(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信側プロセッサと、
発信側プロセッサがアクセス可能であり、発信側プロセッサによって実行される際にバンド幅調整メッセージを含むセットアップメッセージを生成する発信側端末プログラムを保持するように構成され、さらに、前記バンド幅調整メッセージにおいて、バンド幅割当インジケータ，サブチャネルを介してデータメッセージを送信する対象となる宛先側端末のアドレス，および前記サブチャネルのサブチャネルデータレートを保持するように構成された発信側メモリと、
ディジタルネットワークスイッチと接続されるように構成された発信側端末インターフェースと、
を有した発信側端末を備え、
前記ディジタルネットワークスイッチは、通信チャネルの容量を複数のサブチャネルに細分するバンド幅調整手順を有し、
前記複数のサブチャネルは、データメッセージを伝送するために使用されるサブチャネルを含み、
前記バンド幅調整メッセージは、ディジタルネットワークスイッチがサブチャネルを確立できるように、ディジタルネットワークスイッチにサブチャネルデータレートを通知することを特徴とするディジタルネットワークシステム。
【請求項２】
ディジタルネットワークスイッチは、ＩＳＤＮスイッチであり、ＩＳＤＮスイッチは、
前記発信側端末インターフェースに接続されると共に、前記発信側端末から前記バンド幅調整メッセージを有した前記セットアップメッセージを受信するように変更された第１のスイッチインターフェースと、
前記宛先側端末および他の複数の宛先側端末に接続された第２のスイッチインターフェースと、
スイッチプロセッサと、
前記スイッチプロセッサがアクセス可能であり、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中のバンド幅割当インジケータを確認すると共に、セットアップメッセージにおいて特定されたそれぞれの宛先側端末および他の複数の宛先側端末に前記第２のスイッチインターフェースを介して送信される問合せメッセージを生成するバンド幅調整手順を保持するように構成されたスイッチメモリと、
を備え、
前記スイッチプロセッサは、前記バンド幅調整手順を実行する際に、複数のサブチャネルのそれぞれがセットアップメッセージにおいて特定される宛先側端末および他の複数の宛先側端末と通信するために利用可能であるか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディジタルネットワークシステム。
【請求項３】
前記発信側メモリは、前記発信側プロセッサによって実行される際に、１×Ｎ拡張メッセージを有するセットアップメッセージを生成する１×Ｘ拡張プログラムを保持するように構成されており、
前記１×Ｎ拡張メッセージは、データメッセージを受信するため、宛先側端末および少なくとももう一つの宛先側端末を識別し、
前記ＩＳＤＮスイッチは、さらに、１×Ｎ拡張メッセージを解読し、データメッセージが少なくとももう一つの宛先側端末に送信されるようにするための他のサブチャネルを確立する１×Ｎ拡張手順を備えたことを特徴とする請求項２に記載のディジタルネットワークシステム。
【請求項４】
前記宛先側端末は、宛先側端末プロセッサと、
前記宛先側端末プロセッサがアクセス可能で、サブチャネルのデータレートより小さくない残余データレート容量を有する利用可能な通信リンクを宛先側端末が有しているか否かを示す可用性インジケータを保持するように構成された宛先側端末メモリと、
前記第２のスイッチインターフェースに接続されると共に、前記問合せメッセージを受信するように構成された宛先側端末インターフェースと、
を備え、
前記宛先側端末プロセッサは、前記問合せメッセージに応じて、前記可用性インジケータの値を含む応答メッセージを前記ＩＳＤＮスイッチに送信するように構成された応答部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のディジタルネットワークシステム。
【請求項５】
前記発信側端末インターフェースは、ＩＳＤＮのＤチャネルによって、前記バンド幅調整メッセージを前記ＩＳＤＮスイッチに送信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディジタルネットワークシステム。
【請求項６】
前記１×Ｎ拡張手順およびバンド幅調整手順は、前記発信側端末および宛先側端末の少なくとも一方によって生成された割当変更リクエストメッセージに応じて、複合的なＩＳＤＮのＢチャネルから第１のＩＳＤＮのＢチャネルおよび第２のＩＳＤＮのＢチャネルの少なくとも一方に変更するように協力することを特徴とする請求項３に記載のディジタルネットワークシステム。
【請求項７】
発信側端末と接続されると共に、バンド幅割当インジケータ，およびデータメッセージを複数の宛先側端末に送信するために用いられるサブチャネルのそれぞれのデータレートを含むバンド幅調整メッセージを含んだセットアップメッセージを発信側端末から受信するように構成された第１のスイッチインターフェースと、
複数の宛先側端末に接続された第２のスイッチインターフェースと、
スイッチプロセッサと、
前記スイッチプロセッサがアクセス可能であると共に、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中のバンド幅割当インジケータが存在しているかを判定し、存在している場合に、セットアップメッセージで特定されるデータレートでサブチャネルの確立をサポートするために利用可能な十分な未使用の通信容量を各宛先側端末が有しているか否かを判定するバンド幅調整部のプログラムを保持できるように構成されたスイッチメモリと、
を備えたことを特徴とするディジタルネットワークスイッチ。
【請求項８】
前記ディジタルネットワークスイッチは、ＩＳＤＮディジタルスイッチであり、
前記第１のスイッチインターフェースは、ＩＳＤＮのＤチャネルによって前記バンド幅調整メッセージを受信するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のディジタルネットワークスイッチ。
【請求項９】
ＩＳＤＮスイッチおよびスイッチプロセッサを備えたＩＳＤＮシステムの処理装置において、
前記ＩＳＤＮスイッチは、バンド幅割当インジケータおよび複数の宛先側端末にデータメッセージを送信する際に使用されるサブチャネルのデータレートを含むバンド幅調整メッセージを含んだＩＳＤＮセットアップメッセージを発信側端末から受信する第１のスイッチインターフェース手段と、サブチャネルを介して発信側端末を複数の宛先側端末とインターフェースさせる第２のスイッチインターフェース手段と、を有し、
前記スイッチプロセッサは、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中にバンド幅割当インジケータが存在しているかを判定するバンド幅調整部のプログラムを保持する手段と、問合せ信号を生成し、前記複数の宛先側端末それぞれに前記第２のスイッチインターフェース手段を介して送信する手段と、宛先側端末それぞれがサブチャネルのデータレートをサポートするために十分な量の残りデータ容量を有しているか否かを判定できるように、前記宛先側端末からそれぞれ応答メッセージを受信する手段と、を有することを特徴とするＩＳＤＮシステムの処理装置。
【請求項１０】
発信側端末において、バンド幅調整メッセージ，バンド幅割当インジケータ，複数の宛先側端末の識別子およびデータメッセージを複数の宛先側端末に送信するためのサブチャネルのデータレートを有するセットアップメッセージをメモリ中に生成する生成工程と、
前記バンド幅調整メッセージを有する前記セットアップメッセージをディジタルネットワークスイッチに送信する送信工程と、
ディジタルネットワークスイッチにおいて、前記セットアップメッセージで特定される宛先側端末に対するサブチャネルを確立する確立工程と、
サブチャネルを介し、データメッセージを宛先側端末に送信する送信工程と、
を含むことを特徴とするディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法。
【請求項１１】
前記生成工程は、バンド幅割当インジケータを含む制御フィールドを含んだデータ構造を有するフレームを含む前記バンド幅調整メッセージを生成することを特徴とする請求項１０に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法。
【請求項１２】
さらに、ディジタルネットワークで、バンド幅調整メッセージを有する前記セットアップメッセージを前記発信側端末から受信する受信工程と、
前記ディジタルネットワークスイッチにおいて、スイッチプロセッサによって実行された場合に、問合せ信号を生成し、問合せ信号を前記宛先側端末のそれぞれに送信し、さらに、サブチャネルのそれぞれと対応する、セットアップメッセージにおいて特定されるデータレートに宛先側端末のそれぞれが適応可能か否かを判定するバンド幅調整手順を保持する保持工程と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法。
【請求項１３】
さらに、前記セットアップメッセージに１×Ｎ拡張メッセージを含める工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）のようなディジタルネットワークを介して情報通信を行うための通信システムおよび通信方法（ディジタルネットワーク上における複数の独立したコールに対するバンド幅のスマート・アロケーション）に関する。より詳細に、本発明は、ＩＳＤＮのＤチャネル上において、改良されたＩＳＤＮスイッチ（modified ISDN switch）を介し、発信側端末（source terminal）と一以上の宛先側端末（destination terminal）との間にデータレート（data rate）を選択可能な通信リンクを一以上確立する技術に関するものである。
【０００２】
なお、改良されたＩＳＤＮスイッチは、一以上の宛先側端末に対する一以上のリンクへの細区分および割当に利用可能な二つのＩＳＤＮのＢチャネルの総バンド幅（aggregate bandwidth：チャネルの総バンド幅）を共通のリソースとして扱うものである。二つのＩＳＤＮのＢチャネルの総計およびそれによってもたらされるバンド幅の細区分は、発信側端末または宛先側端末にボンディング（bonding）またはマルチリンク・プロトコル・プロセス（multilink protocol process）の実行を要求することなく実行される。
【０００３】
なお、本発明は、１９９７年４月３０日に出願された米国特許出願０８／８４１，６５５『ファクシミリメッセージにおいて伝達されるデータ情報の発送方法およびその装置（A Method And Apparatus For Routing Data Information Conveyed In A Facsimile Message）』，１９９７年１０月２１日に出願された米国特許出願０８／９９５，３５３『最適化されたＩＳＤＮ通信状態の確立方法およびその装置（Method And Apparatus For Establishing Optimized ISDN Communication Conditions）』，１９９８年２月１０日に出願された米国特許出願０９／０２１，５６６『ＩＳＤＮ通信システムにおけるデータレートの拡張方法およびその装置（Method and Apparatus for Expanding Data Rate In An ISDN Communication System）』，１９９８年７月２日に出願された米国特許出願『１×Ｎ通信メッセージの送信方法およびその装置（Method and Apparatus for Sending a 1 X N Communication Message）』に開示されている発明の主題に関連する発明の主題を含むものであって、各出願は共通の発明者の要件を有しており、全ての出願の内容はここに援用される。
【０００４】
【従来の技術】
従来のファクシミリ装置は、従来の電話回線によって伝送されるアナログ信号を使用するＰＳＴＮ（public switch telephone network；公衆電話交換網）上で通信を行うものである。発信側端末（たとえば、ファクシミリ装置，スキャナおよびモデム機能を有したコンピュータ，またはデータの送信機能や受信機能を有した別の装置）は、ディジタルのスキャン情報を対応するアナログ信号に変換し、アナログ信号は電話スイッチ（交換機）設備（telephone switch facility）を介してＰＳＴＮ電話回線上に送信され、宛先側端末に送信される。宛先側端末は、そのアナログ信号を受信し、受信したアナログ信号をたとえばファクシミリ用紙上に印刷される画像の基礎となるディジタル信号に変換する。
【０００５】
ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network；総合サービスディジタル網）は、次世代の世界的なパブリック・テレコミュニケーション・ネットワーク（public telecommunications network）となりつつあり、現在のＰＳＴＮの一部を置き換え、ＰＳＴＮでは提供することが不可能な様々なサービスを提供することになると考えられる。ＩＳＤＮは、様々な種類のＩＳＤＮ端末装置（terminal equipment; TE）間で様々な種類のデータを伝送することを可能にする。
【０００６】
発信側端末とスイッチ設備（switch facility）を有する電話局（central office）との間のＩＳＤＮリンクの部分は、「ディジタルパイプ（digital pipe）」と呼ばれている。ディジタルパイプの容量は、一般に別々のチャネルについて検討される。特に「基本アクセス」のディジタルパイプは、それぞれ６４ｋｂｐｓの信号通信（signaling）をサポートする二つのＢチャネルと、１６ｋｂｐｓの一つのＤチャネルを含んでいる。
【０００７】
これら三つのチャネルの総ビットレートは１４４ｋｂｐｓであるが、フレーミング，同期および他の付加ビット（overhead bits）が基本アクセスリンクの総ビットレートを１９２ｋｂｐｓにする。また、各Ｂチャネルは１９２ｋｂｐｓではなく、ユーザから見ると最大データ容量がＢチャネル毎に６４ｋｂｐｓ、Ｄチャネルについては１６ｋｂｐｓとなるように、別個の通信チャネルとしての役割を有している。
【０００８】
Ｇ３装置のような従来のファクシミリ装置は、６４ｋｂｐｓを超えないレートで信号を送信する。なぜなら、二つのＢチャネルのうちの一つのみが使用されるからである。ファクシミリのデータは所定のフォーマットで配列されるため、二つの別個のＢチャネル上にデータを送信すると相当の大きさのタスクとなることになる。なぜなら、従来のＩＳＤＮスイッチがＢチャネルを別々に扱い、そして一方のＢチャネルのデータを他方のＢチャネルのデータと完全に異なるルートで送信することがあるからである。その結果、異なる通信経路が用いられることで各Ｂチャネルに異なる通信遅延が生じることになる。
【０００９】
ビデオテレコンファレンス（video teleconference）設備のような他の装置は、１２８ｋｂｐｓに近づくようにデータレートを増加させることができるように、「ボンディング（bonding）」の処理負担，またはマルチリンクＰＰＰ（multilink point-to-point; multilink PPP）プロトコルの使用を想定している。ボンディング方法は、ＩＳＤＮスイッチにダイアルすると共に、所望のデータレートを達成するために必要な次のコールを確立する顧客の宅内機器（customer premise equipment; CPE）に負担を負わせる。したがって、二つの別々のリンクが確立される。
【００１０】
特に、ＩＳＤＮスイッチとの二つの別々の通信コネクションを維持する負担を想定することにより、ＣＰＥは、１２８ｋｂｐｓのチャネルがユーザに提供されることをユーザへの見せ方として与えることができる。しかし、ボンディング方法は、ＩＳＤＮスイッチがＢチャネルのそれぞれが独立して扱われることがあり、従って別々のＢチャネルに異なる遅延を与えることになることを想定している点で不便である。その結果、ＣＰＥはそれぞれのＢチャネル間の遅延を補償しなければならず、また、同期の問題を避けることができるように、受信した情報および送信された情報を結合しなければならない。
【００１１】
マルチリンクＰＰＰ方式は、ＣＰＥに同様の処理の負担とデータ管理の負担をかけるが、同様の問題に異なる方法から取り組むものである。マルチリンクＰＰＰ方式は、従来のＩＳＤＮスイッチを使用すると共に、ＩＳＤＮスイッチがＢチャネルを組み合わせるオペレーションに気がつかないようにし、１２８ｋｂｐｓに近づく効果的なデータレートを提供するものである。
【００１２】
マルチリンクプロトコルは、ユーザのソースデータをそれぞれのパケットにおいてオーバーヘッド情報を含む特定の断片に分割し、全ての利用可能なチャネルでパケットを送信し、後に連続するように再度組み合わせるというものである。ボンディングの場合と同様に、マルチリンクＰＰＰは計算および管理の負担をＩＳＤＮスイッチに比べてＣＰＥにかけることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩＳＤＮネットワークならびにそれと共に動作する発信側端末および宛先側端末の限界は、各Ｂチャネルが静的であること、すなわち発信側端末や宛先側端末のいずれにおいても十分に利用されることのない固定バンド幅チャネルであることであると本発明者は理解している。
【００１４】
また、各Ｂチャネルには６４ｋｂｐｓが割り当てられるが、発信側端末または宛先側端末においてそのデータレートをサポートできるようにしても良いし、サポートできるようにしなくても良く、従ってより低いデータレートでＢチャネルを利用することにしても良い。しかし、Ｂチャネルの容量は６４ｋｂｐｓに対して残りがあり、従って発信側端末および宛先側端末が実際に６４ｋｂｐｓの信号通信方式を完全に利用しない限り、（信号通信速度に関連する）有効バンド幅の一部が無駄になる。
【００１５】
この限界を考慮し、本発明者は、一以上のＩＳＤＮのＢチャネルの「サブチャネライゼイション（subchannelization；以下「サブチャネル化」と記述する）」を従来のシステムで実行することはできないが、サブチャネル化がバンド幅の無駄な部分を他の通信タスクのために使用することが可能な場合には有益であると理解した。
【００１６】
また、発信側端末からの一または複数のメッセージを受信でき、受信した一または複数のメッセージをサブチャネルメッセージとして一以上の宛先側端末にユーザが選択可能なサブチャネル・バンド幅（例：データレート）で発送できるように改良されたＩＳＤＮスイッチが利用可能であるならば、エンド・ユーザ通信速度，アクセスのし易さ，およびユーザフレンドリなオペレーションに関する非常に大きな柔軟性が達成されることになる。
【００１７】
ＩＳＤＮのＤチャネルによって与えられる機能は二つの部分からなることが通常である。第１に、ＤチャネルはＣＰＥとＩＳＤＮスイッチ（電話会社によって管理される）との間の信号通信を確立すると共に、それを維持するために使用される。したがって、Ｄチャネルは、信号通信情報、たとえば宛先側端末の電話番号をダイヤルするために必要なものや、発信側端末と宛先側端末とを接続するために必要なもの等を搬送するものである。
【００１８】
ＩＳＤＮの端末装置，プロトコル，データレート等だけでなく、狭帯域ＩＳＤＮおよび広帯域ＩＳＤＮにおいて使用されるＤチャネルについては、たとえば、Ｓｔａｌｌｉｎｇｓ，Ｗ．，「データおよびコンピュータ通信（Data and Computer Communications）」，第５版，Prentice Hall，１９９７年，第７４０頁〜第７６９頁（以下に、この文献について「Ｓｔａｌｌｉｎｇｓ」と記述する）のような文献においてより詳細に説明されている。なお、この本の内容はここに援用される。
【００１９】
図１０は、従来のＩＳＤＮシステム１００を示すブロック図であり、ＩＳＤＮシステム１００は、ＩＳＤＮスイッチ２２を介して宛先側設備２の宛先側ファクシミリ１６（または他の種類の宛先側端末、たとえばコンピュータ，ＩＳＤＮが装備された複写機等）と通信を行う発信側設備１の発信側ファクシミリ１０を有している。発信側ファクシミリ１０は、内部デバイスとして示されているターミナルアダプタ１０Ａを介して通信を行うが、別体として構成された外部ターミナルアダプタを使用することにしても良い。
【００２０】
ターミナルアダプタ１０Ａは、プロトコル（物理レイヤおよび中間レイヤ）変換機能を提供し、４線式インターフェース（4-wire interface）を通じてＶ．３５，ＲＳ−２３２，ＵＳＢ（Universal Serial Bus），ＩＥＥＥ１３９４（FireWire）等の信号プロトコルをＩＳＤＮ準拠プロトコルに変換する。発信側設備１において、ボンディングまたはマルチリンクＰＰＰ部が発信側端末１０，ターミナルアダプタ１０ＡまたはＮＴ１（１４）に組み込まれるようにしても良い（なお、ＮＴ１はnetwork termination type 1であり、ＮＴ１の１と参照符号を区別するために、参照符号に括弧をつけて記述することにする）。
【００２１】
ＮＴ１（１４）は、２線式ライン１５を介し、ＩＳＤＮスイッチ２２に位置するスイッチングモジュール２６に発信側設備１を接続する。また、第２網終端装置（second network termination; NT2）が、発信側設備１において、ＮＴ１（１４）およびターミナルアダプタ１０Ａの間で使用され、たとえばＰＢＸ（digital private branch exchange）によるような、スイッチング機能およびコンセントレーション機能（concentration function）を提供するようにしても良い。同様に、ＮＴ１（１４）に代えて、ＮＴ１およびＮＴ２の両方の機能を実行するＮＴ１２を用いることにしても良い。
【００２２】
ＩＳＤＮスイッチ２２において、スイッチングモジュール２６は、バス２７を介してプロセッサ２４および別のスイッチングモジュール２８を接続しており、その結果、それぞれのスイッチングモジュール２６および２８ならびにプロセッサ２４にディジタルコマンドおよびデータを渡すことを可能にしている。
【００２３】
宛先側設備２の装置は、発信側設備１のものと全く同一であっても良いし、同一でなくても良い。図１０に示すＩＳＤＮシステムにおいて、宛先側設備２は、ターミナルアダプタ１６Ａを有した宛先ファクシミリ１６を備えている。なお、ターミナルアダプタ１６Ａは、図示される別のＮＴ１（２０）に接続される。ＮＴ１（２０）は、図示される別の２線式ＩＳＤＮライン１７を介し、ＩＳＤＮスイッチ２２のスイッチングモジュール２８に接続される。また、いくつかのサブアドレス１６Ｓ１〜１６ＳＮを、別々の専用回線１８Ｓ１〜１８ＳＮを経由して宛先ファクシミリ１６に接続することも可能である。
【００２４】
ＩＳＤＮ通信は、たとえばＳｔａｌｌｉｎｇの図Ａ．５を参照して説明されるような、いくつかのレイヤ・プロトコル・スタック（several layer protocol stack）に基づくものである。制御信号は、それぞれのユーザ・ネットワークインターフェース間に確立され、プロトコルスタックの第３レイヤ（すなわち、「ネットワーク」レイヤ）に存在し、さらに、Ｉ．４５１／Ｑ．９３１と呼ばれている。したがって、通信リンクのために制御信号が確立されると共に維持され、制御信号は発信側設備１および宛先側設備２の間に、Ｄチャネル、詳細には、ＩＳＤＮネットワークレイヤ，データリンクレイヤおよび物理レイヤを通じて確立される。
【００２５】
図１１は、ＩＳＤＮ基本レートアクセスに関連するものであって、発信側設備１からＩＳＤＮスイッチ２２に伝送されるフレームのフレーム構造２００を示すものである。フレーム構造２００は、２５０μｓｅｃで伝送される４８ビットを含んでいる。フレーム構造２００には、フレーム指示ビット（fraiming bits）のＦ，ｄｃバランスビット（dc balancing bits）のＬ，第１のＢチャネル（フレームにつき１６ビット）に対するＢチャネルビットのＢ１，第２のＢチャネル（フレームにつき１６ビット）に対するＢチャネルビットのＢ２，Ｄチャネルビット（フレームにつき４ビット）のＤ，補助フレーム指示ビット（auxiliary framing bit）のＦａが構成要素として含まれている。ＩＳＤＮスイッチ２２から発信側設備１に送信されるフレームの対応するフレーム構造を含むフレーム構造のより詳細な説明については、Ｓｔａｌｌｉｎｇｓの第２１２頁〜第２１５頁に記述されている。
【００２６】
リンク・アクセス・プロトコル（link access protocol; LAPD）Ｄチャネルは、（発信側設備１や宛先側設備２における）加入者装置とＩＳＤＮスイッチ２２との間で交換される特定のＬＡＰＤフレームを確立するために定義される。呼制御プロトコルＩ．４５１／Ｑ．９３１はＤチャネル上で使用され、Ｂチャネル上の接続を確立し、維持し、さらに終了させる。
【００２７】
Ｄチャネルは、主に信号通信の目的のために使用され、宛先側端末の番号をダイアルし、接続を確立するために使用されることによって、データがＢチャネルを介して発信側設備１から宛先側設備２に伝送される。しかし、直ちに理解されるように、Ｄチャネルの接続が一旦確立されると、サブチャネル化機能がＩＳＤＮアーキテクチャに組み込まれていることを条件にして、Ｄチャネルはもう一つのコールを受信するか、または第２ライン，第３ラインもしくはその種の他のものに対して付加的なコネクションを生成するために無料で使用され続ける。サブチャネル化を二つのＢチャネルの集合と組み合わせることによる相乗効果は、最終利用者に更に費用請求することなく、共通のＤチャネルがＤチャネルによって実行されることになっているセットアップ接続に関する全ての情報を考慮するという点である。
【００２８】
