＡ法則パルス符号変調と呼ばれるものである。３２個のチャネルの内の３０チャネルが音声、ファクスおよびデータ通信などの通信用に使用される。タイムスロットまたはチャネル＃１をタイムスロット１２１で示し、タイムスロットまたはチャネル＃２をタイムスロット１２２で示し、タイムスロットまたはチャネル＃１５をタイムスロット１２３で示す。中間のチャネル＃３〜１４もまたタイムスロットであり、点線で省略して示す。タイムスロット１２４で示した、１６番目のタイムスロットまたはチャネルすなわちタイムスロット＃１６は、８ビットの帯域内信号データを含む。タイムスロット＃１７すなわちタイムスロット１２５で再び音声、データまたはファクスチャネルになる。タイムスロット＃１８〜３０は点線で示されており、図示されていない。またタイムスロット＃３１すなわちタイムスロット１２６は別の音声、データまたはファクス用のチャネルである。タイムスロット＃３２は所定の８ビットのフレーミング信号１２７を含む。
【０００５】
遠距離通信トラヒックは電話局間の中継線にて搬送される。一般に電話局には、端局と、集中局または中継局との２種類がある。端局は電話加入者を公衆交換電話網に接続する。中継局は複数または一つの端局を集中局に接続する。集中局は中継局を集中局に接続するか、あるいは集中局同士の接続を行う。中継線は、搬送されるトラヒック量に基づいて従来方式により大きさ毎の中継線群に分類される。６４キロビット／秒の容量をもつ中継線は非ピーク時には空き状態にあり、ビジー時にはこの６４キロビット／秒の容量の一部を音声トラヒックの搬送用に用いる。
【０００６】
データおよびファクス通信は音声通信と比べてデータ伝送効率がよい。音声通信はしばしば、音声エネルギーとして検出され得る明瞭な音響がない無音期間となる。一般に通信リンクを介して会話をする通話者間の音声通信においては、無音期間が頻繁に存在する。したがって、音声通信においては音声圧縮を行う機会、すなわち、他の通信の音声時間で無音を充填することにより、他の圧縮原理にて音声通信の帯域幅中の無音時間を利用する機会が生じる。アナログとデジタルの両方の音声圧縮方式が知られている。全部ではないが、大半の音声圧縮方式は通話中の無音時間を有効活用する。例えば、１個の音声通信チャネル内のある特定の時間範囲に、関連する複数の音声通信から抽出した複数の通話セグメントを含ませることができる。この方式により、一つに限定されない音声通信が該チャネル上で搬送され、同一チャネルで同時処理される呼数を実質的に増加させることができる。前記所定期間は複数のタイムスロットに細分され、実音声セグメントが各タイムスロットに格納される。このようにして無音時間を抑制することができる。小さな問題点として、該チャネルを通じて搬送される原音声通信を圧縮解凍し再組立するのにある程度の時間を要し、その結果若干の遅延が生じることがある。ただしこの遅延は重大な問題とはならない。また、受信機において圧縮解凍ができるように圧縮方法を記述した制御情報が必要である。これらは、伝送容量の向上という成果に比べるとごく小さい問題である。さらに、現実には音声通信の当初の音声内容は一切失われない。公知の音声圧縮アルゴリズムの一つに、現在ビデオ信号圧縮に適用が企画されている、ＭＰＥＧIIアルゴリズム規格と呼ばれるものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えばタイムスロット１０２などの、Ｔ搬送チャネルまたはタイムスロットは、他の音声通信の音声セグメントで充填することができる無音の時間を頻繁に搬送するため、本来的に効率が悪い。同じ理由によりＥ１フレームフォーマットも効率が悪い。いずれかの音声通信チャネルを二人以上の通話者間の呼での特定の音声通信専用にすると、そのチャネルは専用のままで残り、それ以後音声通信チャネルを共有する機会はなくなる。当然、早口の話し手は遅口の話し手より専用チャネルの使用効率が高い。とはいえ、いずれの通話者においても通信効率は相当に悪い。
【０００８】
今日の電話業界で競合していくためには、電話呼の処理費用の低減と既存の網の容量の増加が重要な課題である。網の容量の増加とは、より多くの中継線設備と網交換局を追加することを意味する。しかしながら、これには莫大な投資が伴う。現在、音声チャネルは、図１２、図１３に関連して先に述べたようにＡ法則あるいはμ法則のＰＣＭフォーマットにより６４キロビット／秒（Ｋｂｐｓ）で伝送される。前述のようにタイムスロットあるいは８ビット符号語全体を音声専用にすることは、帯域幅利用の面から見てきわめて高価につく。ファクスおよびデータは６４Ｋｂｐｓのバーストで伝送されるため、音声よりも帯域幅の利用効率が高い。既存のＴ１あるいはＥ１網は、各々２４個あるいは３０個の６４Ｋｂｐｓの音声チャネルを含むＴ１あるいはＥ１フレームを用いる。各６４Ｋｂｐｓの音声チャネルまたはタイムスロットは、一つのＴ１あるいはＥ１フレーム毎に一つの８ビット符号語を含む。サンプリングレートは１秒間に８０００回である。１秒間に８０００フレームが伝送されるために、２４チャネルのビット速度は２４チャネル×６４Ｋｂｐｓ／チャネル、すなわちフレーミングを含めて１．５４４メガビット／秒である。この１．５４４メガビット／秒という信号の情報伝送効率はきわめて低い。周知のデジタルデータ伝送用デジタル多重階層化により、いわゆるＤＳ１からＤＳ４レベルおよびそれ以上の全てのレベルでの情報搬送容量を高める十分な余地がある。したがって、本発明はデジタル伝送ファシリティの情報搬送容量を高めることを目的とする。
【０００９】
