DE3408680A1

DE3408680A1 - Datenuebertragungssteuersystem

Info

Publication number: DE3408680A1
Application number: DE19843408680
Authority: DE
Inventors: Shozo Yokohama Kanagawa Kudo
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1984-09-13
Also published as: JPS59165540A; US4606044A

Description

Anwaltsakte: 33 359

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssteuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere ein Datenübertragungssteuersysterriybei welchem entfernte Sende-Empfangerstationen Bilder, digitale Daten und ähnliche Signale über eine analoge übertragungsleitung mit Hilfe von Modems austauschen können.

Bei einer Datenübertragung über eine analoge übertragungsleitung, wie beispielsweise eine Fernsprechleitung, ist es allgemein üblich, eine sogenannte Trainings- oder übungsfolge für ein Modem durchzuführen, wenn eine Verbindung zwischen entfernten Sende-Empfängerstationen durch einen Anruf hergestellt worden ist. Sobald sich verschiedene Parameter durch das Training oder die Übung nähern, wird eine Prüfsignal-übertragungsfolge vor einer Informationsübertragung durchgeführt, um eine Datenübertragungsgeschwindigkeit vorher festzulegen. Entsprechend dem von der "Consultive Committee of International Telegraph and Telephone " (CCITT) empfohlenen Fasksimile-Übertragungssteuerverfahren, der Empfehlung T. 30, wird ein Training oder eine übung für ein Modem der Gruppe 3(G3) bestätigt, und dann wird ein Trainingskontrollfeld (TCF) als ein Test- oder Prüfsignal zum Einstellen einer Datenübertragungsgeschwindigkeit festgelegt. Das Trainingskontrollfeld (TCF) besteht aus einem Signal, in welchem für die Dauer von 1,5s nacheinander Nullen erscheinen. Die Empfangsstation, welche das Trainingskontrollfeld (TCF) empfängt _f fordert, wenn viele * Übertragungsfehler festgestellt werden, die sendende Station auf,- die Datenübertragungsgeschwindigkeit nach unten zu verschieben d.h. zu verringern.

Wenn, wie in der Empfehlung T.30 ausgeführt, ein Modem in der Empfangsstation aufhört, sich den Prüfdaten anzu-

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passen, welche ihr von der Sendestation für 1,5s mit beispielsweise der übertragungsgeschwindigkeit von 9 600 Bits pro Sekunde (BPS) geliefert werden, zeigt dies die Empfangsstation der Sendestation an, wohingegen dann die Sendestation auf die Mitteilung anspricht, in dem sie die Übertragungsgeschwindigkeit auf 7200bps erniedrigt und dann dieselbe Prüffolge wiederholt. Wenn das Modem in der Empfangsstation auch bei dieser Übertragungsfolge nicht mitkommt und ein weiteres Absenken von 4800 bps auf 2400 bps fordert^ werden allein für die Übersendung der Prüfdaten 6 Minuten verbraucht. Die sich dadurch ergebende Zunahme der Gesamtprotokoll- bzw. der Gesamtprüfzeit ist unerwünscht, da dadurch der Datenübertragungswirkungsgrad des gesamten Systems sinkt.

Mittlerweile ist ein Übertragungssteuersystem bekannt, bei welchem Test-oder Prüfdaten mit allen Übertragungsgeschwindigkeiten, welchen sich ein Modem anpassen kann, nacheinander von einer Sende- an eine Empfangsstation gesendet werden; hierbei wird die Übermittlung solange wiederholt, bis die Empfangsstation einen Abgleich beendet (offengelegte japanische Patentanmeldungen Nr. 52-94 715/1977 und 52-94 716/1977). Ein derartiges System ist jedoch überhaupt nicht akzeptabel, da es auch vorkommen kann, daß, selbst nachdem ein Abgleich bei einer vorgegebenen übertragungsgeschwindigkeit abgeschlossen worden ist, Testdaten mit niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeiten gesendet werden, wodurch dann die Gesamtprotokoll- oder Prufzeit wieder zunimmt.

Die Erfindung soll daher ein Datenübertragungssteuersystem schaffen, bei welchem die Nachteile der herkömmlichen Systeme, wie sie oben beschrieben worden sind, beseitigt sind und ein Training mit Übertragungsgeschwindigkeiten durchgeführt

_w"; wird, welche ein Modem benutzen kann, ohne dadurch die Protokoll- bzw. Testzeit zu verlängern. Ferner soll gemäß der Erfindung ein Datenübertragungssteuersystem

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geschaffen werden, das einem vorbestimmten Protokoll genügt und welches, ohne daß die Protokollzeit zunimmt, ein Training mit Ubertragungsgeschwindigkeiten durchführt, welchen sich ein Modem anpassen kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Datenübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die Erfindung ist dann ein insgesamt verbessertes Daten-Übertragungssteuersystem geschaffen.