図１２は、発信側設備１とＩＳＤＮスイッチ２２との間の信号通信シーケンスを示す図である。発信側設備１と宛先側設備２との間で各Ｂチャネル接続を確立するためには、Ｄチャネル上において初期の通信リンクが発信側設備１と宛先側設備２との間に確立されなければならない。このために、一連のメッセージが送信され、発信側設備１とＩＳＤＮスイッチ２２との間でやり取りされる。発信側設備１およびＩＳＤＮスイッチ２２の間のこの通信は、Ｄチャネル上において持続的な条件で行われるものであり、一方、通信はＢチャネルのいずれか一方において発信側設備１と宛先側設備２との間で維持される。図１２に示すように、Ｄチャネルが維持されている間、いくつかの異なるメッセージが発信側設備１とＩＳＤＮスイッチ２２との間で送信される。また、ボンディングまたはマルチリンクＰＰＰの目的のために第２のＢチャネルが確立された場合、同様の重複した手順が実行される。
【００２９】
図１２中の矢印の向きは発信側設備１とＩＳＤＮスイッチ２２との間における通信の方向を示すものである。接続を確立するためのプロセスは、発信側設備１がセットアップメッセージ（setup message）を最初に送信することによって開始される。セットアップメッセージの特別な機能は図１３を参照して説明することにするが、セットアップメッセージの目的はＩＳＤＮスイッチ２２への接続要求に関する一般的な情報を提供することである。
【００３０】
つぎに、ＩＳＤＮスイッチ２２は、呼設定が開始されたことを示す呼設定受付メッセージ（call proceeding message）で応答する。続いて、ＩＳＤＮスイッチ２２は、発信側設備１によるコールが受け入れられたことを示す接続メッセージ（connect message）を送信する。そして、発信側設備１は、ユーザにコールが与えられたことを示す接続アクノリッジ信号（connect acknowledge signal）を送信する。
【００３１】
また、ユーザがコールを切断する場合、ユーザは切断メッセージ（disconnect message）を発信側設備１を介してＩＳＤＮスイッチ２２に送信し、接続のクリアを要求する。これに応じてリリースメッセージ（release message）がＩＳＤＮスイッチ２２から送信され、チャネルおよび呼番号（call reference）をリリース（解放）する意志が示される。これに応じて、発信側設備１はリリース完了メッセージ（release complete message）を発行し、チャネルおよび呼番号の解放を示す。続いて、Ｂチャネルを通してのコールおよび情報のフローが終了する。
【００３２】
図１３は、従来のＩＳＤＮのＤチャネルセットアップメッセージの構造を示す図である。セットアップメッセージは、（オクテット（octets）で測定された）サイズの異なるＬＡＰＤフレーム（たとえば、５０１，５０３，・・・）をそれぞれ含んでいる。セットアップメッセージは、長さが１オクテットのフラグフレーム５０１を含んでいる。そして、そのつぎに、コマンド／レスポンスビット（command/response bit; CR）およびアドレスフィールド拡張ビット（address field extension bit;０）を有するサービスアクセスポイント識別子（service access point identifier; SAPI）フレーム５０３が続いている。
【００３３】
ＳＡＰＩフレーム５０３は、ターミナルエンドポイント識別子（terminal end point identifier; TEI）フレーム５０５と結びついており、それぞれの長さは１オクテットである。コントロール（control）フレーム５０７は、長さが１または２オクテットであり、そのつぎに、０オクテットと１２８オクテットとの間において可変長を有するインフォメーション（information）フレーム５０９が続いている。さらに、フレームチェックシーケンス（frame check sequence frame）フレーム５１１が続き、２オクテットの長さを占める。エンド（end）フレーム５１３はセットアップメッセージフラグの終了を示す役割を果たすものである。
【００３４】
ＳＡＰＩフレーム５０３は、プロトコルレイヤ３のユーザであることを示す第１のサブフィールド「ＳＡＰＩ」、さらに、ＳＡＰＩの予め定められたフォーマッティング機能として使用されるサブフレームＣ／Ｒおよび０を含んでいる。ターミナルエンドポイント識別子フレーム５０５はユニークなターミナルエンドポイント識別子を定めるものであり、ユーザの装置を識別するために使用される。
【００３５】
コントロールフレーム５０７は、たとえばインフォメーションフレーム，監視（supervisory）フレーム，および番号のついていない（unnumbered）フレーム等、使用されるフレームフォーマットの種類を定義するものである。インフォメーションフレーム５０９は０〜１２８まで変化するオクテットの変数を含むと共に、オクテットの整数を形成するビットのあらゆるシーケンスを含むサブフィールドをそれぞれ有している。
【００３６】
したがって、ユーザがある宛先にデータを送信しようとする場合、インフォメーションフィールドの情報は、ＩＳＤＮスイッチ２２によって情報の内容が解読されることなく、宛先のユーザに直接渡される。インフォメーションフィールド５０９に続いてフレームチェックシーケンスフレーム５１１が含まれており、フラグを除くフレームの残りのビットからコードを計算することによってエラー検出機能を実行する。標準コード（normal code）は巡回冗長検査コード（cyclical redundancy check code）である。最後に、エンドフラグフレーム５１３は、セットアップメッセージの終了を示す特定のコードを含んでいる。
【００３７】
従来のＩＳＤＮセットアップアーキテクチャの限界は、ＩＳＤＮスイッチを経由して発信側端末と宛先側端末との間に単一の１２８ｋｂｐｓ接続を形成する適切な方法がないという点にあると本発明者は理解している。サブチャネル化機能や、継続中の米国特許出願『１×Ｎ通信メッセージの送信方法および装置（Method and Apparatus for Sending a 1 X N Communication Message）』において検討されているような１×Ｎ通信機能を実現する従来のＩＳＤＮセットアップアーキテクチャも同様である。従来のＩＳＤＮスイッチが異なるＢチャネルを独立して扱うため、ＩＳＤＮスイッチは、割り当てられる通信パスに関する重大な不確実度を、共通の発信元と宛先を有する異なるＢチャネルに与えることになる。
【００３８】
すなわち、ネットの結果を異ならせ、また、多分非静的でチャネル間の遅延を生じる。従来のボンディングおよびマルチリンクＰＰＰベースのシステムは、二つのＢチャネルを「結合する」ための処理および管理のオーバーヘッドを調節するようにするため、より高価で複雑な発信側装置および宛先側装置を使用することによってＩＳＤＮスイッチで負わせられる遅延障害を克服するものである。
【００３９】
さらに、Ｇ３ファクシミリ装置のような多くの従来のＩＳＤＮ端末は、６４ｋｂｐｓ以下しかファクシミリ伝送に利用することができないと推測されるため、１２８ｋｂｐｓリンクによる通信を行うことができるように構成されていない。また、Ｇ３ファクシミリ装置のような従来のＩＳＤＮ装置も同様であり、使用の需要または要求に従い、チャネル速度が１ｋｂｐｓから１２８ｋｂｐｓまで変動するサブチャネル化のオペレーションを行うことができない。
【００４０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、新規な方法，装置およびシステムを提供し、ＩＳＤＮネットワークにおいてデータレートの拡張および１×Ｎメッセージにおいて使用されるＩＳＤＮチャネルのサブチャネル化を可能し、既存の方法，装置およびシステムに存在する前述した限界を克服することを目的とする。
【００４１】
また、本発明は上記に鑑みてなされたものであって、最高１２８ｋｂｐｓの複合データレートを有する一以上のサブチャネルによる伝送のために、ネットワークスイッチが一方または両方のＢチャネルを複合チャネルとして扱うように要求するリクエストメッセージをネットワークスイッチに伝送するように構成された発信側ＩＳＤＮ端末を提供することを目的とする。
【００４２】
さらに、本発明は上記に鑑みてなされたものであって、発信側端末と一以上の宛先側端末との間にサブチャネル化による複合チャネルを確立する方法およびネットワークスイッチを提供することを目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的や他の目的は、以下に簡単に説明するが、発信側端末においてセットアップメッセージを生成する本発明にかかる方法，装置およびシステムによって達成される。セットアップメッセージは、１×Ｎメッセージを一以上の宛先側設備に送信する場合または別々のメッセージを一以上の宛先側設備に送信する場合に通信効率が最大になるように、一方または両方のＢチャネルのサブチャネル化に関するリクエストを含むものである。発信側端末は、そのリクエストを含むセットアップメッセージをスイッチに送信する。スイッチは、発信側端末と一以上の宛先側端末との間の通信のための一方または両方のＢチャネルのバンド幅を細分するチャネルおよびバンド幅調整部を呼び出す。また、セットアップメッセージは、１×Ｎ拡張メッセージが含まれているか否かを示す。
【００４４】
データメッセージが二以上の宛先側設備に送信される際に、セットアップメッセージにおいて特定されている各宛先側設備において使用される所望のデータレートがリクエストされる。そして、スイッチは、発信側端末によってなされた通信リクエストをサポートするために両方のＢチャネルが必要とされるか否かについて判定すると共に、特定された一または複数の宛先側端末で通信リソースが利用可能であるか否かを判定する。
【００４５】
宛先側端末の一つが発信側端末によってリクエストされた通信容量をサポートすることができない場合、その宛先側端末はスイッチおよび／またはソースターミナルの少なくとも一方に反対の提案を申し出る。発信側端末および／またはスイッチによってその反対の提案が受け入れられた場合、スイッチは通信速度をその宛先側端末に合わせて変更する。このように、標準的なデータメッセージまたは１×Ｎ拡張メッセージを一以上の宛先側端末に送信する際に、一方または両方のＢチャネルの通信容量が最適化される。
【００４６】
本発明の真相は、改良されたＩＳＤＮスイッチを使用することである。すなわち、このＩＳＤＮスイッチは、二つのＢチャネルを単一のチャネルとして扱うように改良されたものであり、その組み合わされたチャネル容量をユーザのリクエストによってサブチャネル化することも可能である。改良されたＩＳＤＮスイッチは、プロセッサベースのチャネルおよびバンド幅調整部を含み、発信側端末が一方または両方のＢチャネルのサブチャネル化をリクエストしたか否かを判定すると共に、Ｂチャネルの一方または両方から、発信側端末からのメッセージの受信側として特定されているそれぞれの宛先側設備までの有効バンド幅の割り当てを調整したか否かを判定するように構成されている。
【００４７】
上記目的を達成するため、請求項１のディジタルネットワークシステムは、発信側プロセッサと、発信側プロセッサがアクセス可能であり、発信側プロセッサによって実行される際にバンド幅調整メッセージを含むセットアップメッセージを生成する発信側端末プログラムを保持するように構成され、さらに、前記バンド幅調整メッセージにおいて、バンド幅割当インジケータ，サブチャネルを介してデータメッセージを送信する対象となる宛先側端末のアドレス，および前記サブチャネルのサブチャネルデータレートを保持するように構成された発信側メモリと、ディジタルネットワークスイッチと接続されるように構成された発信側端末インターフェースと、を有した発信側端末を備え、前記ディジタルネットワークスイッチが、通信チャネルの容量を複数のサブチャネルに細分するバンド幅調整手順を有し、前記複数のサブチャネルが、データメッセージを伝送するために使用されるサブチャネルを含み、前記バンド幅調整メッセージが、ディジタルネットワークスイッチがサブチャネルを確立できるように、ディジタルネットワークスイッチにサブチャネルデータレートを通知するものである。
【００４８】
また、請求項２のディジタルネットワークシステムは、請求項１に記載のディジタルネットワークシステムにおいて、ディジタルネットワークスイッチが、ＩＳＤＮスイッチであり、ＩＳＤＮスイッチが、前記発信側端末インターフェースに接続されると共に、前記発信側端末から前記バンド幅調整メッセージを有した前記セットアップメッセージを受信するように変更された第１のスイッチインターフェースと、前記宛先側端末および他の複数の宛先側端末に接続された第２のスイッチインターフェースと、スイッチプロセッサと、前記スイッチプロセッサがアクセス可能であり、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中のバンド幅割当インジケータを確認すると共に、セットアップメッセージにおいて特定されたそれぞれの宛先側端末および他の複数の宛先側端末に前記第２のスイッチインターフェースを介して送信される問合せメッセージを生成するバンド幅調整手順を保持するように構成されたスイッチメモリと、を備え、前記スイッチプロセッサが、前記バンド幅調整手順を実行する際に、複数のサブチャネルのそれぞれがセットアップメッセージにおいて特定される宛先側端末および他の複数の宛先側端末と通信するために利用可能であるか否かを判定するように構成されているものである。
