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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Austausch von Gleichstromschaltkennzeichen zwischen Einrichtungen in einem Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsnetz, von denen wenigstens ein Teil hochspannungsgefährdet ist und die über galvanisch getrennte Verbindungsleitungen miteinander verbindbar sind, wobei die galvanische Trennung über einen in den hochspannungsgefährdeten Einrichtungen angeordneten Schutzübertrager erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Schaltkennzeichen von der einen auf die andere Seite der Trennstelle jeder Verbindungsleitung auf optischem Weg erfolgt.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den galvanisch voneinander getrennten Teilen jeder Verbindungsleitung für jede Übertragungsrichtung der Schaltkennzeichen ein zusätzlicher Signalweg vorgesehen ist, der ein optoelektronisches Koppelelement (OK) enthält, über das die Übertragung der Schaltkennzeichen erfolgt.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in einem Fernsprechvermittlungsnetz mit galvanisch getrennter Verbindungsleitung zwischen dem Leitungssatz (AVS) einer hochspannungsgefährdeten Fernsprechnebenstellenanlage und einer Vermittlungs stelle des öffentlichen Fernsprechnetzes, wobei Schaltkennzeichen nur in Richtung dieser Vermittlungsstelle zu übertragen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifenstromkreis des Leitungssatzes (AVS) über eine Schleifenzustandsüberwachungsschaltung (SU) mit dem Sender eines optoelektronischen Koppelelementes (OK) verbunden ist, dessen Empfänger auf der anderen Seite der galvanischen Trennstelle am Schleifenstromkreis des zur angeschlossenen Vermittlungsstelle des öffentlichen Fernsprechnetzes führenden Verbindungsleitungsabschnittes angeschlossen ist, derart,
dass bei Aktivierung des optoelektronischen Koppelelementes (OK) der Empfänger in diesem Schleifenstromkreis eine Zustandsänderung herbeiführt.
4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, in einem Fernsprechvermittlungsnetz mit galvanisch getrennter Verbindungsleitung zwischen dem Leitungssatz (DAS) einer hochspannungsgefährdeten Fernsprechnebenstellenanlage und einer Vermittlungsstelle des öffentlichen Fernsprechnetzes, wobei Schaltkennzeichen in beiden Richtungen zu übertragen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifenstromkreis des Leitungssatzes (DAS) mit dem Sender eines ersten optoelektronischen Koppelelementes (OK1) und der Schleifenstromkreis des zur angeschlossenen Vermittlungs stelle des öffentlichen Fernsprechnetzes führenden Verbindungsleitungsabschnittes mit dem Sender eines zweiten optoelektronischen Koppelelementes (OK2) verbunden sind,
wobei die Empfänger dieser optoelektronischen Koppelelemente (OK1, OK2) auf der anderen Seite der galvanischen Trennstelle an den jeweiligen Schleifenstromkreis angeschlossen sind, derart, dass bei Aktivierung des optoelektronischen Koppelelementes (OK1 bzw.
OK2) der Empfänger im entsprechenden Schleifenstromkreis eine Zustandsänderung herbeiführt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Aktivierung des in Richtung Fernsprechnebenstellenanlage wirkenden zweiten optoelektronischen Koppelelementes (OK2) notwendige Strom aus dem zur angeschlossenen Vermittlungsstelle des öffentlichen Fernsprechnetzes führenden Verbindungsleitungsabschnitt entnehmbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (C2) vorgesehen ist, der über den genannten Verbindungsleitungsabschnitt aufladbar und über den Sender des zweiten optoelektronischen Koppelelementes (OK2) entladbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Schaltungsanordnungen zu dessen Durchführung.
In hochspannungsgefährdeten Fernmeldeeinrichtungen, wie beispielsweise Fernsprecheinrichtungen im Bereich von Kraftwerkanlagen, müssen die aus dem Hochspannungsbereich z.B.
zum öffentlichen Fernsprechnetz führenden Verbindungsleitungen über spezielle Schutzeinrichtungen verfügen. Diese bestehen üblicherweise aus einem Schutzübertrager, der eine galvanische Trennung der gefährdeten Leitungsabschnitte bewirkt. Die Übertragung der im Falle von Gleichstromsignalisierung für die Steuerung der Vermittlungsvorgänge (Belegen, Wahl, Melden, Auslösen) notwendigen Schaltkennzeichen kann nach dem Verfahren der Induktiv-Impulsübertragung erfolgen. Die dabei erzeugten Induktivimpulse sind bekanntlich sehr energiereich und können sich deshalb auf in der näheren Umgebung befindliche Datenübertragungsleitungen ungünstig auswirken.