本発明は、新技術による集中局品質の低ビットレート音声符号器と高速デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を用いて、音声チャネルの帯域幅を低減することにより網の容量を高め、同時に音声信号を集中局品質に保持することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明により網の伝送容量が７倍まで高まり、これによって既存の電話回線交換網に莫大な効果がもたらされる。端局と集中局網の付属設備が公衆交換電話網に設置され、この付属設備は標準の網構成装置と交信してＴ１およびＥ１フレームでの音声圧縮を行う。本発明において、通常８ビットの符号語からなる各チャネルまたはタイムスロットは、８ビットの符号語ではなく、独立した個々のビットまたはサブタイムスロットからなるものとし、これにより１フレームがタイムスロットまたはチャネルの数より８倍多いサブタイムスロットを含むように構成される。例えば、本発明によれば、図１に簡潔に示すように、一つのＴ１フレームに１９２のサブタイムスロットが備わり、これらのサブタイムスロットは、音声アクティビティが有るか否かまたは信号音またはデータのいずれが検出されるかにしたがって音声、データまたはファクス通信に動的に割り当てられる。もう一つの１９３番目のタイムスロット１０１は従来同様フレーミング用として予め割り当てられている。帯域幅の減少は、音声を符号化し、符号化された音声が従来のタイムスロットまたはチャネル内の１，２，３，４およびそれ以上のビットまたはサブタイムスロットを占有し、その結果従来のチャネルが複数の音声通信間で共有されることによって得られる。８より少ない任意のサブタイムスロット数を用いて音声通信を行うことで、伝送容量が節約される。
【００１１】
まとめると、図１に示すように従来形式のＴ１フレームが、２４個の８ビットタイムスロットまたはチャネルの代わりに、１９３個の１ビットのサブタイムスロットを備えて構成される。同様に、Ｅ１フレームは、図２に示すように２４０個のサブタイムスロットを備えて構成されることがわかる。最良の場合の音声シナリオにおいては、１ビットで１音声チャネルに相当させ、該フレーム中のいくつかの追加ビットを用いてオーバヘッドを制御すれば、これによって従来のタイムスロット容量の利用度が減少し、網の容量を７倍まで増加させることができる。ファクスまたはデータが検出された場合は、情報搬送効率が高いために、一般的な８ビット符号語全体が該ファクスまたはデータを搬送する。一方、音声アクティビティが検出された場合は、わずか１個のサブタイムスロットで１空きチャネルまたは１音声セグメントに相当させることができる、あるいは８個ものサブタイムスロットで１音声セグメントに相当させてもよい。このようにして、伝送容量を７倍に増加させることができる。
【００１２】
Ｔ１あるいはＥ１網の場合は、一つの６４Ｋｂｐｓ ＤＳ０タイムスロットで音声チャネルを伝送する代わりに、新技術による低ビットレート音声符号器と高速ＤＳＰを用いて、各音声チャネルに必要な帯域幅を効率よく減少させることにより網の伝送容量を増加させる。この場合、音声は集中局品質に保持される。したがって、本発明により、網の交差接続装置と伝送用中継線設備を増加することなく網の伝送容量を高め得る方法と装置が得られる。
【００１３】
本発明によって、低ビットレート音声符号化方式が動的な網伝送用帯域幅管理に組み込まれて新たな網アーキテクチャが創成される。本発明の実現には、既存網のインフラストラクチャに装置を追加して網の容量を増加させることが必要であるが、既存網のインフラストラクチャを変形する必要はない。本発明は既存網に付加した付属装置を含み、この付属装置により音声伝送容量が付加される。
【００１４】
図６に本発明による網アーキテクチャを簡潔に示す。このアーキテクチャは端局網付属装置（Local Switch Network Adjuncts（ＬＳＮＡ））および中継局または集中局網付属装置（Tandem/Toll Switch Network Adjuncts(ＴＳＮＡ））を含み、これらの付属装置が、交換機や交差接続装置などの標準の網構成機器と相互通信する。上記網付属装置は、低ビットレート音声符号器のセット、動的タイムスロットマネジャおよびその他の周辺機構を含む。各付属装置は従来型のＴ１／Ｔ３／ＯＣ３／Ｅ１中継線と効果的に送受信を行い、それによって一つ以上の音声チャネルが、集中局品質での音声を保持した状態で、一つの従来型６４Ｋｂｐｓ ＤＳ０チャネルまたはタイムスロットで搬送される。さらに、標準のＴ１あるいはＥ１フレームにおいて、１個のサブタイムスロットまたはサブタイムスロットバンドルがそれぞれ２４個あるいは３０個より多い音声チャネルを備える。圧縮解凍と復号を制御する制御情報が帯域内で搬送され、信号情報は帯域内、帯域外のいずれかによって従来方式で伝送される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明により、Ｔ１およびＥ１フレームについての新しい考えが提供される。それは１サブタイムスロットおよびサブタイムスロットバンドルという概念を含むものである。現在のＴ１フレームは２４個の６４Ｋｂｐｓチャネルまたはタイムスロットをもつように構成されている。２４個の音声チャネルの各々は一つのＴ１フレーム内の８ビットの符号語からなり、８０００サンプル／秒のサンプリングレートで送受信される。このように、伝送の最小ユニットは一つの８ビットタイムスロットまたはチャネルであり、各タイムスロットが６４Ｋｂｐｓの情報に相当する。本明細書において、「Ｔ１フレーム」という用語は、２４個のタイムスロットまたはチャネルを含むＴ１フレームのことであり、各タイムスロットが８ビットの符号語に相当し、該符号語の各ビットが８Ｋｂｐｓのデータ処理量のデータに相当する。同様に、正規のＥ１フレームという用語は３２個のタイムスロットを含むＥ１フレームのことであり、各タイムスロットは８ビットの符号語に相当し、該符号語の各ビットが８Ｋｂｐｓのデータに相当する。本発明では、さらに考察を行い、最小の伝送ユニットが１ビットのサブタイムスロットであるように定義し直し、各ビットが音声、ファクスまたはデータに相当し、かつ音声アクティビティあるいは信号音またはデータの特徴に応じて動的に割り当てられるようにした。その結果、標準のＴ１フレームに１９３のサブタイムスロットが含まれ、各サブタイムスロットは８Ｋｂｐｓのデータ処理量に相当する１ビットからなる。