【００４９】
また、請求項３のディジタルネットワークシステムは、請求項２に記載のディジタルネットワークシステムにおいて、前記発信側メモリが、前記発信側プロセッサによって実行される際に、１×Ｎ拡張メッセージを有するセットアップメッセージを生成する１×Ｘ拡張プログラムを保持するように構成されており、前記１×Ｎ拡張メッセージが、データメッセージを受信するため、宛先側端末および少なくとももう一つの宛先側端末を識別し、前記ＩＳＤＮスイッチが、さらに、１×Ｎ拡張メッセージを解読し、データメッセージが少なくとももう一つの宛先側端末に送信されるようにするための他のサブチャネルを確立する１×Ｎ拡張手順を備えたものである。
【００５０】
また、請求項４のディジタルネットワークシステムは、請求項３に記載のディジタルネットワークシステムにおいて、前記宛先側端末が、宛先側端末プロセッサと、前記宛先側端末プロセッサがアクセス可能で、サブチャネルのデータレートより小さくない残余データレート容量を有する利用可能な通信リンクを宛先側端末が有しているか否かを示す可用性インジケータを保持するように構成された宛先側端末メモリと、前記第２のスイッチインターフェースに接続されると共に、前記問合せメッセージを受信するように構成された宛先側端末インターフェースと、を備え、前記宛先側端末プロセッサが、前記問合せメッセージに応じて、前記可用性インジケータの値を含む応答メッセージを前記ＩＳＤＮスイッチに送信するように構成された応答部を備えたものである。
【００５１】
また、請求項５のディジタルネットワークシステムは、請求項１に記載のディジタルネットワークシステムにおいて、前記発信側端末インターフェースが、ＩＳＤＮのＤチャネルによって、前記バンド幅調整メッセージを前記ＩＳＤＮスイッチに送信するように構成されているものである。
【００５２】
また、請求項６のディジタルネットワークシステムは、請求項３に記載のディジタルネットワークシステムにおいて、前記１×Ｎ拡張手順およびバンド幅調整手順が、前記発信側端末および宛先側端末の少なくとも一方によって生成された割当変更リクエストメッセージに応じて、複合的なＩＳＤＮのＢチャネルから第１のＩＳＤＮのＢチャネルおよび第２のＩＳＤＮのＢチャネルの少なくとも一方に変更するように協力するものである。
【００５３】
また、請求項７のディジタルネットワークスイッチは、発信側端末と接続されると共に、バンド幅割当インジケータ，およびデータメッセージを複数の宛先側端末に送信するために用いられるサブチャネルのそれぞれのデータレートを含むバンド幅調整メッセージを含んだセットアップメッセージを発信側端末から受信するように構成された第１のスイッチインターフェースと、複数の宛先側端末に接続された第２のスイッチインターフェースと、スイッチプロセッサと、前記スイッチプロセッサがアクセス可能であると共に、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中のバンド幅割当インジケータが存在しているかを判定し、存在している場合に、セットアップメッセージで特定されるデータレートでサブチャネルの確立をサポートするために利用可能な十分な未使用の通信容量を各宛先側端末が有しているか否かを判定するバンド幅調整部のプログラムを保持できるように構成されたスイッチメモリと、を備えたものである。
【００５４】
また、請求項８のディジタルネットワークスイッチは、請求項７に記載のディジタルネットワークスイッチにおいて、前記ディジタルネットワークスイッチが、ＩＳＤＮディジタルスイッチであり、前記第１のスイッチインターフェースが、ＩＳＤＮのＤチャネルによって前記バンド幅調整メッセージを受信するように構成されているものである。
【００５５】
また、請求項９のＩＳＤＮシステムの処理装置は、ＩＳＤＮスイッチおよびスイッチプロセッサを備えたＩＳＤＮシステムの処理装置において、前記ＩＳＤＮスイッチが、バンド幅割当インジケータおよび複数の宛先側端末にデータメッセージを送信する際に使用されるサブチャネルのデータレートを含むバンド幅調整メッセージを含んだＩＳＤＮセットアップメッセージを発信側端末から受信する第１のスイッチインターフェース手段と、サブチャネルを介して発信側端末を複数の宛先側端末とインターフェースさせる第２のスイッチインターフェース手段と、を有し、前記スイッチプロセッサが、前記スイッチプロセッサによって実行される際に、バンド幅調整メッセージ中にバンド幅割当インジケータが存在しているかを判定するバンド幅調整部のプログラムを保持する手段と、問合せ信号を生成し、前記複数の宛先側端末それぞれに前記第２のスイッチインターフェース手段を介して送信する手段と、宛先側端末それぞれがサブチャネルのデータレートをサポートするために十分な量の残りデータ容量を有しているか否かを判定できるように、前記宛先側端末からそれぞれ応答メッセージを受信する手段と、を有するものである。
【００５６】
また、請求項１０のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法は、発信側端末において、バンド幅調整メッセージ，バンド幅割当インジケータ，複数の宛先側端末の識別子およびデータメッセージを複数の宛先側端末に送信するためのサブチャネルのデータレートを有するセットアップメッセージをメモリ中に生成する生成工程と、前記バンド幅調整メッセージを有する前記セットアップメッセージをディジタルネットワークスイッチに送信する送信工程と、ディジタルネットワークスイッチにおいて、前記セットアップメッセージで特定される宛先側端末に対するサブチャネルを確立する確立工程と、サブチャネルを介し、データメッセージを宛先側端末に送信する送信工程と、を含むものである。
【００５７】
また、請求項１１のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法は、請求項１０に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法において、前記生成工程が、バンド幅割当インジケータを含む制御フィールドを含んだデータ構造を有するフレームを含む前記バンド幅調整メッセージを生成するものである。
【００５８】
また、請求項１２のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法は、請求項１０に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法において、さらに、ディジタルネットワークで、バンド幅調整メッセージを有する前記セットアップメッセージを前記発信側端末から受信する受信工程と、前記ディジタルネットワークスイッチにおいて、スイッチプロセッサによって実行された場合に、問合せ信号を生成し、問合せ信号を前記宛先側端末のそれぞれに送信し、さらに、サブチャネルのそれぞれと対応する、セットアップメッセージにおいて特定されるデータレートに宛先側端末のそれぞれが適応可能か否かを判定するバンド幅調整手順を保持する保持工程と、を含むものである。
【００５９】
さらに、請求項１３のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法は、請求項１２に記載のディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法において、さらに、前記セットアップメッセージに１×Ｎ拡張メッセージを含める工程を含むものである。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明することにするが、いくつかの図において、同一または対応する部分については同一の符号を付すことにする。
【００６１】
図１は、改良されたＩＳＤＮ（modified integrated digital service network）システム１０００を示している。図において、発信側設備１０１の発信側端末１００は、ＩＳＤＮスイッチ２２０を介し、複数の宛先側設備２Ａ〜２Ｎと通信を行うものである。なお、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、後述する１×Ｎスイッチ機能およびサブチャネル化機能（subchannelization function）を提供するように改良されたものである。
【００６２】
発信側端末１００は発信側設備１０１に含まれており、発信側設備１０１は顧客の宅内機器（customer premise equipment; CPE）の一部としてユーザサイトに位置している。発信側端末１００は、後述するマルチアドレッシング部（multi-addressing mechanism）１０２，バンド幅割当部（bandwidth allocation mechanism）５１０４およびデータレート拡張部（data rate expansion mechanism）５１０２，ならびにターミナルアダプタ１０Ａおよび網終端装置１（network termination type 1; ＮＴ１）１４を含んでいる。また、単一のＮＴ１（１４）のみが発信側設備１０１やそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎで使用されている。ＮＴ１（１４）には、発信側設備１０１をＩＳＤＮスイッチ２２０に物理的に接続する２線式ＩＳＤＮライン（two wire ISDN line）１５が接続されている。
【００６３】
本実施の形態はＩＳＤＮのアプリケーションに向けられているが、本発明は他のネットワーク構成と共に使用することも可能である。たとえばＩＳＤＮスイッチ２２０およびスイッチベースのネットワーク１０００について若干例を挙げるとすれば、フレーム・リレー・システム（frame relay system），スイッチ５６システム（switch 56 system），非同期転送モード・システム（asynchronous transfer mode system; ATM system）および非同期ディジタル加入者線システム（asynchronous digital subscriber line system; ADSL system）に組み入れることが可能である。
【００６４】
また、本発明をオープンバンド幅のディジタルネットワークにおいて使用することも可能であり、この場合、発信側設備１０１はマルチリンガルスイッチ（multilingual switch；マルチリンガルは複数の通信プロトコルをサポート可能という意味）を介して複数の宛先側設備と通信する。ここで、複数の宛先側設備２Ａ〜２Ｎは、発信側端末１０１で使用されているものと異なるネットワークプロトコルを使用するものであっても良いし、また同一のネットワークプロトコルを使用するものであっても良い。
【００６５】
たとえば、発信側設備１０１は、ＩＳＤＮ回線を使用してオープンバンド幅スイッチのディジタルネットワークに接続することが可能である。そのオープンバンド幅スイッチは、ＩＳＤＮフォーマットに含まれる情報を認識して受信すると共に、たとえばフレームリレーコンテキスト（frame relay context）において通信を行うことが可能な第１の宛先側設備にメッセージのコピーを送信する。
【００６６】
同様に、メッセージの別のコピーをたとえばＡＴＭネットワークのような別の宛先側設備に送信することも可能である。オープンバンド幅スイッチのディジタルネットワークは、この変換機能（translation function）を提供し、それぞれの宛先側設備と通信してどのような通信プロトコルがサポートされているかについて判定する。また、ディジタルネットワークのオープンバンド幅スイッチが、それぞれの宛先側設備でどのようなプロトコルがサポートされているかを示すインジケータ（indicator）を保持するメモリを備えるようにしても良い。
【００６７】
本発明において、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、関連するメモリ（たとえばＲＡＭ，ＲＯＭまたは大容量記憶装置），インターフェース装置等を有したプロセッサ２４（たとえば一以上の離散的な中央処理装置），スイッチングモジュール２６および２８ならびにバス２７を含んでいる。スイッチングモジュール２６および２８Ａ〜２８Ｎを伴うプロセッサ２４の適当な例としては、ＡＴ＆Ｔ社の５ＥＳＳ  ＳＷＩＴＣＨがあるが、後述する１×Ｎ拡張部１０６およびチャネルおよびバンド幅調整部５１０６を含むように適切な変更が必要である。スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、バス２７を介して第１スイッチングモジュール２６およびプロセッサ２４に接続されている。また、スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、それぞれの２線式ＩＳＤＮライン１７Ａ〜１７Ｎに接続される。なお、２線式ＩＳＤＮライン１７Ａ〜１７Ｎは宛先側設備２Ａ〜２ＮのＮＴ１にそれぞれ接続されている。