Im Zuge einer sich daher allmählich abzeichnenden Umstellung auf eine Niederspannungssignalisierung stellt sich das Problem einer einwandfreien Übertragung der dabei verwendeten Gleichstromschaltkennzeichen über die abgeriegelten Verbindungsleitungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die erwähnten Nachteile der Induktiv-Impulsübertragung nicht aufweist und ferner auch einen geringeren Strom- und Platzbedarf erfordert. Die Lösung der Aufgabe gelingt mit der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Massnahme. Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens mit vorteilhaften Weiterbildungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass zu deren Realisierung auf der einen Seite der Verbindungsleitung, z.B. derjenigen des öffentlichen Fernsprechnetzes, d.h. in dessen an der abgeriegelten Leitung angeschlossenen Einrichtungen, keinerlei Eingriffe notwendig sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Anwendungsfall, wo die Übertragung von Gleichstromschaltkennzeichen zwischen einer Fernsprechnebenstellenanlage und dem öffentlichen Fernsprechnetz nur in einer Richtung erfolgt
Fig. 2 einen Anwendungsfall, wo die Übertragung von Gleichstromschaltkennzeichen in beiden Richtungen erfolgt.
Fig. 1 zeigt eine Adern a, b aufweisende Verbindungsleitung, die rechts an einem Amtsverbindungssatz AVS einer Fernsprechnebenstellenanlage und links an einer zum öffentlichen Fernsprechnetz führenden Amtsleitung AL angeschlossen ist. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch keineswegs auf diesen Fall beschränkt, sie ist prinzipiell überall dort einsetzbar, wo Gleichstromschaltkennzeichen zwischen Fernmeldeeinrichtungen auszutauschen sind, die über abgeriegelte Leitungen miteinander verbunden sind. So könnte rechts beispielsweise auch nur eine einzelne Teilnehmerstelle vorhanden sein. Ferner ist auch der Fall denkbar, wo eine einzelne Teilnehmerstelle über eine abgeriegelte Leitung an eine sich in einem hochspannungsgefährdeten Bereich befindliche Fernsprechnebenstellenanlage angeschlossen ist.
Im vorliegenden Beispiel wird der Amtsverbindungssatz AVS immer dann belegt, wenn ein an der Fernsprechnebenstellenanlage angeschlossener Teilnehmer eine Gesprächsverbindung zum öffentlichen Fernsprechnetz (abgehende Verbindung) wünscht oder umgekehrt vom öffentlichen Fernsprechnetz ein Gesprächswunsch zu einem Teilnehmer der Nebenstellenanlage (ankommende Verbindung) eintritt. Die Verbindungsleitung ist durch einen Trennübertrager TU bestimmter Spannungsfestigkeit abgeriegelt. Diese galvanische Trennung verhindert, dass im hochspannungsgefährdeten Teil rechts von der strichpunktierten Trennlinie auftretende Überspannungen auf die Amtsleitungsseite gelangen können. Ein weiterer Über
trager UE bildet in bekannter Weise die gleichstrommässige Entkopplung zwischen dem Amtsverbindungssatz AVS und der Amtsleitung AL. In dem zwischen den beiden Übertragern TU und UE liegenden Abschnitt der Verbindungsleitung ist eine Rufempfangsschaltung RE angeordnet, die auf der Amtsleitung AL eintreffende Wechselstromrufsignale feststellen kann. An den Stromversorgungsanschlüssen des zum Amtsverbindungssatz AVS führenden Abschnittes ist eine Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU angeschlossen, welche mit einer Rufanschaltung RA verbunden ist. Die Rufanschaltung RA ist mit dem Ausgang eines Rufsignalgenerators RG verbunden. Die Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU ist über ein Verzögerungsglied VG mit einem Belegungsrelais VB verbunden.
Das Verzögerungsglied VG bewirkt einerseits eine Ansprechverzögerung tl und andererseits eine Abfallverzögerung t2, beide bezogen auf eine Zustandsänderung am Ausgang der Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU. Die Ansprechverzögerung tl verhindert, dass bereits kurze Störimpulse sich ungünstig auswirken können; die Abfallverzögerung t2 verhindert ein vorzeitiges Auslösen durch von der Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU feststellte Wahlimpulse. Die Ausgänge der Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU und des Verzögerungsgliedes VG sind zudem auf ein UND-Tor geführt, dessen Ausgang mit der Anode einer Fotodiode verbunden ist, die den Sender eines optischen Koppelelementes OK darstellt und deren Kathode am Speisepotential liegt. Als Sender dient eine Infrarotlicht emittierende Diode.