【００１６】
また、本発明の説明において変調フォーマットとしてパルス符号変調について詳細に述べるが、これは本発明にて有効に利用可能なその他のフォーマットを除外するものではない。そのような他のフォーマットとして（これらに限られるものではないが）、適応差分パルス符号変調（ＡＤＰＣＭ）、適応予測符号化（ＡＰＣ）、符号励振線形予測符号化（ＣＥＬＰ符号化）、ベクトル和（Vector Summed）線形予測符号化等がある。
【００１７】
図１〜５は、動的網の伝送帯域幅管理に用いられる網の容量と自由度を向上させる、本発明に係るサブタイムスロットおよびサブタイムスロットバンドルの概念を示したものである。標準のＴ１フレーム（図１）において、サブタイムスロットの概念を導入し、より多くの音声チャネルを伝送局上に供給する。各サブタイムスロット２０１，２０２，．．．２０５には１ビットだけが与えられ、その結果各Ｔ１フレームは１９３のサブタイムスロットを含む。第１番目のサブタイムスロット２０１はフレーミングビット用として予約され、この後に１９２個の他のサブタイムスロットが続く。前記１９２個のサブタイムスロットは、音声用としてバンドルされる、またはファクスまたはデータ用に使用される、あるいは帯域内制御情報を含む制御リンクとして使用される。音声符号器のデータレートと音声信号のアクティビィティに基づいて、各音声チャネルはいくつかのサブタイムスロットをバンドルする。この結果、一つの音声呼が、８Ｋｂｐｓから従来方式の最大６４Ｋｂｐｓまでの範囲となる１から８までのサブタイムスロットのいずれをも占有することができる。ファクスおよびデータのモデムトラヒックは従来同様６４Ｋｂｐｓで伝送され、この場合各Ｔ１フレーム内のファクスまたはデータチャネル毎に８個のサブタイムスロットが必要になる。
【００１８】
サブタイムスロットおよびサブタイムスロットバンドルの概念は、Ｔ１フレームを用いた網だけでなくＥ１フレームを用いた網にも適用できる。したがって、Ｔ１フレームを用いて発明の例証を行ったとしても、そのことは本発明をＴ１フレームを用いた網に限定するものではない。図２では、Ｅ１フレームは各々が１ビットからなる２４０個のサブタイムスロットを含むものと考えており、このサブタイムスロットが必要に応じてバンドルされて音声および制御データが伝送される。前述のように、８より少ない各ビット数を音声通信に用いることで伝送容量が向上する。また先に説明したように、この概念はパルス符号変調以外の変調方式にも適用できる。適用可能なその他の符号化方法として（これらに限定するものではないが）、適応差分パルス符号変調（ＡＤＰＣＭ）、適応予測符号化（ＡＰＣ）、符号励振線形予測符号化（ＣＥＬＰ符号化）、ベクトル和線形予測符号化（ＶＳＬＰ符号化）等がある。
【００１９】
サブタイムスロットおよびバンドル等にグループ化したサブタイムスロットによって網の容量を高めるという概念は、既存の回線交換網に新たに装置を付加することを要する。この理由は、現存の装置のもつ情報処理機能では新規にフォーマットされたＴ１フレームで搬送される情報の解読ができないためである。例えば、代表的な集中局としてLucent Technologies社製の＃４電子交換システム（ＥＳＳ）があるが、この局は他の幹線網構成機器と同様に従来のフォーマット以外のＴ１またはＥ１フレームを処理する機能をもたない。このため、本発明においては、付属装置を網中に設置し、各交換機に情報が送信される前にこの装置がサブタイムスロットを取り出し、それらをフォーマットしてＴ１タイムスロットまたはチャネルに戻す。図６〜１１に簡潔に示すように、本発明では、端局に接続された端局網付属装置（ＬＳＮＡ）および中継局または集中局に接続された集中局または中継局網付属装置（ＴＳＮＡ）等の付属装置を用いる必要がある。このＬＳＮＡとＴＳＮＡが全てのトラヒック、音声、ファクスおよびデータの処理を行う。従来の帯域内あるいは帯域外信号リンクＳＳ７は、信号送信用として集中局および中継局でそのまま保持される。
【００２０】
図３で、本発明のサブタイムスロットがバンドルされる仕組みを、１９３個のサブタイムスロットをもつＴ１フレームを例にして説明する。典型的なＴ１フレームは２４個の８ビットタイムスロットまたはチャネルを含む。本発明によれば、サブタイムスロットは必要に応じて音声、データおよびファクス伝送に動的に割り当てられる。この割り当て処理は、複数のサブタイムスロットをバンドルすること、あるいはタイムスロットのグループを所定のインタリーブ方式で送信することを含む。音声またはデータのサブタイムスロットでの伝送のための制御情報が生成され、この情報が例えば前記割り当ておよび符号化方式等を記述している。呼が遠距離通信加入者間に設定されると、その時点以降では制御情報はほぼ一致する。サブタイムスロットをバンドルする代わりにインタリーブ方式を用いることができるが、インタリーブ方式では、１フレーム毎に必要な、常に変化する大量の制御情報を伝送する必要がある。