【００６８】
発信側端末１００または宛先側端末２Ａ〜２Ｎの例としては、Ｇ４オプションを含むＲｉｃｏｈ  ＦＡＸ−４７００Ｌや、たとえばマルチアドレッシング部１０２，バンド幅割当部５１０４およびデータレート拡張部５１０２を含むように適切な変更が施されており、好ましくは、ソフトウエアモジュールとして実現されているＲｉｃｏｈ  ＲＳ２３２ＰＣ−ｆａｘ  ｅｘｐａｎｄｅｒを挙げることができる。発信側端末１００は、Ｇ４ファクシミリ・コンベンション（G4 facsimile convention）によるファクシミリ画像，オーディオ，ビデオまたはＩＳＤＮと互換性を有する他のディジタル信号のような様々な形式で情報を宛先側端末に送信するできるように構成されている。
【００６９】
ＩＳＤＮシステム１０００は、発信側端末１００において、共通の伝送（common transmission）を宛先側設備２Ａ〜２Ｎの全てに送信したり、一以上のサブチャネルメッセージを送信することを希望するユーザからの指示を受けることにより、オペレーションを開始する。共通の伝送は、別々のチャネルで宛先側設備２Ａ〜２Ｎに送信され、一方、サブチャネルメッセージは一以上の宛先側設備２Ａ〜２Ｎに送信される。
【００７０】
また、発信側設備１０１のユーザは、利用可能な１２８ｋｂｐｓをどのように割り当てるのかを指定し、または指定することができるオプションを有している。好適な実施の形態においては、利用可能な１２８ｋｂｐｓを１ｋｂｐｓのセクションに細分可能であるものとするが、より小さなまたはより大きな増分が与えられることにしても良い。オプションとして、発信側端末１００がユーザに質問することはないが、ユーザが多数の電話番号（たとえば、アドレス，またはそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎに関する他の識別子）を入力したか否かを自動的に判定すると共に、対象の宛先側設備２Ａ〜２Ｎに情報を送信するために最も大きな有効チャネル容量（the greatest available channel capacity）を自動的に判定する。
【００７１】
これに応じて、マルチアドレッシング部１０２は、バンド幅割当部５１０４と協力し、あるいは６４ｋｂｐｓを超えるデータレートが要求される場合にはデータレート拡張部５１０２と協力し、メモリにセットアップメッセージを形成する。セットアップメッセージを形成した後、発信側端末１００は、セットアップメッセージをターミナルアダプタ１０Ａ，ＮＴ１（１４）およびシングルリンク（２線式ＩＳＤＮライン）１５を介してＩＳＤＮスイッチ２２０に送信する。
【００７２】
セットアップメッセージを受信すると、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、受信したメッセージをバス２７を経由してプロセッサ２４に渡す。プロセッサ２４において、１×Ｎ拡張部（1 X N extension mechanism）１０６は多数のアドレスがセットアップメッセージに含まれているかを判定し、またはそれに代えて、発信側端末１００が多数の宛先側端末にメッセージを送信することを希望していることを示すフラグが含まれているか否かを判定する。１×Ｎ拡張メッセージが存在する場合、１×Ｎ拡張部１０６はマルチアドレスリクエストの指示をＲＡＭに保存すると共に、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎが発信側端末１００からの１×Ｎ拡張メッセージを受信するためのオープンチャネル（open channel）、たとえば二つのＢチャネルの一方、またはサブチャネルが利用可能であるか否かに関する初期の調査を開始する。
【００７３】
１×Ｎ拡張部１０６は、二つのＢチャネルに関連する有効な１２８ｋｂｐｓを細分する役割を有するチャネルおよびバンド幅調整部５１０６と調和的に働き、セットアップメッセージにおいて発信側端末１００によって特定されたそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎと通信を行う。チャネルおよびバンド幅調整部５１０６は、スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎのそれぞれに対し、コマンドを送信することによって調査を開始する。このコマンドは、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎが発信側端末１００からのデータメッセージ（たとえば、ファクシミリ画像等）を受信するために、少なくとも一方のＢチャネルの一部において利用可能な要求された容量を有しているか否かを判定することができるように、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎに質問するためのものである。
【００７４】
また、チャネルおよびバンド幅調整部５１０６がそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎとの通信をモニタし、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎがそれらにとって利用可能な要求されたチャネル容量を有しているか否かを判定するようにしても良い。さらに、１×Ｎ拡張部１０６によって調整されるように、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎの二つのＢチャネルを組み合わせることによって、より高いデータレートの実現が可能となり、その結果、より高いデータレートがそれらの設備のためにサポートされることになる。
【００７５】
発信側端末１００のマルチアドレッシング部１０２が１×Ｎ拡張メッセージを生成する場合、いずれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎが発信側端末１００からのデータメッセージを受信するために利用可能な通信経路を有しているかを判定することができるように、１×Ｎ拡張部１０６は周期的基準（たとえば２１０ｍｓｅｃ）に基づいて、たとえば最高５ｓｅｃの合計期間に渡り、それぞれのスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎをポーリングする。ポーリングの応答に基づいて、１×Ｎ拡張部１０６は、バス２７およびスイッチングモジュール２６を介し、発信側設備１０１に対してステータスメッセージを送信し、発信側端末１００に一以上の宛先側設備２Ａ〜２Ｎがデータメッセージを受信する準備できており、かつ利用可能であることを通知する。
【００７６】
これに応じて発信側端末１００は、プロセッサ２４を介し、利用可能な宛先側設備２Ａ〜２Ｎに対応するスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎにそれぞれメッセージを伝送する。宛先側設備２Ａ〜２Ｎに対するリンク（２線式ＩＳＤＮライン）１７Ａ〜１７Ｎが共通のバンド幅（たとえば１ｋｂｐｓ）を有している場合、プロセッサ２４は発信側端末１００に対し、共通のレートで各宛先側設備２Ａ〜２Ｎにメッセージを発送することを可能にする。
【００７７】
しかし、チャネルおよびバンド幅調整部５１０６のオペレーションと一致するように、プロセッサ２４はまた、一以上の宛先側設備２Ａ〜２Ｎが制限されたデータレートをサポートすることが可能であるか否か、または発信側端末１００が宛先側設備２Ａ〜２Ｎの特定の一つに対して異なるデータレートを使用することを最初からリクエスト可能であったか否かを判定する。いずれの場合においても、プロセッサ２４は保存および転送オプションを実行する。ここでは、宛先側設備２Ａ〜２Ｎのうちの最も遅いものが、処理可能な最大レートで、または、発信側端末１００によってリクエストされ、かつ、ＩＳＤＮスイッチ２２０によって割り当てられたサブチャネルのレートで、プロセッサ２４から情報を受信することが可能となるように、発信側端末１００から送信されたメッセージの情報が１×Ｎ拡張部１０６にバッファされる。
【００７８】
１×Ｎ拡張部１０６による調整が最小限に保たれるように、スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、蓄積・転送ハブ(store and forward hub)の役割を果たすことが可能である。より高い通信容量を有しているか、またはより高いデータレート容量でサブチャネルを使用するために指定されていた他の利用可能な宛先側設備２Ａ〜２Ｎのうち、スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２ＮをＩＳＤＮスイッチ２２０に相互に接続する通信リンクのチャネル容量と比例するレートで、プロセッサ２４からメッセージのコピーを取り出すことが可能である。
【００７９】
また、少なくとも宛先側設備２Ａ〜２Ｎのサブセットがデータメッセージを受信することに利用できると１×Ｎ拡張部１０６とチャネルおよびバンド幅調整部５１０６とが判定するまで、発信側端末１００がデータメッセージのためにリポジトリー（repository; 容器）としての役割を持つようにしても良い。一度知らされると、発信側端末１００は一以上のＢチャネル，またはサブチャネル上にデータメッセージを送信し、その結果、１×Ｎ拡張部１０６がメッセージをバス２７上に置き、そのメッセージを関連するスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎに発送する。そして、スイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、チャネルおよびバンド幅調整部５１０６によって割り当てられるサブチャネルにより、利用可能な宛先側設備２Ａ〜２Ｎに対してメッセージのコピーを送信する。
【００８０】
一以上のサブチャネル上のデータメッセージ（それ自身で１×Ｎ拡張メッセージまたはディジタルオーディオまたはディジタルビデオファイルのような別のメッセージであっても良い）の通信は、一以上のＢチャネルまたはそのサブチャネル上において通常実行されるが、ＩＳＤＮスイッチ２２０とそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎとの間の調整プロセスは、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎにおいて利用可能なＤチャネル上で実行される。しかし、サブチャネル化を始めることを確立するために使用されるＤチャネルは、発信側端末１００に与えられ、従って、オンのＤチャネルのみが発信側端末１００およびＩＳＤＮスイッチ２２０との間で使用される。
【００８１】
図２は、発信側端末１００のいくつかの主要な信号処理機能を示すブロック図である。好適な一実施の形態がファクシミリ装置に向けられているため、スキャナ６００が含まれている。スキャナ６００は、オリジナルドキュメントをスキャンし、ビデオプロセッサ６０２に与えるデジタル出力を生成する。スキャンプロセッサは、オペレータがキーパッド（後に図５を用いて説明する）上でＩＳＤＮナンバーを入力すると共に、スタートボタンを押下することによって起動され、ダイアル呼出手続およびスキャンプロセスを同時に開始する。ビデオプロセッサ６０２はデータを受信し、必要な場合に、受信したデータをオペレータによって行われる、考えられる操作に適合させる。
【００８２】
一方、フレームデータは、データ圧縮モディファイドリード方式（DCMMR: data compression modified read）部６０４に渡される。なお、このＤＣＭＭＲ６０４は、図示しないプロセッサによって実行されるソフトウェアで実現されるものである。ＤＣＭＭＲ６０４は、通信チャネルまたはサブチャネルをより効率的に使用するために、ビデオ情報における冗長性を削減する。
【００８３】
また、ストア・アンド・フォーワード・メモリ（store and forward memory；以下「ＳＡＦメモリ」と記述する）６０６に格納されている予めスキャンされたデータまたは他データが、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎに伝送するためにＤＣＭＭＲ６０４へ入力される。受信モードのオペレーションにおいて、データ圧縮率レジスタ（data compression ratio register；DCR）６０８は、ＤＣＭＭＲ６０４による最大の圧縮のために圧縮データの受信が必要とされるため、ラインバッファ６１０を使用する。