Den Empfänger des optischen Koppelelementes OK bildet ein auf der anderen Seite der Hochspannungstrennstelle angeordneter Fototransistor. Der Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger ist entsprechend der geforderten Spannungsfestigkeit gewählt. Der Speisestrom für den Fototransistor wird über die Amtsleitung AL vom öffentlichen Fernsprechnetz bezogen. Zu diesem Zweck ist zwischen den Adern a, b des an der Amtsleitung AL angeschlossenen Abschnittes der Verbindungsleitung ein Doppelweggleichrichter GR eingefügt, der mit dem Kollektor und dem Emitter des Fototransistors verbunden ist.
Die dem Emitter nachgeschaltete Schaltung SS ist so aufgebaut und dimensioniert, dass bei Durchschaltung des Fototransistors die Amtsleitung AL mit einem definierten Abschlusswiderstand belastet wird und daher in den angeschlossenen Einrichtungen des öffentlichen Fernsprechnetzes eine Schleifenzustandsänderung eindeutig festgestellt werden kann. Der amtsseitige Schleifenstromkreis führt über den Gleichrichter GR, eine Drossel L und einen Schleifentransistor T1 zurück zum Gleichrichter GR. Ein mit seiner Basis am Emitter des Fototransistors angeschlossener Transistor T2 steuert den Schleifentransistor T1 derart, dass dieser durchgeschaltet ist, wenn das optische Koppelelement OK aktiviert ist.
Die Drossel verhindert eine Dämpfung der Sprechwechselspannungen durch den zwischen die Adern a, b geschalteten amtsseitigen Schleifenstromkreis.
Die Funktionsweise der Anordnung gemäss Fig. list folgende:
Im Falle einer ankommenden Verbindung spricht die Rufempfangsschaltung RE im Rhythmus des vom öffentlichen Fernsprechnetz eintreffenden Wechselstromrufsignales an.
Demzufolge wird über Kontakte r eines Relais R der Rufempfangschaltung RE ein Rufsignal aus dem Rufsignalgenerator RG an die Verbindungsleitung angeschaltet und dem Amtsverbindungssatz AVS zugeführt. Erfolgt ein Melden während der Rufphase, erkennt die Rufabschaltung RA die dabei auftretende Schleifenzustandsänderung und aktiviert die Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU. Erfolgt das Melden hingegen während der Rufpause, erkennt die Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU die Schleifenstromänderung direkt. In beiden Fällen bringt die Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU das Belegungsrelais VB zum Ansprechen, welches dabei mit seinen Kontakten vb die Abschaltung der Rufempfangsschaltung RE und damit die Durchschaltung der Amtsleitung AL zum Amtsverbindungssatz AVS bewirkt.
Gleichzeitig wird über das UND-Tor der Sender der optischen Übertragungsstrecke OK aktiviert. Dessen Empfänger veranlasst demzufolge die Anschaltung des amtsseitigen Schleifenstromkreises, worauf das öffentliche Fernsprechnetz Schleifenschluss erkennen kann.
Aufgrund dessen erfolgt die Durchschaltung eines Sprechweges vom Teilnehmer des öffentlichen Fernsprechnetzes über die Verbindungsleitung und den Amtsverbindungssatz AVS normalerweise zum Vermittlungsplatz der Fernsprechnebenstellenanlage. Die Vermittlungsperson stellt hierauf eine Verbindung zum gewünschten Teilnehmer der Fernsprechnebenstellenanlage dar, indem dessen Teilnehmerstelle in bekannter Weise mit dem Amtsverbindungssatz AVS verbunden wird.
Im Falle einer abgehenden Verbindung wird die durch die Belegung eines Amtsverbindungssatzes AVS bzw. einer direkt angeschlossenen Teilnehmerstelle hervorgerufene Schleifenstromänderung von der Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU erkannt, was wiederum eine Aktivierung des optischen Koppelelementes OK und damit eine Signalisierung des Schleifenschlusses zum öffentlichen Fernsprechnetz zur Folge hat, welches darauf ein Tonfrequenz-Wahlaufforderungssignal über die Verbindungsleitung zum Amtsverbindungssatz AVS sendet.