【００２１】
図７に関連してさらに説明する。ＬＳＮＡは、各通信の特徴を検出する汎用信号音検出器（general tone detector）と音声エネルギーまたはエネルギー検出器を含む。上記特徴には、例えば、どこで中継線が空き状態またはフリーであるか、ビジー中継線上でデータまたはファクスが搬送されているかどうか、および音声通信の場合は現時点が無音期間であるか音声アクティビティが存在する期間であるか、などが含まれる。トラヒックのピーク時に、中継線群全体がビジーであれば、本発明の構成によりビジーステータスが下位レベルの音声符号化を要求する。例えば８ビット符号化の代わりに４ビット符号化を用いることで２倍の音声ユーザをピークトラヒック時にサポートすることができる。中継線の利用度が低い場合は、６４Ｋｂｐｓの音声符号化を行う上での支障はなく、後に詳述するように網付属装置中の符号器セレクタがしかるべく動作する。
【００２２】
図３は本発明によるＴ１フレームの一実施形態であり、図４は図３に示す実施形態によるフレームへのサブタイムスロットの割り当ての一覧を示す図であり、図５に図３のフレームが８０００フレームのＴ１データストリームに組み立てられる仕組みを示す。図３、図４に示すように、サブタイムスロット＃０が従来のＴ１フレームにおけると同様にフレーミングビットＦに相当する。残りの１９２個のサブタイムスロットは従来とは異なる方法で割り当てられる。圧縮解凍のためのＴ１フレームの帯域幅の動的な割り当て方法などを記述した制御情報が、例えばサブタイムスロットバンドル＃１〜３に供給される。この制御情報は、例えば、フレームの範囲を規定する方法を記述し、かつフレームのデータ部の始まりと終わりの情報を与え、さらにチャネルをサブタイムスロットにマッピングする情報を与える。この他にも数多くの制御情報がある。音声フレームの場合は、フレーム間の境界をあらかじめ決めておく必要はない。この理由は、１、２のフレームの喪失は伝送される音声信号の品質に重大な影響を与えないためである。例えば図３他に示すように、この制御情報を先行のフレームで伝送して、後続フレームがバンドル状態であるいはバンドル以外の状態で圧縮、伝送される方法を識別できるようにすることができる。この制御情報を複数のフレームから何回かに分けて収集して受信中の付属装置で判読解釈することもできる、あるいは全体が制御データからなる特別の制御用フレームとして伝送することもできる。
【００２３】
フレーミングと制御情報の他に、ｉ回線分の音声、データまたはファクス通信を本発明によるＴ１フレームで搬送することができる。ｉは２４より多い数である。例えば、サブタイムスロット＃４〜６は第一の音声通信Ｖ１を符号化するサブタイムスロットバンドルからなる。符号化レベルによって、サブタイムスロット＃７などの１個のサブタイムスロットを第二の音声チャネルＶ２に相当させることもできる。伝送効率の高いファクスまたはデータは、あるいは符号化レベルによっては音声トラヒックも、サブタイムスロット＃８〜１５などの従来の８ビット（または８サブタイムスロット）を必要とする。上記＃８〜１５のサブタイムスロットは本発明によるＴ１フレームにおいて第３番目のチャネルすなわちチャネルＤ３として識別される。また４番目のチャネルはチャネルＶ４で示すように、二つのサブタイムスロット＃１６，＃１７を占有する音声チャネルを含む。５番目の音声チャネルＶ５はサブタイムスロット＃１８のみを占有する。６番目の音声チャネルＶ６は＃１９〜２１の三つのサブタイムスロットを占有する、等である。最後の一つ前すなわちｉ−１番目のチャネルは二つのサブタイムスロット＃１９０〜１９１を占有し、最後すなわちｉ番目のチャネルは一つのサブタイムスロット＃１９２のみを占有する。このように、ｉが２４より大きい場合に典型的なＴ１フレームにおいて２４より多数の音声およびその他の通信が搬送され、伝送容量を高めることができる。
【００２４】
後続のフレームは先行のフレームと同一にバンドルされる必要はない。また、図と同じようにサブタイムスロットをバンドルする必要もない。例えば、符号器の組が８Ｋｂｐｓ符号器、１６Ｋｂｐｓ符号器および２４Ｋｂｐｓ符号器からなる場合は、それぞれ１個，２個または３個のサブタイムスロットが、選択された符号化レベルにしたがってバンドルされる。一般に、制御情報が特に必要であるのは固定長のフレームが使用されていない場合であるが、本例の場合は制御情報は最小限でよく、かつ数フレームに分散させることができる。先に説明したように、制御情報はフレームの範囲を規定する上で十分なデータを搬送する。音声フレームの場合は、このフレーム範囲の境界が完全に明確である必要はない。この理由は、１、２個のフレームの喪失は音声品質に重大な影響を与えないためである。きわめて重要なこととして、一旦、音声通信または呼が網中に設定された後は、呼に続く制御情報はほぼ一致する。
【００２５】
図５に簡潔に示すように、図３の典型的なＴ１フレームは８０００フレームのＴ１データストリームを形成するシーケンスで伝送される。この場合、図３のフレームは図５のＴ１データストリーム中のフレーム＃１として表される。
【００２６】
図６に電話回線交換網に応用した本発明の代表的な実施形態を示す。一般に、端局４２５などの端局が種々の装置を所有する加入者と長距離幹線網４００とを接続する。端局の加入者が所有する各種装置から各種信号が生成される。例えば、電話４２２がユーザ音声の変換信号を生成し、ファクシミリ機４２３がファクス信号を生成し、パーソナルコンピュータのモデム４２１がデータ信号を生成する。これらの装置は、加入者ループ４２７，４２８，４２９で示される従来の有線または無線通信手段で端局４２５に接続される。本発明のサブタイムスロットで搬送可能な信号を生成する装置はこれらの装置に限定されるものではない。その他の装置を容易に想起することができ、該装置としてケーブルテレビ端末、テレビ端末、ページャ装置、個人用レーダ装置、個人用通信端末他がある。