Der in der nachfolgenden Beschreibung verwendete Begriff "Daten" sollte so verstanden werden, daß er nicht nur die digitalen Daten, die für Digitalrechner verwendet werden, sondern auch die Signale einschließt, die durch Kodieren von tonfrequenten Signalen, Videosignalen und ähnlichen analogen Signalen aufbereitet worden sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Nachrichtenübertragungssystems, bei welchem ein Datenübertra- gungssteuersystem gemäß der Erfindung anwend

bar ist;

Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm einer Sendeoder einer Empfangsstation, die mit dem erfindungsgemäßen Datenübertragungssteuersystem

ausgestattet ist;

Fig. 3 und 4 FIußdiagramme, welche einen Übertragungssteuerfluß gemäß der Erfindung darstellen;

Fig. 5A bis 5D Beispiele von Signalraum diagramm bzw. von

räumlichen Signalschaubildern, welche Daten-

signale zeigen, welche durch eine 8-phasige

Phasenmodulation geschaffen sind;

Fig. 6A und 6B FIußdiagramme, welche eine Abwandlung des Übertragungssteuerflusses gemäß der Erfindung

darstellenι und

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das Steuerflüsse wiedergibt, die in Sende- und Empfangsstationen durchgeführt worden sind.

In Fig. 1 und 2 sind eine sendende Sende-Empfangsstation 100 und eine empfangende Sende-Empfangsstation 200 durch eine übertragungsleitung 300 miteinander verbunden. Die

¹^ Sendestation 100 oder die Empfangsstation 200 weisen ein Faksimile- oder ähnliches Terminal bzw. En.dgerät 20 auf. Kodierte Daten werden von dem Terminal 2 3 an eine Ein-/ Ausgabe-(E/A-)Einheit 10 und umgekehrt angelegt. Ein Systemsteuerprozessor (CPU) 12 überwacht in der gesamten Sende-

²^ Empfangsstation einschließlich dem Terminal 20 Übertragungsund Verbindungssteuervorgänge. Vorzugsweise weist der Systemsteuerprozessor 12 einen Digitalprozessor auf.

Die Übertragungsleitung 300 ist eine analoge Übertragungsleitung,wie beispielsweise eine Fernsprechleitung und kann in einer gewünschten Ausbildung, beispielsweise in Form eines öffentlichen oder privaten Fernsprechnetzes, eines Schaltungsnetzwerks oder einer geleasten Schaltung vorliegen.
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Wesentliche Teile der Sende-Empfangsstation 100 oder 200 sind in Fig. 2 dargestellt. Die Station 100 oder 200 weist eine Sammel- oder Busleitung 14 auf, mit welcher der Prozessor (CPU) 12, die E-/A-Einheit 10, ein digitaler ^cignalprozessor (DSP) 16 und eine analoge Kopplungsschaltung (AIF) 18 verbunden sind. Die analoge Kopplungsschaltung paßt die übertragungsleitung 300 an, um als eine Kopplungs-

einheit zwischen der Station 100 oder 200 und der Leitung 300 zu dienen, während eine Umsetzung zwischen einem analogen Signal auf der Leitung 300 und einem digitalen Signal in der Station 100 oder 200 durchgeführt wird.

Als eine Zentraleinrichtung des dargestellten Systems stellt der digitale Signalprozessor 16 eine Verarbeitungseinrichtung dar, welche mittels digitaler Signalverarbeitungen verschiedene Funktionen durchführt, die für ein Modem notwendig sind und welche eine Trägerfeststellung, eine zeitliche Extraktion, einen automatischen Schwundausgleich und einen automatischen adaptiven Abgleich einschließen. Wenn das Terminal 20 beispielsweise einen Faksimilesende-Empfänger aufweist, führt der Prozessor (CPU) 12 gemäß dieser Ausführungsform eine übertragungssteuerung in dem nicht normierten Mode durch, welcher in der CCITT-Empfehlung T.30 festgelegt ist.

In Fig. 3 ist beispielsweise eine Verbindung zwischen der Sendestation 100 und der Empfangsstation 200 durch einen Anruf hergestellt. Wenn im Falle von nichtnormierten Anlagen ein NSF-Signal (ein Signal für eine nichtnormierte Anlage) von der Empfangsstation 200 zu der Sendestation 100 zurückkommt, sendet der Prozessor (CPU) 12 in der Sendestation 100 nach einem NSC-Signal (einem Befehlssignal für eine nichtnormierte Anlage) mittels des Digitalsignal-Prozessors (DSP) 16 Prüf-Trainingsdaten 400 (Schritt 700 in Fig. 7).