Die von der Fernsprechnebenstellenanlage hierauf in Form von Schleifenstromänderungen abgegebenen Wahlimpulse gelangen ebenfalls über das optische Koppelelement OK auf die Amtsleitung AL. Das Verzögerungsglied VG verhindert, dass die Wahlimpulse ein vorzeitiges Auslösen der Verbindung zum öffentlichen Fernsprechnetz herbeiführen können. Das Auslösen der Verbindung ist bei dieser Anordnung nur in abgehender Richtung vorgesehen. Die Schleifenzustandsüberwachungsschaltung SU erkennt dabei nebenstellenseitig das Öffnen der Schleife, wodurch die optische Übertragungsstrecke OK und damit auch die amtsseitige Schleife unterbrochen werden. Nach Ablauf der durch das Verzögerungsglied VG gegebenen Zeitspanne t2 nimmt die Anordnung den in Fig. 1 gezeigten Ruhezustand ein.
Die hochspannungsgeschützte Verbindungsleitungsanordnung gemäss Fig. 1 eignet sich also für den Aufbau einer abgehenden wie auch einer ankommenden Verbindung, bei dem eine Gleichstromsignalisierung in nur einer Richtung notwendig ist.
In Fig. 2 ist eine Weiterbildung der Erfindung für einen Anwendungsfall gezeigt, bei dem Gleichstromzeichen in beiden Richtungen über abgeriegelte Leitungen zu übertragen sind.
Fig. 2 zeigt wiederum eine Adern a, b aufweisende Verbindungsleitung, die rechts an einem Amtsverbindungssatz DAS einer Fernsprechnebenstellenanlage und links an einer zum öffentlichen Fernsprechnetz führenden Amtsleitung AL angeschlossen ist. Der Amtsverbindungssatz DAS weist jedoch im Gegensatz zum Amtsverbindungssatz AVS des zuvor beschriebenen Beispiels an sich bekannte und daher nicht weiter dargestellte Schaltmittel auf, die eine Durchwahl vom öffentlichen Fernsprechnetz her ermöglichen; d.h. ein Teilnehmer des öffentlichen Fernsprechnetzes kann einen Teilnehmer der Fernsprechnebenstellenanlage ohne Mitwirkung der Vermittlungsperson in der Nebenstellenanlage direkt erreichen. Ein Amtsverbindungssatz DAS wird immer dann belegt, wenn ein entsprechender Verbindungswunsch vom öffentlichen Fernsprechnetz her eintritt.
Die Verbindungsleitung zwischen dem Amtsverbindungssatz DAS und der Amtsleitung AL besteht wiederum aus drei durch einen hochspannungsfesten Trennübertrager TU und einen weiteren Übertrager UE galvanisch voneinander getrennten Abschnitten. Der eine Speiseanschluss des am Amtsverbindungssatz DAS angeschlossenen Abschnittes führt an die Anode der Sendediode eines ersten optoelektronischen Koppelelementes OK1, wobei die Kathode der Sendediode am Speisepotential liegt.
Den Empfänger des optoelektronischen Koppelelementes OK1 bildet ein auf der anderen Seite der Hochspannungstrennstelle angeordneter Fototransistor, dessen Kollektor am einen Anschluss eines im amtsseitigen Verbindungsleitungsabschnitt zwischen den Adern a, b angeordneten Doppelweggleichrichters GR und dessen Emitter über einen Widerstand am anderen Anschluss des Gleichrichters GR liegt. Am Emitter des Fototransistors ist ferner die Basis eines Transistors T1 angeschlossen, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in dem vom Gleichrichter GR über eine Drossel L, einen niederohmigen Widerstand R1, eine Diode D1 und den Sender eines zweiten optoelektronischen Koppelelementes OK2 zurück zum Gleichrichter GR führenden niederohmigen amtsseitigen Schleifenstromkreis liegt.
Der Empfänger des optoelektonischen Koppelelementes OK2 liegt jenseits der Hochspannungstrennstelle auf der Seite der Nebenstellenanlage. Er ist mit einer nur in ihren wesentlichen Teilen dargestellten Empfangsschaltung ES für die über das optoelektronische Koppelelement OK2 übertragenen Signale verbunden. Die Empfangsschaltung ES enthält eine Signalauswertung AS, die auf eine Verstärkerstufe VS wirkt, in deren Kollektorkreis ein Schaltelement K1 liegt, bei dessen Aktivierung Kontakte kl in den Adern a, b des am Amtsverbindungssatz DAS angeschlossenen Verbindungsleitungsabschnittes geschlossen werden.
Der Verbindungspunkt zwischen der Drossel L und dem niederohmigen Widerstand R1 ist über eine Stromquelle IQ1 und einen Widerstand R2 mit der Basis eines Transistors T2 verbunden, die über ein Stabilisierungselement mit dem anderen Anschluss des Gleichrichters GR verbunden ist. Der Kreis GR - L IQl - R2 - GR bildet den hochohmigen amtsseitigen Schleifenstromkreis. Der Kollektor des Transistors T2 ist mit dem Widerstand R2 und über einen Kondensator C2 mit dem Gleichrichter GR verbunden, ferner ist der Kollektor des Transistors T2 über einen Schalter S und eine weitere Stromquelle IQ2 an die Kathode der Diode D1 angeschlossen. Am Emitter des Transistors T2 ist ein Oszillator OSC angeschlossen, der den Schalter S steuert.