【００８４】
再び、受信側において、ＤＣＭＭＲ６０４は、受信されたビデオデータを伸張した後に、ビデオデータをビデオプロセッサ６０２に渡す。ビデオプロセッサ６０２は、伸張されたビデオデータを表示装置に表示するため、またはプリンタで印刷するための出力データにフォーマットする。プリンタで印刷する場合、出力信号は、図示しないレーザダイオードドライバ（laser diode driver; LDDR）を制御するレーザ出力光コントローラ（laser power controller; LPC）に送信される。バッファメモリ６１２は、データレート拡張部５１０２，バンド幅割当部５１０４およびマルチアドレッシング部１０２による使用のために圧縮ビデオ情報を保持する。
【００８５】
これらの各部は、Ｂ１およびＢ２チャネルを処理すると共に、必要に応じてＢ１およびＢ２チャネルを細分するシリアル通信コントローラ（serial communication controller; SCC）を実現することができるように、それぞれプロセッサ（たとえば中央処理装置，分散型プロセッサまたはディジタルシグナルプロセッサ等）を有している。より詳細に、ＩＳＤＮスイッチ２２０でデータレートを拡張する調整を行うことに加えて、データレート拡張部５１０２においても、ＩＳＤＮスイッチ２２０に伝送するためにデータをＩＳＤＮフレームにフォーマットする。そこでは、データは、マルチアドレッシング部１０２によって特定される宛先側端末のアドレスに対し、それぞれの割当データレートで配信できるようにするため、同一とみなし得るサブチャネルを割り当ててフォーマットされる。
【００８６】
さらに、データレート拡張部５１０２は、Ｂ１およびＢ２データの３２のビットが一つのフレームにおいて１２８ｋｂｐｓのレートで送信されるように、一つのＩＳＤＮフレーム（たとえば、図１１参照）に、３２ビットの隣接するデータをフォーマットする。しかし、フレームにおけるいくつかのビットはそれぞれのサブチャネルに割り当てられ、サブチャネルのそれぞれのデータレートは、それぞれのサブチャネルに関し、フレーム毎に割り当てられるビット数に従って調節される。
【００８７】
たとえば、１ｋｂｐｓのみを受信するサブチャネルは、４フレーム毎に一つのデータビットを受信する。一方、１２８ｋｂｐｓで信号を送るサブチャネルは、与えられたフレームに対する全てのデータビットを受信する。中間のデータレート（たとえば、１ｋｂｐｓの整数倍で最大１２８ｋｂｐｓ）に関し、必要に応じて、３２ビットフレームを分割したものが使用される。データレート拡張部１０２において実行されるシリアル通信制御は、全てのデータが伝送されるまで、シーケンシャルに３２のビットのデータをそれぞれのＩＳＤＮフレームに充填し、それらのフレームを送信する。
【００８８】
ＩＳＤＮスイッチ２２０が、多分両方のＢチャネル上において発信側端末１００が一以上の宛先側端末と通信していると認識するため、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、フレームのＢ１部分に含まれるデータと異ならないデータであるとして、ＩＳＤＮフレームのＢ２部分に含まれるデータを処理する。それぞれの場合において、Ｂ２およびＢ１部分の両方に含まれているデータは、バンド幅割当部５１０４とＩＳＤＮスイッチ２２０との間における合意に従って細分され、そこで、バンド幅割当部５１０４は、ＩＳＤＮスイッチ２２０に対し、Ｂ１およびＢ２フレームのそれぞれの部分において、それぞれのサブチャネルに関連するビットのそれぞれの位置を知らせる。
【００８９】
複合Ｂチャネル（１２８ｋｂｐｓ）信号が送信される場合、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、全ＩＳＤＮフレームを宛先側端末（たとえば、図１０の宛先側ファクシミリ１６等に該当する）に送信する。なお、伝送された情報を受信するために、宛先側端末は、発信側端末１００で実行されたプロセスに対して反対のプロセスを実行する。より詳細に、この例において宛先側端末は、データレート拡張部５１０２を使用し、それぞれのフレームからＢ１およびＢ２部分の情報を取り出し、それぞれのデータを取り出し、そして、ＤＣＭＭＲ６０４による伸張処理のため、ラインバッファ６１０およびＳＡＦメモリ６０６の支援を受けて（必要に応じて保存する）、そのデータをバッファメモリ６１２に入力する。最終的に、たとえばビデオデータのようなデータが、表示されまたは印刷されることになる。データレートが１２８ｋｂｐｓ未満であっても、このオペレーションは宛先側端末において同様に実行される。
【００９０】
また、データレート拡張部５１０２において実現されるシリアル通信コントローラは、二つの別々のシリアルコントローラを実現することが可能であり、一つはそれぞれのＩＳＤＮフレームのそれぞれのＢ１チャネル部分を満たすためのものであり、一方はそれぞれのＩＳＤＮフレームのＢ２チャネル部分を満たすためのものである。宛先側端末のＢ１チャネルの部分およびＢ２チャネルの部分のそれぞれの部分が細分され、サブチャネルのデータレートが６４ｋｂｐｓ未満とされる。
【００９１】
そして、宛先側端末は逆のプロセスを使用し、そこでデータレート拡張部５１０２が第１および第２のシリアル通信コントローラを使用して、それぞれのＩＳＤＮフレームのそれぞれについてＢ１およびＢ２チャネルと関連するそれぞれの部分を取り出す。そして、データはバッファリングされ、伸張され、必要に応じてビデオプロセッサで処理され、さらに印刷または表示される。データレート拡張部５１０２はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭおよびオプションとしての用途特化集積回路を含む。
【００９２】
そして、その全てを発信側端末１００において利用することができる。バンド幅割当部５１０４およびマルチアドレッシング部１０２は、発信側端末１００においても同様に実装される。各部は主としてソフトウェアで実行されるが、用途特化集積回路またはプログラマブル・ロジック・デバイスで実行されるもののようなハードウエア等価物も適用することが可能である。
【００９３】
図３は、ＩＳＤＮスイッチ２２０のプロセッサ２４およびメモリに含まれるいくつかの部を示すブロック図である。特に、１×Ｎ拡張部１０６は、メッセージレシーバ（message receiver）１６０２，インタープリタ（interpreter）１６０４，アドレス抽出器（address extractor）１６１４および１×Ｎ通信調整部１６１２を含むものとして示されている。チャネルおよびバンド幅調整部５１０６は、メッセージレシーバ１６０２およびインタープリタ１６０４と協力するように示されているが、特に、図示されるようにレート抽出器６６１４およびバンド幅割当調整部６６１２を含んでいる。
【００９４】
メッセージレシーバ１６０２は、発信側端末１００から１×Ｎ拡張メッセージ（または他の一または複数のデータメッセージ）を受信してメモリに保存する。また、メッセージレシーバ１６０２は、セットアップメッセージに含まれるＤチャネル上のチャネルおよびバンド幅調整情報を受信してメモリに保存する。そして、メッセージレシーバ１６０２は、セットアップメッセージの１×Ｎ調整メッセージ部分およびバンド幅調整メッセージの両方をインタープリタ１６０４に渡す（１×Ｎ調整メッセージおよびバンド幅調整メッセージが、共通のメッセージ、すなわちジョイントメッセージ（joint message）に含まれるようにしても良い）。
【００９５】
インタープリタ１６０４は、発信側端末１００によってリクエストされた宛先側設備２Ａ〜２Ｎの数を判定すると共に、アドレス抽出器１６１４に一以上のメッセージを受信する対象とされる宛先側設備２Ａ〜２Ｎの数を通知する。また、インタープリタ１６０４は、レート抽出器６６１４に与えられるデータレート情報を取り出す。なお、レート抽出器６６１４は、アドレス抽出器１６１４によって特定されるそれぞれの宛先アドレスに対応する特定のサブチャネルデータレートを特定する。
【００９６】
アドレス抽出器１６１４は、インタープリタ１６０４によって認識される宛先側設備２Ａ〜２Ｎのそれぞれに関する特定のアドレス（たとえば電話番号）を取り出す。各アドレスがアドレス抽出器１６１４によって取り出されると、アドレス抽出器１６１４は１×Ｎ拡張部１０６にアドレスを与える。レート抽出器６６１４は、それぞれの宛先側端末のレートを取り出し（すなわち、それぞれの宛先側端末に対する別々のサブチャネル）、バンド幅割当調整部６６１２にそれを与え、バンド幅割当調整部６６１２はそれぞれのリクエストされたレートを１×Ｎ通信調整部１６１２と関連付ける。
【００９７】
その後、１×Ｎ拡張部１０６は、アドレス抽出器１６１４で取り出されるアドレスによって特定されるそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎと対応するスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎに対し、それぞれのクエリーメッセージ（query message）を送信する。これらの対応するスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎは、クエリーメッセージをフォーマットしてそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎに送信し、それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎが十分な残留容量（residual capacity）を有し、発信側端末１００によってリクエストされたレートでデータメッセージを受信することに利用可能な通信リンクを持つか否かを問い合わせする。それぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎは、リンクが利用可能な際に応答し、リクエストされた容量が利用可能か否かを確認する。
【００９８】
あらかじめ決められた期間、たとえば１０ｍｓｅｃの時間間隔の経過後、１×Ｎ通信調整部１６１２は、バス２７上のスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎのそれぞれに対し、宛先側設備２Ａ〜２Ｎのステータスに関してポーリングする。あらかじめ決められた数のポーリング間隔（たとえば５００）の後、通信リンクが利用可能であることを全てのスイッチングモジュール２８Ａ〜２８Ｎが示さなかった場合、１×Ｎ拡張部１０６はメモリにおいて今回メッセージを発送することが不可能なそれらの宛先側設備を示し、ステータスメッセージにおいて発信側端末１００に知らせる。
【００９９】
さらに、所望のレートで通信を実行することができなかった場合、発信側端末１００がサブチャネルデータレートリクエストを変更することを可能にし、または、最高の有効データレートへの自動変換を使用できるようにするため、発信側端末１００に対し、ステータスメッセージにおいて宛先側端末と通信するためにサポート可能な最高の有効サブチャネルデータレートが通知される。ステータスメッセージは、メッセージを受信しなかった宛先側設備２Ａ〜２Ｎのアドレスを含み、それらをバス２７およびスイッチングモジュール２６を介して発信側設備１０１に伝えるものである。このように、発信側端末１００に対し、メッセージが部分的に送信されただけだったことが通知される。
【０１００】
保存・転送の代替的な実施の形態において、プロセッサ２４は利用可能な宛先側端末２Ａ〜２Ｎにデータメッセーを送信する。他の一つの代替的な実施の形態において、発信側端末１００は、ステータスメッセージを受信した後にデータメッセージをＩＳＤＮスイッチ２２０に送信するため、ＩＳＤＮスイッチ２２０は利用可能な宛先側設備２Ａ〜２Ｎに対してデータメッセージをリレーすることができる。選択的に、１×Ｎ通信調整部１６１２は、あらかじめ決められた時間（たとえば１０分）待機し、以前データメッセージを受信不可能であった宛先側端末２Ａ〜２Ｎにメッセージを発送するためのプロセスを回復する。
【０１０１】
この周期的なチェックは、プロセスの終点前の所定の数のインターバル（たとえば２０）にわたって継続して行われ、１×Ｎ通信調整部１６１２は発信側端末１０９に対し、メッセージが意図された宛先側設備のサブセットに配信できなかったことおよび配信することができないことを通知する。この点で、発信側端末１００は所定の期間の経過後、自動的にＩＳＤＮスイッチ２２０と交信する自動リンク再確立手順をオプションとして含み、ＩＳＤＮスイッチ２２０に対して以前に利用不可能であった宛先側設備２Ａ〜２Ｎのアドレスを示す別の１×Ｎ拡張メッセージおよびバンド幅割当メッセージを与える。そして、プロセスは同じ処理を繰返し実行する。
【０１０２】