Wie in Fig. 4 dargestellt, werden die Prüf-Trainingsdaten in der dargestellten Ausführungsform mit fünf verschiedenen Ubertragungsgeschwindigkeiten übertragen, nämlich mit 14,4 kbps, 9,6 kbps, 7,2 kbps, 4,8 kbps und 2,4 kbps. Ein Absenken der übertragungsgeschwindigkeit auf diese Weise ist vom Standpunkt des Wirkungsgrades her wünschenswert.

Bei der übertragungsgeschwindigkeit von 9,6 kbps werden

beispielsweise die Symbole von Segmenten 2,3 und 4, wie von der CCITT-Empfehlung V.29 vorgeschrieben ist , gesendet, wobei die Gesamtsendezeit 233ms beträgt. Das gleiche gilt für die übertragungsgeschwindigkeit von 7,2kbps, und in dieser speziellen Ausführungsform auch für die Übertragungsgeschwindigkeit von 14,4 kbps, obwohl für die zuletzt angeführte Übertragungsgeschwindigkeit keine derartige Empfehlung vorliegt. Für die Übertragungsgeschwindigkeiten von 4,8 kbps und 2,4 kbps werden die Symbole von Segmenten 3, 4 und 5,

¹^ die von der CCITT-Empfehlung V.27ter vorgeschrieben sind, gesendet, und die dabei verbrauchten Gesamtzeiten sind 708ms bzw. 943ms. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Träger für einen vorgegebenen Zeitabschnitt, der beispielsweise in der Größenordnung von 20ms liegt, zwischen benachbarten Prüfdaten unterbrochen , welche unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten darstellen, um eine Änderung in der übertragungsgeschwindigkeit anzuzeigen. Insgesamt werden somit die Prüftrainingsdaten 4 00 über

einen Zeitabschnitt von 2430 ms übertragen. 20

In derEmpfangsstation 200 werden mittels des Digitalsignalprozessors (DSP)16 verschiedene Funktionen wie diejenigen eines Modems mit Hilfe der Prüftrainingsdaten 400 einander angenähert. Zu diesem Zeitpunkt überprüft der Prozessor (DSP)16 den Funktionszustand, wie den eines Modems, für jede der Übertragungsgeschwindigkeiten mittels eines Signalraumdiagramms bzw. eines räumlichen Signaldiagramms, um dadurch festzustellen, ob ein normaler Empfang mit der Übertragungsgeschwindigkeit möglich ist odernicht (Schritt 702 in Fig. 7) .

Im einzelnen mißt der Prozessor (DSP) 16 in der Empfangsstation 200 Signalraumvektoren der Prüftrainingsdaten 400, und entsprechend dem Meßergebnis meldet die Sendestation ^s eine angemessene übertragungsgeschwindigkeit (Schritte 704 und 706 in Fig. 7) .

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-ιοί Beieinem 8-phasigen Phasenmodulationssystein weist beispielsweise das Signalraumdiagramm eines Signals, das von der Sendestation 100 an die übertragungsleitung 300 abgegeben worden ist, acht Punkte (ideale Punkte) 6 00 auf, wie in Fig. 5A dargestellt ist, welche bezüglich der Phasendifferenz (u/4) identisch sind und in gleichen Abständen von dem Ursprung O einer realen Achse (I) und einer imaginären Achse (Q) angeordnet sind.

Wenn es sich über die übertragungsleitung 3 00 in Richtung der Empfangsstation 200 ausbreitet, wird das Signal verschiedenen Arten einer Phasenverzögerung und Dämpfung ausgesetzt. Wie in Fig. 5B und SC dargestellt, sind, solange Datenpunkte 6 04 von Signalraumvektoren verhältnismäßig angrenzenden die idealen Punkte 600 der übertragenen Signalvektoren verteilt sind, Informationssymbole, die in dem empfangenen Signal enthalten sind, leicht zu identifizieren. Wenn sich jedoch die Datenpunktverteilung über einen beträchtlichen Bereich über die idealen Punkte 600 hinaus erstreckt, wie beispielsweise in Fig. 5D dargestellt ist, hört eine genaue Identifizierung der Informationssymbole auf. Der kritische Zustand für eine genaue Identifizierung ist, wie in Fig. 5C dargestellt, ein Zustand, bei welchem die Datenpunkte 6 04 der empfangenen Signalvektoren in acht Kreisen 602 liegen, welche jeweils konzentrisch zu den acht idealen Punkten 600 sind und einander berühren.