【００２７】
本発明によれば、ＬＳＮＡ４２６または４３６が端局４２５または４３０に接続され、ＴＳＮＡ４９１，４９５との通信のフロントエンドの役目を果たす。ＴＳＮＡ４９１，４９５は、集中局４０５，４１０または中継局４１５，４２０などの中継局または集中局に接続されている。ＬＳＮＡ４２６，４３６は音声通信あるいはデータまたはファクス通信を受信して、帯域幅をデジタルファシリティに動的に割り当てる働きをする。標準のＴ１／Ｔ３／ＯＣ３インタフェースをもつデジタル交差接続装置などの既存網の構成機器には変更はない。いずれか二つの局間の音声チャネル伝送は、ＬＳＮおよび（または）ＴＳＮ付属装置を通じて圧縮された形で行われる。一方、ファクスまたはモデムデータは原データレートと符号化レベルとを保持して伝送される。音声、ファクスまたはモデムチャネルに加えて、帯域内制御データリンクがいずれか二つの付属装置間に形成されて圧縮解凍および復号の制御を行う。各回線交換チャネル用の呼の制御情報とルーティング情報は、従来通り帯域外ＳＳ−７網を通じてあるいは従来の帯域内伝送方法で搬送される。
【００２８】
図７と図８にＬＳＮＡとＴＳＮＡの構成装置に必要な各種機構を示す。基本的に、前記網の付属装置は以下の機構のサブセットを備えている。
【００２９】
＜汎用信号音検出機構＞（ＬＳＮＡのみに必要）
汎用信号音検出器は、ファクスまたはモデムの信号音検出、およびある特定の通信が音声通信と異なるファクスまたはデータ通信であるかの判定に用いられる。ある信号音がファクスまたはデータに関するものとして検出されると、当該チャネル上の後続データはファクスまたはモデムデータとして扱われ、音声符号器セレクタが音声符号機構を迂回してこのデータを６４ＫｂｐｓＰＣＭデータとして維持する。この後、タイムスロットマネジャが８個の８Ｋｂｐｓ（すなわち６４Ｋｂｐｓ）サブタイムスロットを該チャネルに割り当てる。
【００３０】
＜エネルギー検出機構＞（ＬＳＮＡのみに必要）
音声アクティビティ検出器は、音声チャネルのアクティビティを検出するために用いられる。音声符号器セレクタは、１）音声アクテイビティが検出されない時（つまり中継線が空き状態の時）、あるいは２）チャネル（中継線）がビジーであって音声搬送に使用されており、かつ該チャネルに無音期間が存在する時に、最低速度の音声符号器をこの音声チャネルに割り当てる。中継線群の能力を十分に利用しきっていない場合は、前記音声符号器セレクタは高速の音声符号器を選択する。このようにして、アクティビティのないチャネルには常に最小の帯域幅が与えられる。チャネルのアクティビティが検出されるとすぐに、音声符号器セレクタが該チャネルを端局中継線群のアクティビティに基づいて高速音声符号器に切り換える。また、ファクスまたはモデムの信号音が存在する場合はチャネルは６４ＫｂｐｓのＰＣＭに切り換えられる。
【００３１】
＜音声符号器セレクタ＞（ＬＳＮＡのみに必要）
信号音と音声アクティビティの検出結果および端局中継線の利用度に基づいて、音声符号器セレクタが各種の音声符号器を各音声チャネル通信毎に割り当てる、あるいはファクスまたはモデム通信用として符号化不要を選択する。中継線群が特にビジーであれば、符号器セレクタは従来の６４Ｋｂｐｓレベルより下位レベルの符号化を選択してトラヒック搬送容量を高めることができる。選択された符号器情報もまた付属装置制御およびプロトコルハンドラに送られて帯域内制御情報メッセージ（例、図３の制御信号Ｃ）が構成される。
【００３２】
＜音声符号化または復号機構＞（ＬＳＮＡのみに必要）
この機構は１組の（または１プール（ｐｏｏｌ）の）低ビット速度かつ集中局品質の音声符号器を備え、この音声符号器の中から、前記音声符号器セレクタがある特定の音声チャネル用の符号器を選択する。好適には、複数の符号化レベル（例えば最低８Ｋｂｐｓから３２Ｋｂｐｓまでの符号化）が設けられる。この機構もまた６４Ｋｂｐｓのファクスまたはモデムデータ用として音声符号器を迂回する機能を備えている。
【００３３】
＜動的タイムスロット管理機構＞
この機構は、圧縮または圧縮解凍された音声、ファクスまたはモデムデータと帯域内制御データを、網に送信する前にサブタイムスロットフォーマットに変換する働きをする。Ｔ１フレームにおけるフォーマットの一例を図３に示すが、図に示したフレームはあくまでも例であり、フレームの中身と構成によって種々変化し得る。帯域内制御情報は付属装置制御およびプロトコルハンドラによってフォーマットされ、動的タイムスロットマネジャに送られる。この動的タイムスロットマネジャは、タイムスロットを中継局、集中局または端局に送信するに際してデータをサブタイムスロットから取り出し、タイムスロットフォーマットに変換する機能も備えている。現在米国においては、使用されている大半の集中局または中継局はLucent Technologies社製の＃４ＥＳＳ局である。この局は、他の幹線網構成機器と同様に、従来のＴ１形式のフレームまたはそれと等価のフレームのみを知覚している。したがって本発明による網中に設置された付属装置はサブタイムスロットを受け取った後、局への情報送信前にこのサブタイムスロットをＴ１もしくはＴ１に関係したフォーマットにフォーマット変更する必要がある。またこの動的タイムスロットマネジャは制御リンクから帯域内制御情報を抽出して付属装置制御およびプロトコルハンドラに配送する働きもする。
【００３４】
＜無音フィラ／リムーバおよびコントローラ＞（ＴＳＮＡのみに必要）