図４は、本発明にかかる発信側端末１００の一例を示すブロック図である。宛先側設備２Ａ〜２Ｎにおける端末および１×Ｎスイッチ２２０（ＩＳＤＮスイッチ２２０）におけるプロセッサ２４は、図４に示されるものと同様の構成要素を含んでいる。発信側端末１００は、ターミナルアダプタ１０Ａに接続されている。ターミナルアダプタ１０Ａは、発信側端末１００の内部に含まれるものであっても、外部に設けられるものであっても良く、また、ブルータ機能（brouter：ブリッジおよびルータの両方の機能）を含むものであっても良い。
【０１０３】
また、発信側端末１００は、ＰＳＴＮ接続２４１に接続されるようにしても良く、その結果、必要に応じてアナログ回線による従来の通信が可能になる。外部データソース５は、外部インターフェース６を介して発信側端末１００に接続されるように示されており、外部データソース５は、宛先側設備２Ａ〜２Ｎに送信される１×Ｎ拡張メッセージに含めるためのディジタルデータまたはアナログデータ（その後、発信側端末１００においてＡＤ変換器でディジタル化される）を発信側端末１００に与える。
【０１０４】
外部データソース５は、データを遠隔地に伝送することから利益を得ることができるものであればどのような種類のデータソースであっても良い。外部データソース５の例としては、プリンタ，ディジタルキャムコーダー，ディジタルカメラ，ＤＶＤ（digital versatile disk），ディジタルビデオ（DV）レコーダ，ＣＤプレーヤ，ディジタル電話，コンピュータおよび複写機等が挙げられる。
【０１０５】
発信側端末１００がそれぞれのコネクタ（一または複数のものが発信側端末１００に形成されている）を介してディジタルデータを受信するようにする場合には、外部インターフェース６はたとえばシリアルまたはパラレルのディジタルバスとなる。特に、外部インターフェース６の例としては、Ｗｉｃｋｅｌｇｒｅｎ，Ｉ．，「ファイアワイヤの詳細（The Facts About Firewire）」，IEEE Spectrum，１９９７年４月，vol. 34，No. 4，pp19-25に記述されているような、ＵＳＢ（universal serial bus），ＥＩＡ−２３２，ＩＳＤＮ（ＩＳＯ８８７７）またはＩＥＥＥ１３９４（"Firewire"）がある。
【０１０６】
なお、上記文献の内容はここに援用される。また、発信側端末１００がアナログ・データを受信するようにする場合、発信側端末１００にはアナログ信号を受信するための各コネクタが設けられるため、外部インターフェース６はたとえば同軸ケーブル，ツイストペアまたは光ファイバーによって構成される。
【０１０７】
発信側端末１００が外部インターフェース６を通して外部データソース５から情報を受信するように構成されているため、可変データレート容量によるものではあるが、発信側端末１００は従来のファクシミリ機能を提供する。特に、図４の発信側端末１００も、様々な種類の外部データソース５から高いデータレートでリモートターミナルにデータを伝送することができる多目的通信リソースの役割を果たす。互恵的な方法において、発信側端末１００は別の端末（たとえば宛先側設備２Ａ）からデータを受信し、受信したデータを表示しまたは使用するために外部データソース５に与えることができるように構成される。
【０１０８】
また、ＩＳＤＮ技術の当業者によって理解されるように、図４に示す発信側端末１００の構造はＩＳＤＮスイッチのアプリケーションに適切に応用されるものであるが、改良されたＩＳＤＮスイッチ２２０において使用されるプロセッサ２４の一般的な機能を適切に述べるものでもある。システムバス２７０は、システムバス２７０を占める様々な構成要素を相互に接続する。中央処理装置（ＣＰＵ）２０５は、発信側端末１００，マルチアドレッシング部１０２，バンド幅割当部５１０４およびデータレート拡張部５１０２のオペレーション，ならびにシステムバス２７０のバス管理機能の汎用的な制御を行うソフトウェアプロセスを実行する。
【０１０９】
ＣＰＵ２０５は、データの一時的な記憶のためのＲＡＭ２９５をシステムにおいて利用可能にする。また、不揮発性のＲＯＭ２９０は、制御プログラムおよび固定されたパラメータを保持する。用途特化集積回路（ASIC: application specific integrated circuit）２８５は、専門のデータ操作機能を実行するために用意されたものであり、バンド幅割当部５１０４全体の役割を果たすのに適したものであるが、ＣＰＵ２０５においてバンド幅割当ソフトウェアベースのプロセスを実行することによって本実施の形態における大部分のバンド幅割当部５１０４の機能が実行される。
【０１１０】
マルチアドレッシング部１０２，バンド幅割当部５１０４およびデータレート拡張部５１０２は、図４において破線で囲まれた部分に含まれるハードウエアおよびソフトウエアで実現され、破線で囲まれた部分には、ＣＰＵ２０５，ＲＡＭ２９５，ＲＯＭ２９０およびＡＳＩＣ２８５が含まれている。ところで、マルチアドレッシング部１０２，バンド幅割当部５１０４およびデータレート拡張部５１０２が主としてコンピュータによるものであるため、図４に示される構成要素または付加的な構成要素のサブセットは、破線で囲まれた部分に含まれる構成要素と共に含まれることになる。
【０１１１】
また、ＡＳＩＣ２８５に代えて、図示しないフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（field programmable gate array; FPGA），図示しないプログラマブル・ロジック・デバイス（programmable logic device; PLD）および他の処理ユニット（たとえば、図示しないディジタル信号処理チップ）のような他のデータ操作デバイスを使用することも可能である。
【０１１２】
また、ディスクコントローラ２５５がシステムリソースとして利用可能である。ディスクコントローラ２５５は、内部フロッピーディスク２６０およびハードディスク２６５ならびに入出力（I/O）コントローラ２２５を制御し、Ｉ／Ｏコントローラ２２５は、外部ハードディスク２３０および外部プリンタ２４２を制御する。外部プリンタ２４２または内部プリンタ２４５は、発信側端末１００によって出力されるテキストおよびデータファイルを印刷するために使用可能なものである。
【０１１３】
内部スキャナ２８４，オプションの外部スキャナ６００，外部キーボード２８２，外部マウス２８１および内部キーパッド２７５を制御する入力コントローラ２８０が含まれている。入力コントローラ２８０の制御の下、内部スキャナ２８４または外部スキャナ６００は、対象文書の画像をキャプチャし、キャプチャした画像をディジタルデータストリームに変換するために使用可能なものである。
【０１１４】
なお、ディジタルデータストリームは、さらなる処理のため、入力コントローラ２８０を介してシステムバス２７０に渡されることになる。また、入力コントローラ２８０は、発信側端末１００のデータ入力デバイスとしての役割を有するキーパッド２７５からの入力を受信するものである。ただし、キーパッド２８２およびマウス２８１は、代替的な入力装置としての役割を有するものである。
【０１１５】
また、入力コントローラ２８０は、外部データソース５を発信側端末１００に相互に接続する外部インターフェース６に対し、（形成されたコネクターにおいて）インターフェースを提供するものである。ディジタル信号をサポートするため、入力コントローラ２８０は、別のインターフェースが使用される場合に、ＦｉｒｅＷｉｒｅインターフェースまたはＵＳＢのような別のインターフェース標準をサポートするインターフェースロジックを含む。
【０１１６】
アナログ信号が与えられる場合、入力コントローラ２８０は、外部信号をアナログおよびディジタルドメインの間で変換するために、アナログ・ディジタル変換器（analog to digital converter; ADC）およびディジタル・アナログ変換器（digital to analog converter; DAC）を含む。外部インターフェース６へ入力されるデータは、システムバス２７０に渡され、ＲＡＭ２９５に保存される。保存されたデータは、セットアップメッセージを用意するために、ＣＰＵ２０５によって後に使用される。
【０１１７】
ディスプレイコントローラ２１０は、外部ＣＲＴディスプレイ２１５および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２３５の一方または両方を制御するものである。また、プラズマディスプレイ，能動および受動発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ等を含む他の表示フォーマットも適当に使用可能である。ＣＲＴディスプレイ２１５およびＬＣＤ２１０は、キーパッド２７５，キーボード２８２およびマウス２８１と提携して、ユーザインターフェース機能の役割を果たす。
【０１１８】
また、通信コントローラ２５０は、システムバス２７０上に存在し、ターミナルアダプタ１０Ａに接続するものである。先に述べたように、通信コントローラ２５０は、ＲＳ２３２，Ｖ．３５または他のデータ通信規格に従い、ターミナルアダプタ１０Ａに情報を出力するものである。ＰＳＴＮ接続２４１への接続にはＲＪ−１１接続が用いられるが、たとえば別のターミナルアダプタ等を介し、または無線アクセスプロバイダ接続を介し、第２のＩＳＤＮ接続のような他の接続も可能である。
【０１１９】
図５は、発信側端末１００のＬＣＤ２３５およびキーパッド２７５を示す図である。キーパッド２７５は、１２個のテンキーパッド，スタートキー２７６およびストップキー２７７を含んでいる。ユーザがキーパッド２７５を用いて入力したデータは、ディスプレイ２２０上に反映され（すなわち表示され）、ユーザはある与えられた時間で入力したものを知ることができる。加えて、ＬＣＤ２３５にはテキストが表示されている。そのテキストは発信側端末１００で生成されたものであり、ユーザに特定の時間で特定の情報を入力させるものである。たとえば図５において、ＬＣＤ２３５は、ｋｂｐｓ単位でサブチャネルのデータレートを選択して入力するようにユーザに促している。
【０１２０】
図６は、１×Ｎ調整メッセージ１５１１およびバンド幅調整メッセージ９５１１を含むセットアップメッセージのＬＡＰＤフレーム構造を示す図である。セットアップメッセージは、発信側端末１００で生成され、ＲＡＭ２９５に保存され、その後、システムバス２７０を介してターミナルアダプタ１０Ａに送信され、そしてＩＳＤＮスイッチ２２０に送信される。
【０１２１】
図６および図１３に示すフレーム構造の相違点は、図６のインフォメーションフレーム１５０９が１×Ｎ調整メッセージ１５１１およびバンド幅調整メッセージ９５１１（別々のメッセージとして示されているが、ジョイントメッセージを用いることにしても良い）を含むことである。１×Ｎ調整メッセージ１５１１およびバンド幅調整メッセージ９５１１のそれぞれはそれぞれインジケータフィールドを含み、それぞれのインジケータフィールドは、メッセージが複数の場所に送信されるか否かについてや各場所に対するそれぞれのデータレートのプロンプトに対するオペレータの応答を示す値を有している。
【０１２２】
インジケータそのものは単純なメッセージであっても良く、付加的な文字は要求されない。セットアップメッセージがＩＳＤＮスイッチ２２０に送信されると、ＩＳＤＮスイッチ２２０のプロセッサ２４は、インジケータフィールドに含まれるそれぞれの値の存在を検出する。１×Ｎ調整メッセージ１５１１が検出された場合、いずれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎがデータメッセージを受信する対象であるか否かを判定することができるように、プロセッサ２４は発信側設備１０１で付加されたアドレスをそれぞれ取り出す。
【０１２３】
同様に、バンド幅調整メッセージインジケータが見つけ出された場合、プロセッサ２４はそれぞれの宛先に対して要求されているサブチャネルデータレートを取り出す。１×Ｎ調整メッセージ１５１１およびバンド幅調整メッセージ９５１１を処理するプロセスについては、図３を参照して先に説明した通りである。
【０１２４】
図７は、バンド幅調整メッセージ９５１１のフレームの一例を示す図である。１×Ｎ拡張メッセージの構造については、出願中の米国特許出願『１×Ｎ通信メッセージの送信方法およびその装置（Method and Apparatus for Sending a 1 X N Communication Message）』において予め説明されている通りである。各宛先側設備２Ａ〜２Ｎからの応答メッセージについても同様に構成される。バンド幅調整フラグフレーム５８０は、バンド幅調整メッセージ９５１１の送信に関連する特定のコード識別子（たとえば、シャープ記号シンボルのストリング（a string of pound-sign symbols））を特定するものである。
【０１２５】
バンド幅調整フラグフレーム５８０に続くものは通信タイプフレーム５８２であり、発信側端末１００によって使用されているメッセージプロトコルの種類を示すものである。メッセージプロトコルインジケータは、オープンバンド幅のディジタルネットワークにおける実施の形態のスイッチによって使用されるものであり、スイッチはまた、発信側端末１００とそれぞれの宛先側設備２Ａ〜２Ｎとの間においてプロトコル変換を実行する。