Sobald der kritische Zustand, der in Fig. 5C dargestellt ist, erreicht ist, bei welchem die Grenze zwischen benachbarten Datenpunkten bis zu einem gewissen Grad identifizierbar ist, laufen verschiedene Parameter des Modems in der Empfangsstation 200 im Laufe der Zeit infolge der automatischen adaptiven Abgleichfunktion allmählich zusammen bzw. konvergieren. Dies ergibt sich oft bei dem in Fig. 5B dargestellten Zustand, bei welchem Daten mit Erfolg empfangen werden.

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In der Empfangsstation 200 steuert der Prozessor (DSP) 16 solche Raumsignalvek-toren des empfangenen Signals, um Abweichungen oder Verschiebungen der Datenpunkte 604 von den idealen Punkten 600 zu sehen. Das heißt, der Prozessor (DSP) 16 mißt die Abstände zwischen den jeweiligen Datenpunkten 604 der empfangenen Prüftrainingsdaten 400 und den idealen Signalpunkten600 auf dem Signalraumdiagramm, um dadurch festzustellen, ob das empfangene Signal in einem schlechten Zustand (Fig. 5D) oder in einem kritischen Zustand war. Eine solche Unterscheidung zwischen dem guten Zustand (Fig. 5B), dem kritischen Zustand und dem schlechten Zustand wird in dem Prozessor (DSP) 16 dadurch bewirkt, daß durch Digitalsignal-Verarbeitungen die Abstände der Datenpunkte 604 des empfangenen Signals, das von der analogen Kopplungsschaltung (AIF) 18 eingegeben worden ist, aus den idealen Punkten 600 auf dem Signalraumdiagramm berechnet werden, und daß dann der größte Abstand mit dem Abstand zwischen benachbarten idealen Punkten 6 00 verglichen wird. Das heißt, wenn die Abweichung von dem idealen Punkt 600 nicht größer ist als der halbe Abstand zwischen benachbarten idealen Punkten 600, werden Signale mit der dann bestehenden übertragungsgeschwindigkeit normal empfangen.

Der Zentralprozessor (CPU) 12 in der Empfangsstation 200 gibt, wenn die normal empfangbare übertragungsgeschwindigkeit identifiziert worden ist (Schritt 704 in Fig. 7). ein Anwortsignal 402 über den Prozessor (DSP) 16 an die Sendestation 100 zurück (Schritt 706). Das Antwortsignal 402 kann mit der übertragungsgeschwindigkeit von 300 bps gesendet werden, welche durch die Empfehlung T.30 empfohlen worden ist, und enthält einen Befehl, welcher die übertragungsgeschwindigkeit anzeigt, die durch den Prozessor (DSP) 16 der Empfangsstation 200 bestimmt worden ist. In ~ der Sendestation 100, welche das Antwortsignal 402 empfangen hat, beginnt der Zentralprozessor (CPU) 12 eine übliche Folge, in. dem Faksimiledaten 404 von dem Faksimile-Terminal

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200 mit der befohlenen übertragungsgeschwindigkeit übertragen werden (Schritt 708 in Fig. 7).

Die Abgabe des Antwortsignals von der Empfangsstation 200 andie Sendestation 100 kann mit Hilfe eines Rückwärtskanals oder eines Tonsignals bewirkt werden. In einem solchen Fall wird vorzugsweise ein anderes Frequenzband als die von den Modems besetzte Bandbreite benutzt. Wenn, wie in Fig. 6A dargestellt, das Modem in der Empfangsstation 200 beispielsweise zu einem Zeitpunkt ti den Zustand bzw. die Beschaffenheit für gut befunden hat, wird die identifizierte übertragungsgeschwindigkeit von der Empfangsstation 200 der Sendestation 100 befohlen und damit angefordert. Entsprechend diesem Befehl kann dann der Zentralprozessor (CPU) 12 in der Sendestation 100 unmittelbar das Senden der Prüftrainingsdaten 400 stoppen und mit dem Übertragen von Faksimiledaten mit der befohlenen übertragungsgeschwindigkeit beginnen. Diese Maßnahme dient dazu, die erforderliche Trainings- oder Übungszeit zu verkürzen.