無音フィラ（充填）／リムーバ（除去）およびコントローラは、無音データを圧縮音声データに補充して中継局または集中局に送る前に該圧縮データを６４Ｋｂｐｓにする、あるいは網に伝送する前に、補充された無音データを除去する働きをする。無音フィラの場合、例えば８ビットのデータが２ビットのデータに圧縮された場合には、無音フィラは残りの６ビットを無音データで補充すべきことを理解する。逆もまた同じである。またこの装置は各トラヒックチャネル用に符号化情報をフォーマットする働きもする。
【００３５】
＜付属装置制御およびプロトコルハンドラ＞
付属装置制御およびプロトコルハンドラは、いずれか二つの付属装置および各付属装置用制御機構間に専用のプロトコルスタックを供給する。このハンドラは帯域内制御メッセージをフォーマットし、前記メッセージは、サブタイムスロットへのチャネルのマッピング情報およびチャネルの符号化情報を含む。このハンドラは動的タイムスロットマネジャに、可変速度着信データを特定のサブタイムスロットまたはサブタイムスロットバンドルに変換する方法を指示する。またこのハンドラは、帯域内制御メッセージに基づいて動的タイムスロットマネジャに、前記可変速度データを特定のサブタイムスロットまたはサブタイムスロットバンドルから抽出する方法を指示する。
【００３６】
＜動作、管理、維持および供給機構＞
網付属装置の動作、管理、維持および供給機構が端局または集中局のいずれかに設置される。この機構は網付属装置の全構成装置と相互接続される。またこの機構は網の操作センターとのインタフェースとしても機能する。
【００３７】
＜中継線インタフェースハンドラ＞
網の中継線インタフェースを取り扱う機構が備わる。
【００３８】
図７に端局網付属装置５００に必要な諸機構を示し、図８に集中局または中継局網付属装置を示す。先ず図７を参照する。従来から公知のように、端局４２５が、有線（加入者線ループ）または無線の通信手段５９６，５９７，５９８を介した遠距離通信加入者との接点となる。遠距離通信加入者は、パーソナルコンピュータ４２１、音声通信用電話４２２、あるいはファクシミリ機４２３等を備える。先に説明したように、この他の加入者装置としてページャ、ビデオ会議装置、ケーブルテレビ、あるいはインテリジェントまたはダム端末装置なども含めて考えられ、音声、ファクスまたはデータ信号の発信はあくまでも一例にすぎない。加入者が呼を開始し、呼の期間中に、発呼者は音声、ファクスまたはデータ通信を開始し、前記通信は端局４２５において中継線５９１，５９２，５９３に切り換えられ、多重Ｔ１またはＴ３中継線からなる中継線群中の別の局に向かう。音声アクティビティ検出器５１０と汎用信号音検出器５２０が、中継線が空き状態、ビジー状態のいずれの状態かを判定し、ビジーであれば、他の端局または集中網局４１０，４２０に向かって端局を通過する通信が音声、データまたはファクスのいずれであるかを評価する。音声符号器セレクタ５３０は音声アクティビティ検出器５１０と信号音検出器５２０に接続して、他の構成機器に制御信号を出力する。前記構成機器として、ひとまとまりの音声符号器／復号器５６０、付属装置制御およびプロトコルハンドラ５７０および動的タイムスロットマネジャ５５０がある。中継線インタフェースハンドラ５８０が局間のデジタル中継線ファシリティとの相互通信を補助する。
【００３９】
図８に本発明のＴＳＮＡ６００の機構を示す。ＬＳＮＡ４３６を伴う端局４３０が中継局に付随したＴＳＮＡ６００と通信する。中継局または集中局４１０，４２０がもう一つの中継局または集中局４０５，４１５に付随したＴＳＮＡ６００と通信する。ＴＳＮＡ６００に特有の機構は、無音フィラ／リムーバおよびコントローラ６４５であり、この機構によりサブタイムスロットバンドル中の無音が補充あるいは除去されてタイムスロットまたはチャネルに変換される。中継線インタフェースハンドラ６８０が電話交換局中継線群と相互通信し、動的タイムスロットマネジャがサブタイムスロットの割り当てまたは割り当て解除（deallocation）処理をリアルタイムで行う。また既に述べたように、付属装置制御およびプロトコルハンドラが制御データおよびその他の各機能信号を生成する。
【００４０】
ＬＳＮＡ５００を通じた端局４２５から網４００へのデータストリーム（受信経路）を図９に示す。端局４２５からの音声、ファクスまたはモデムデータには一般に各チャネル毎に一つのＤＳ０（６４Ｋｂｐｓ）が与えられる。しかしながら、音声が長距離幹線網４００に送信される前に、本発明にしたがってＬＳＮ付属装置５００がこの音声を何らかの音声符号フォーマット（例えば図３のフォーマット）に圧縮する。さらに装置５００は、圧縮された音声データをサブタイムスロットまたはサブタイムスロットバンドル（またはグループ）に動的に割り当てる。この割り当ては前記情報圧縮に用いた符号化方式の種類に応じて行われる。詳細なシーケンスについては後述する。各ＤＳ０トラヒックは先ず汎用信号音検出器５２０と音声アクティビティ検出器５１０を通過する。両検出器の組み合わさった作用により、音声アクティビティおよびトラヒックがファクスまたはモデムであるかが判定される。検出器５２０から検出器５１０への進行順が示されているが、逆の５１０から５２０への順でもよい、あるいは並列に（図示せず）両検出器を通過させてもよい。トラヒックの種類がファクスまたはモデムからなる場合は、トラヒックは圧縮されず６４Ｋｂｐｓのレベルで送信され、経路７２２上にバンドルされた８サブタイムスロットが与えられる。音声チャネルおよび全ての未使用（空き状態）または無音チャネルは、端局用中継線の利用度と音声、ファクスまたはデータのアクティビティに応じて何らかの音声符号フォーマットに符号化される。