【０１２６】
インジケータフィールド５８４は、アドレスの合計数を示すために用意されたものである（すなわち、バンド幅調整メッセージ９５１１に含まれている宛先側設備２Ａ〜２Ｎが特定される）。フィールド（端末電話番号フィールド）５８６には、個々の端末電話番号（またはより一般的にはアドレス）が含まれており、シャープやアスタリスクのような所定のキャラクタによって詳細に記述されている。
【０１２７】
フィールド（リクエストされたバンド幅およびチャネルフィールド）５８７は、宛先側端末と通信するためにリクエストされたそれぞれのサブチャネルのそれぞれのバンド幅（すなわち、それぞれのサブチャネルのデータレート）を示すものである。拡張フィールド５８８は、将来的な拡張のために用意されたものであり、また、ストップフラグフィールド５９０は、バンド幅調整メッセージの終了を示すものである。
【０１２８】
図８は、バンド幅調整メッセージ９５１１を準備して送信するために発信側端末１００で実行されるプロセスのフローチャートである。なお、バンド幅調整メッセージ９５１１には１×Ｎ拡張メッセージ１５１１が含まれる場合がある（１×Ｎ拡張メッセージが使用される場合）。プロセスはステップＳ１から開始され、ユーザに宛先の数を入力するよう促す。プロセスはステップＳ３に進み、ステップＳ１において応答を受信したか否かについて問合せを行う。ステップＳ３の問い合わせに対する応答が否定の場合、すなわちステップＳ１においてユーザの応答を受信していない場合、プロセスはステップＳ１に戻る。
【０１２９】
一方、ステップＳ３の問い合わせに対する応答が肯定の場合、すなわちステップＳ１においてユーザの応答を受信している場合、プロセスはステップＳ５に進む。ステップＳ５において、送信することになるメッセージの種類を示すようユーザに促す。ユーザがＧ３ファクシミリメッセージの送信を希望している場合、ユーザは１を入力する。また、ユーザがＧ４ファクシミリメッセージの送信を希望している場合、ユーザは２を入力する。
【０１３０】
さらに、ユーザがビデオイメージデータのような単なるデータの送信を希望している場合、ユーザは３を入力する。そして、プロセスはステップＳ６に進み、「１」，「２」または「３」を受信したか否かについて問い合わせを行う。ステップＳ６の問合せに対する応答が１の場合、プロセスはステップＳ１１に進み、ユーザによって６４ｋｂｐｓまでの速度が選択される。ここでは、１ｋｂｐｓ刻みで速度を選択することができるものとするが、代替手段として、１ｋｂｐｓより小さな増加分を用いることにしても良い。ステップＳ６の問い合わせに対する応答が２の場合、プロセスはＳ９に進み、ユーザは１２８ｋｂｐｓまでの速度を選択する。
【０１３１】
同様に、ステップＳ６の問い合わせに対する応答として３を受信した場合、プロセスはステップＳ７に進み、ユーザは１２８ｋｂｐｓまでの速度を選択する。ステップＳ１１，Ｓ９およびＳ７の処理が終了すると、プロセスはステップＳ１３に進み、バンド幅調整メッセージ９５１１が最初にフォーマットされ、特定のサブチャネルに対して特定のバンド幅が選択されたことの指示や、そのサブチャネルのデータレートの指示が含められる。
【０１３２】
ステップＳ１３の後、プロセスはステップＳ１５の問合せステップに進み、追加的なメッセージをチェックする。ステップＳ１５において、問い合わせに対する応答が肯定の場合、すなわち追加的なメッセージがある場合、プロセスはステップＳ１に戻る。そこで追加的な宛先の数が入力され、そしてプロセスはステップＳ１３まで進む。ステップＳ１３において、バンド幅調整メッセージ９５１１が再フォーマットされ、追加的な宛先の数および関連するデータレートが反映される。
【０１３３】
一方、ステップＳ１５において、問合せに対する応答が否定の場合、すなわち追加的なメッセージがない場合、プロセスはステップＳ１７に進む。そこでは、バンド幅調整メッセージ９５１１および場合によっては１×Ｎ調整メッセージ１５１１を含むセットアップメッセージがＩＳＤＮスイッチ２２０に送信される。そして、プロセスはステップＳ１９に進み、データをＩＳＤＮフレームにフォーマットする。続いて、ステップＳ２０において、ＩＳＤＮフレームを送信し、メッセージは特定されたデータレート（サブチャネル）で宛先側端末に転送される。
【０１３４】
図９は、バンド幅調整メッセージ９５１１を処理するためにＩＳＤＮスイッチ２２０において使用されるプロセスのフローチャートである。１×Ｎ調整メッセージ９５１１を処理するプロセスについては、出願中の米国特許出願『１×Ｎ通信メッセージの送信方法およびその装置（METHOD AND APPARATUS FOR SENDING A 1 X N COMMUNICATION MESSAGE）』に開示されている。ステップＳ２１においてプロセスが開始され、セットアップメッセージを受信すると共に、メモリに保存する。
【０１３５】
そして、プロセスはステップＳ２３に進み、バンド幅調整メッセージ９５１１が存在しているかについて判定する。ステップＳ２３の問合せに対する応答が否定の場合、すなわちバンド幅調整メッセージ９５１１が存在していない場合、プロセスはステップＳ２５に進み、メッセージを発信側端末に送信し、コールが進行していることを示す。なぜなら、所定のデータレート（６４ｋｂｐｓ）で単一のコールのみが行われているからである。続いて、後に説明するように、プロセスはステップＳ３１に進む。
【０１３６】
一方、ステップＳ２３の問合せに対する応答が肯定の場合、すなわちバンド幅調整メッセージ９５１１が存在している場合、プロセスはステップＳ２７に進み、宛先側端末のそれぞれのバンド幅および識別番号を確認すると共に、関連付けを行う。続いて、プロセスはステップＳ２９に進み、リクエストされたデータレートでそれぞれのサブチャネルを確立する。そして、プロセスはステップＳ３１に進み、発信側端末およびそれぞれの宛先側端末との間においてリクエストされたデータレートによる接続が確立される。
【０１３７】
そして、プロセスはステップＳ３３に進み、ＩＳＤＮスイッチ２２０は、発信側端末に対して通信結果を通知する。メッセージが宛先側端末に配信されなかった場合、発信側端末１００はＩＳＤＮスイッチ２２０にメッセージを再度送信し、ＩＳＤＮスイッチ２２０が、メッセージの送信前にリクエストされた通信レートで宛先側端末が利用可能になるまで待つか、または宛先側端末で利用可能な最も高いデータレートでメッセージを送信するかを指示する。その後、プロセスが終了する。
【０１３８】
関連する技術の当業者によって理解されるように、本明細書の教示に従ってプログラムされた従来の汎用マイクロプロセッサを使用することにより、本実施の形態において明らかにされた装置およびプロセスを容易に実現することができる。また、関連する技術の当業者にとって明らかなように、熟練したプログラマによれば、本開示の教示に基づいて適切なソフトウエアコーディングを容易に用意することができる。
【０１３９】
また、本発明は、記憶媒体上においてホスト装置として動作することが可能なコンピュータベースの製品を含み、また、本発明に基づくプロセスを実行するようにコンピュータをプログラムするために使用可能な命令を含む。この記憶媒体（記録媒体）には、フロッピーディスク，光ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，光磁気ディスクを含むあらゆる種類のディスク，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュメモリ，磁気または光学式カード，または電子的な命令を保存することに適したあらゆる種類の媒体が含まれる。ただし、記憶媒体（記録媒体）は上記のものに限定されるものではない。
【０１４０】
前述した教示を考慮することにより、本発明について様々な改良や変形が可能であることは明らかである。したがって、特許請求の範囲の各請求項の範囲内において、ここで特に開示されたようなものとは別の方法で本発明を実施することが可能であると理解すべきである。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるディジタルネットワークシステム，ディジタルネットワークスイッチ，ＩＳＤＮシステムの処理装置，およびディジタルネットワークにおけるサブチャネル確立方法によれば、既存の方法，装置およびシステムに存在する限界を少なくとも克服することが可能な新規な方法，装置およびシステムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】データレート拡張部とチャネルおよびバンド幅調整部とを含む本発明にかかるスマート・バンド幅割当システム（smart bandwidth allocation system）を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる信号処理部および発信側端末または宛先側端末において選択された構成要素を示すブロック図である。
【図３】本発明にかかるディジタルネットワークスイッチのプロセッサに含まれる構成要素を示すブロック図である。
【図４】発信側端末または宛先側端末に含まれる構成要素を示すブロック図である。
【図５】図１の発信側端末のディスプレイおよびキーパッドを示す平面図である。
【図６】１×Ｎ調整メッセージおよびバンド幅調整メッセージを取り入れた本発明にかかる改良されたリンクアクセスプロトコルのＤチャネル（ＬＡＰＤ）セットアップメッセージ構造を示す説明図である。
【図７】バンド幅調整メッセージを示すブロック図である。
【図８】本発明にかかるサブチャネル化通信セッションを開始するための方法を示すフローチャートである。
【図９】発信側端末によって開始された場合、本発明にかかるサブチャネル化機能を確認し、調整するために、改良されたＩＳＤＮスイッチにおいて実現される処理を示すフローチャートである。
【図１０】従来におけるＩＳＤＮ通信システムを示すブロック図である。
【図１１】ＩＳＤＮ基本レートアクセスにおいて、発信側端末とＩＳＤＮスイッチとの間で通信を行うための従来のフレームの構造を示す説明図である。
【図１２】ＩＳＤＮ基本サービスのための従来の制御信号通信プロトコルを示す説明図である。
【図１３】Ｉ．４５１／Ｑ．９３１メッセージ構造を用いたセットアップメッセージに関する従来のリンクアクセスプロトコルのＤチャネルメッセージフォーマットを示す説明図である。
【符号の説明】
２Ａ〜２Ｎ    宛先側設備
５  外部データソース
６  外部インターフェース
１４  ＮＴ１
１５，１７Ａ〜１７Ｎ  ２線式ＩＳＤＮライン
１０Ａ  ターミナルアダプタ
２４  プロセッサ
２６，２８Ａ〜２８Ｎ  スイッチングモジュール
２７  バス
１００  発信側端末
１０１  発信側設備
１０２  マルチアドレッシング部
１０６  １×Ｎ拡張部
２０５  ＣＰＵ
２１０  ディスプレイコントローラ
２１５  ＣＲＴ
２２０  ＩＳＤＮスイッチ
２２５  Ｉ／Ｏコントローラ
２３０，２６５  ハードディスク
２３５  ＬＣＤ
２４１  ＰＳＴＮ接続
２４２，２４５  プリンタ
２５０  通信コントローラ
２５５  ディスクコントローラ
２６０  フロッピードライブ
２７０  システムバス
２７５  キーパッド
２７６  スタートキー
２７７  ストップキー
２８０  入力コントローラ
２８１  マウス
２８２  キーボード
２８４，６００  スキャナ
２８５  ＡＳＩＣ
２９０  ＲＯＭ
２９５  ＲＡＭ
５８０  バンド幅調整フラグフレーム
５８２  通信タイプフレーム
５８４  インジケータフィールド
５８６  端末電話番号フィールド
５８７  リクエストされたバンド幅およびチャネルフィールド
５８８  拡張フィールド
５９０  ストップフラグフィールド
６００  スキャナ
６０２  ビデオプロセッサ
６０４  ＤＣＭＭＲ
６０６  ＳＡＦメモリ
６０８  ＤＣＲ
６１０  ラインバッファ
６１２  バッファメモリ
１０００  ＩＳＤＮシステム
１５０９  インフォメーションフレーム
１５１１  １×Ｎ調整メッセージ
１６０２  メッセージレシーバ
１６０４  インタープリタ
１６１２  １×Ｎ通信調整部
１６１４  アドレス抽出器
５１０２  データレート拡張部
５１０４  バンド幅割当部
５１０６  チャネルおよびバンド幅調整部
６６１２  バンド幅割当調整部
６６１４  レート抽出器
９５１１  バンド幅調整メッセージ
【図１】
0003820064.tif 000002
【図２】
0003820064.tif 000003
【図３】
0003820064.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003820064.tif 000006
【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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