Eine andere mögliche Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß, wie in Fig. 6B dargestellt, wenn erkannt worden ist, daß sich das Modem in der Empfangsstation 200 beispielsweise zu einem Zeitpunkt ti in einem guten Zustand befindet, und die indentifizierte übertragungsgeschwindigkeit von der Empfangsstation 200 der Sendestation 100 gemeldet ist, der Zentralprozessor (CPU)12 in der Sendestation 100 mit dem Senden des restlichen Teils der Prüftrainingsdaten 400 fortfährt, während der Prozessor (DSP) 16 in derEmpfangsstation 200 entsprechend diesem Teil der Prüftrainingsdaten 400 bewirkt, daß die verschiedenen Modemparameter zusammenfallen, um dadurch die Abweichung von den idealen Signalpunkten noch weiter zu verringern, um dadurch die Empfangsaufbereitung zu verfeinern.

Durch die Erfindung ist somit ein Datenübertragungssteuersystem geschaffen, welches bei Übertragungsgeschwindigkeiten,

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welche ein Modem benutzen kann, eine Trainings- oder Ubungsfolge in einer Prüfzeit durchführen kann, welche selbst mit einer üblichen Prüf- oder Testfolge aussöhnt. Somit kann ein Training für die Übertragungsgeschwindigkeiten durchgeführt werden, die für ein Modem brauchbar sind, welches einemvorbestimmten Protokoll genügt, und welches keine Zunahme in der Protokollzeit erfordert. Insbesondere wenn der Leitungszustand häufige Erniedrigungen in der Übertragungsgeschwindigkeit nötig macht, welche bei hochschnellen Modems verwendet wird und wenn es daher immer wieder zu einer Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeiten kommt, kann mit derErfindung die Protokollzeit mit Erfolg wirksam verkürzt werden.In der Praxis wird die Wirkung der Erfindung bei einer Erhöhung der übertragungsgeschwindigkeit noch auffallender, und sie ist für Faksimileübertragungen möglich, bei welchem beispielsweise 14,4 kbps-Modems benutzt werden.

Ende der Beschreibung
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Claims

BERG ■ STAPF · SCHWABE SANDMAIR

TENT \NW\n E MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80 O H U O ü O

Anwaltsakte: 33 359

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Datenübertragungssteuersystem

Patentansprüche

Datenübertragungssteuersystem für weit voneinander entfernte Sende-Empfangsstationen, um Daten über eine analoge übertragungsleitung durch Modems zu übertragen, welche wahlweise eine Anzahl Übertragungsgeschwindigkeiten benutzen, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) Prüftrainingsdaten, die eine Anzahl übertragungsgeschwindigkeitsdaten einschließen, von einer Sendestation an eine Empfangsstation übertragen werden;

(b) ein Modem der Empfangsstation trainiert wird, wenn die Prüftrainingsdaten von der Empfangsstation empfangen werden;

(c) eine übertragungsgeschwindigkeit ausgewählt wird, die einer Nachrichtenübertragung zwischen den Sende- und Empfangs-Stationen angemessen ist, indem eine Abweichung der von der Empfangsstation empfangenen Prüftrainingsdaten von idealen Datenpunkten auf einem Signalraumdiagramm gemessen wird;

(d) die gewählte übertragungsgeschwindigkeit von der Empfangsstation der Sendestation mitgeteilt wird, und

(e) Daten von der Sendestation mit der mitgeteilten übertragungsgeschwindigkeit übertragen werden.

VIl/XX/Ktz - 2 -

* (089) 98 82 72 - 74 Telex: 5 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)

Telearamme (cable): Telekopierer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swill Code: HYPO DE MM
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Senden der Prüftrainingsdaten beim Schritt (a) unmittelbar nach der Mitteilung beim Schritt (d) gestoppt wird.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Prüftrainingsdaten beim Schritt (a) sogar während der Mitteilung fortgesetzt wird.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine übertragungsgeschwindigkeit, die eingestellt worden ist, wenn die Abweichung beim Schritt (c) nicht größer als die halbe Strecke zwischen benachbarten idealen Datenpunkten ist, als die angemessene übertragungsgeschwindigkeit festgelegt wird.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteilung beim Schritt (d) mit Hilfe eines sogenannten Rückwärtskanals bewirkt wird.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteilung beim Schritt (d) mittels eines Tonsignals bewirkt wird.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-. net, daß die analoge Übertragungsleitung eine Fernsprechleitung ist.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftrainingsdaten übertragungsgeschwindigkeitsdaten aufweisen, welche 14,4 kbps, 9,6 kbps, 7,2 kbps, 4,8 kbps und 2,4 kbps darstellen.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüftrainingsdaten ferner Daten aufweisen, welche zwischen die Datengeschwindigkeitsdaten eingefügt wordensind, umdie übertragungsgeschwindigkeitsdaten von-

einander zu trennen, wobei die eingefügten Daten eine vorbestimmte Dauer haben.