一つの符号化された音声チャネルには１個のサブタイムスロットあるいは１サブタイムスロットバンドルが与えられる。したがって、空きチャネル、空き中継線および無音状態のビジー音声チャネルの場合は最低の符号化レベルでの符号化が行われ、音声アクティビティおよびファクスまたはデータアクティビティが存在する場合はより高いレベルの符号化を必要とする。用いた符号化方式にしたがって、音声符号化セレクタ５３０は信号音検出器と音声アクティビティ検出器５１０から入力信号を受信し、符号器を選択する。次に符号器セレクタは、前述のように符号化のレベルが異なるひとまとまりの各符号器５６１，５６２，５６３からいずれの符号器を選択するかを決定する、あるいは符号化不要の経路７２２を選択する。したがって、符号器の選択には付随するいくつかの要因があり、同要因として中継線の利用度、ファクスまたはモデムの信号音検出、および音声または無音の検出などがある。これらの要因の中でもっとも重要なものは経路７２２などの符号化不要経路と経路７２１，７２３または７２４などの符号化経路とを区別するための信号音検出である。
【００４１】
信号音検出器は公知のものであり、例えば、汎用信号音検出器、いわゆる帯域検出器、コールプログレス信号音検出器、特定情報信号音検出器、データ、ファクスおよびアドレス情報信号音検出器などがある。この他に国内網および国際網に使用される数ある信号検出器がある。音声アクティビティ検出器は公知のものであり、例えばエコー減衰装置等用として網中で頻繁に使用される。
【００４２】
動的タイムスロットマネジャ５５０は、帯域内制御情報を用いて、圧縮または圧縮解凍された音声、ファクスあるいはモデムデータを中継線インタフェースハンドラ５８０を介してＴ１／Ｔ３／ＯＣ３中継線７４１上に送信する働きをする。前記制御情報は、長距離幹線網４００に送信される前の付属装置制御およびプロトコルハンドラ５７０によって行われる情報圧縮方法を記述している。この方式により、受信中の装置は圧縮解凍作業時に帯域内制御情報を用いて起情報を抽出することができる。先に説明したように、制御情報はいくつかのフレームに分けて送信され、収集された後に判読される。受信されると、前記制御情報が抽出、結合されて完全な制御情報が得られる。この制御情報の量は、前述のように具現および網で許容される遅延量によって変化する。
【００４３】
図９に示すように中継線インタフェースハンドラ５８０は二つ存在する。図の上部左側に図示されるところによれば、端局に伴うＴ１／Ｔ３中継線が中継線インタフェースハンドラ５８０に向けて設置され、音声、ファクスまたはモデムトラヒック（ＤＳ０）が検出器５１０，５２０に向けて出力される。このとき音声はタイムスロットフォーマットで伝送される。図９の下部に図示されるところによれば、動的タイムスロットマネジャがサブタイムスロット７４０フォーマットの音声を中継線インタフェースハンドラ５８０に向けて出力し、これにより音声信号がＴ１／Ｔ３中継線上から網４００に向けて出力される。Ｔ１中継線インタフェースを制御する回線装置は公知であり、例えばニュージャージー州Parsippanyに本社があるDialogic社販売の回線装置などがある。
【００４４】
ＬＳＮＡ５００を通じた網４００から端局４２５までのデータストリーム（送信経路）を図１０に示す。Ｔ１／Ｔ３中継線群８０１が長距離網４００からトラヒックを受信する。長距離幹線網４００からの音声トラヒックと中継線インタフェースハンドラ５８０からの出力は圧縮されてサブタイムスロットフォーマット８００にされる。付属装置制御およびプロトコルハンドラ５７０が帯域内制御情報を処理して動的タイムスロットマネジャ５５０に指示を出し、マネジャ５００が着信サブタイムスロットを元来のタイムスロットにマッピングすることによって着信トラヒックをチャネル化（ｃｈａｎｅｎｅｌｉｚｅ）する。このオリジナルのタイムスロットは端局４２５に接続された中継線インタフェースハンドラ５８０に向けて出力される。またハンドラ５７０は音声符号器セレクタ５３０に指示して、適正な音声復号機構５６１，５６２，５６３あるいは復号が行われない経路８１３が各チャネルに対して設定されるようにする。圧縮された各音声チャネルは６４ＫｂｐｓＰＣＭフォーマットに復号されてＤＳ０上に配置され、中継線インタフェースハンドラ５８０を介して端局４２５に送信される。
【００４５】
ＴＳＮＡ６００を通じたデータストリームを図１１に示す。（網４００から局４１０，４２０に向けた）伝送経路において、長距離幹線網４００からの音声トラヒックは圧縮されたサブタイムスロットフォーマットで中継線インタフェースハンドラ６８０から動的タイムスロットマネジャ６５０に向けて出力される。付属装置制御およびプロトコルハンドラ６３５が帯域内制御情報を処理して動的タイムスロットマネジャ６５０に指示を出し、マネジャ６５０が着信サブタイムスロットをオリジナルタイムスロットにマッピングすることによって着信トラヒックをチャネル化する。帯域内制御情報に基づいて、無音フィラ／リムーバおよびコントローラ６４５が無音ビットを各ＤＳ０タイムスロットに充填して該タイムスロットを従来の６４Ｋｂｐｓ速度信号にし、その後、オリジナルタイムスロット中のデータを、集中局４１０または中継局４２０に接続した中継線インタフェースハンドラ６８０を介して送信する。無音充填機能において、８ビットの情報が２ビットの情報に圧縮された場合、１符号語中の残りの６ビットは無音で充填される。このため、１符号語が２ビットの実データと６ビットの無音をもつ。このことが図３の制御情報Ｃに反映される。例えば、持続時間１２５マイクロ秒の制御フレームが本発明のフォーマット変更されたフレームの前に挿入される。前記制御フレームは、後続のフレームがきわめて多くの無音ビット並びにデータビットを搬送することを記述したものである。データの制御フレームの付加がもたらす遅延が音声品質に与える影響はほとんど無視し得る。これに対して無音除去は、制御情報の読み取り、および該制御情報で指示された位置に付加された無音ビットの抽出に、完全に依存して行われる。帯域内制御情報から抽出された各チャネル毎の符号化情報は、制御データとして集中局４１０または中継局４２０を通過する。（交換局から網への）受信経路において、集中局４１０または中継局４２０からの音声、ファクスまたはモデムデータは各Ｔ１／Ｔ３チャネル毎に一つの６４ＫｂｐｓＤＳ０を占有する。音声トラヒックは無音フィラを含んだ圧縮フォーマットで存在し、ファクスまたはモデムトラヒックは圧縮されていない。無音フィラ／リムーバおよびコントローラ６４５は局４１０，４２０を通じて搬送される符号化情報を検出し、音声に対して充填された無音ビットを音声タイムスロットから然るべく除去する。動的タイムスロットマネジャ６５０は、圧縮された、または圧縮されていない音声、ファクスまたはモデムデータを、長距離幹線網４００に送信する前に付属装置制御およびプロトコルハンドラによって与えられた帯域内制御情報と共にＴ１／Ｔ３／ＯＣ３中継線に送る働きをする。
【００４６】
実際の付属装置プロトコル、帯域内制御情報フォーマット、および符号化情報フォーマットについては詳細な説明は行わないが、少なくとも原則として、空きおよび無音のチャネルは実音声、ファクスあるいはデータチャネルに比べて要する符号化レベルが低い。既存の６４Ｋｂｐｓの符号化レベルあるいは８Ｋｂｐｓ，１６Ｋｂｐｓ，２４Ｋｂｐｓおよび６４Ｋｂｐｓといった多重の符号化レベル以外に、他の符号化レベル（例えば最低の符号化レベル）が一つだけあればよい。結論として、８より少ないビット数を用いてＴ１またはＥ１フレームで１チャネルの伝送が行われてきたが、本発明により、わずか１ビットすなわち１サブタイムスロットである時点での中継線またはチャネルの状態またはアクティビティを十分に記述できることが示唆される。
【００４７】
以上、Ｔ１またはＥ１フレームデータフォーマットが複数のサブタイムスロットを含む、既存のデジタルデータ伝送ファシリティ階層において伝送容量を高める方法と装置について図示および記述した。前記サブタイムスロットは音声アクティビティ、ファクスまたはデータ通信等に応じてバンドルまたはグループに構成され得る。本発明の概念は、Ｔ１またはＥ１フレームのサイズより大きい規模の中継線グループにも敷衍できるものである。チャネルが空きまたは無音状態の時は、最小限のデータで伝送が行われ、公衆回線網の局間のデジタル伝送ファシリティの伝送容量およびその自由度を高めることができる。本明細書で参照したすべての米国特許出願あるいは特許は、それらの全内容が参考文献として包括される。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１２の従来形Ｔ１フレームフォーマットが本発明によって変形されてサブタイムスロットが備えられる仕組みを示す図であり、サブタイムスロットをもつ変形されたＴ１データフォーマットを表す模式図である。
【図２】  図１の従来形Ｅ１フレームフォーマットが本発明によって変形されてサブタイムスロットが備えられる仕組みを示す図であり、サブタイムスロットをもつ変形されたＥ１データフォーマットを表す模式図である。
【図３】  １つのＴ１フレーム中でのサブタイムスロットの音声、ファクスおよびデータ通信への動的な割り当ての一例を示し、ある時点においては１音声チャネルが１個のサブタイムスロットに相当し、その他の時点においては２個，３個またはそれ以上の個数のサブタイムスロットのバンドルが１音声チャネルに相当することを表す模式図である。
【図４】  図３に示す実施形態におけるフレームへのサブタイムスロットの割り当ての一覧を示す図である。
【図５】  図３に示すフレームが８０００フレームのＴ１データストリームに組み立てられる仕組みを示す模式図である。
【図６】  現存のネットワーク構成が本発明によって拡張され、ネットワーク中の局の位置に端局および中継局または集中局網の付属装置を設置することによって伝送容量が高まる仕組みを示すネットワーク構成の模式図である。
【図７】  本発明の端局網付属設備に必要な諸機構を示す概略の模式図である。
【図８】  本発明の集中局または中継局網付属設備に必要な諸機構を示す概略の模式図である。
【図９】  端局網付属装置を介した端局４２５から集中網４００へのデータストリームを示す詳細な機能ブロック図である。
【図１０】  端局網付属装置を介した網４００から端局４２５へのデータストリームを示す詳細な機能ブロック図である。
【図１１】  集中局または中継局網付属装置を介した集中網４００と集中局または中継局４１０または４２０との間を行き来するデータストリームを示す詳細な機能ブロック図である。
【図１２】  Ｔ１フレームデータフォーマットを記述した公知のパルス符号変調フォーマットを示す図である。
【図１３】  Ｅ１フレームデータフォーマットを記述した公知のパルス符号変調フォーマットを示す図である。
【符号の説明】
４００  長距離幹線網、４２６，４３６，４９１，４９２，４９４，４９５  網付属装置、４２５，４３０  端局、４０５，４１０  集中局、４１５，４２０中継局。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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