Der Schalter S kann entgegen Fig. 2 auch ein elektronischer Schalter sein. In dem an der Amtsleitung AL angeschlossenen Verbindungsleitungsabschnitt ist zur Gleichstromtrennung noch ein Kondensator C1 eingefügt. Ferner enthält die gezeigte Schaltungsanordnung noch ein drittes optoelektronisches Koppelelement OK3, dessen Sender in der Ader a vor dem Anschlusspunkt des Gleichrichters GR und dessen Empfänger zwischen dem Schalter S und der Stromquelle IQ2 angeordnet ist. Das optoelektronische Koppelelement OK3 ist immer dann aktiviert, wenn ein Strom über den hochohmigen oder den niederohmigen amtsseitigen Schleifenstromkreis fliesst.
Die Sendediode wirkt als Detektor für Stromunterbrüche auf der Amtsleitung AL; sobald ein Stromunterbruch eintritt, wird die Verbindung zwischen dem Schalter S und der Stromquelle IQ2 sofort aufgetrennt. Wäre kein solcher Detektor vorhanden, würde bei einem Stromunterbruch keine sofortige Unterbrechung der Stromzufuhr zum Sender des optoelektronischen Koppelelementes OK2 erfolgen, da die Ansteuerung des Oszillators OSC durch den Entladestrom des Kondensators C1 vorübergehend noch aufrechterhalten und daher die Entladung des Kondensators C2 nicht zeitgerecht abgebrochen würde. Selbstverständlich ist die Verwendung eines optoelektronischen Koppelelementes als Detektor in der Ader a nicht zwingend; auch andere die gleiche Funktion erfüllende Anordnungen sind denkbar.
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist folgende:
Im Falle einer Belegung der Amtsleitung AL vom öffentlichen Fernsprechnetz her wird diese durch den amtsseitigen hochohmigen Schleifenstromkreis abgeschlossen, d.h. im Schleifenstromkreis fliesst im Gegensatz zum nichtbelegten Zustand ein Strom. Diese Belegungsinformation muss nun zur Fernsprechnebenstellenanlage übertragen werden, und zwar über das in dieser Richtung wirkende optoelektroniche Koppelelement OK2. Der zu dessen Betrieb erforderliche Strom wird der Amtsleitung AL entnommen. Infolge des in diesem Zustand hochohmigen Schleifenabschlusses kann der Fall eintreten, dass der aus der Amtsleitung AL maximal entnehmbare Strom nicht genügt, um das optoelektronische Koppelelement OK2 genügend aktivieren zu können.
Der notwendige Strom wird daher durch Auf- und Entladung des Kondensators C2 bereitgestellt.
Hiezu betätigt der sich im hier betrachteten Belegungszustand in Betrieb befindliche Oszillator OSC den Schalter S in einem bestimmten Rhythmus, indem er den Schalter S beispielsweise während 3 Taktperioden offen und während einer Taktperiode geschlossen hält. Ist der Schalter S offen, wird der Kondensator C2 aus der Amtsleitung AL aufgeladen; ist er geschlossen, kann sich der Kondensator C2 über den Empfänger des optoelektronischen Koppelelementes OK3, die Stromquelle IQ2 und den Sender des optoelektronischen Koppelelementes OK2 entladen und diesem den erforderlichen Strom zuführen. Die Signalauswertung AS auf der anderen Seite der Hochspannungstrennstelle wandelt die aufgrung der Entladestromstösse des Kondensators C2 empfangenen Impulse in einen Dauerimpuls um.
Demzufolge wird über die Verstärkerstufe VS das Schaltelement K1 aktiviert und die Kontakte kl werden geschlossen. Im Amtsverbindungssatz DAS wird die Belegung erkannt und daraufhin der angeschlossene Verbindungsleitungsabschnitt derart niederohmig gemacht, dass darin ein Strom fliesst, der den Sender des optoelektronischen Koppelelementes OK1 aktiviert. Demzufolge wird dessen Empfänger durchgeschaltet und über den Transistor T1 der amtsseitige niederohmige Schleifenstromkreis angeschaltet, was die angeschlossene Vermittlungsstelle des öffentlichen Fernsprechnetzes als Bereitschaft zur Aufnahme der Wahlinformationen erkennt. Anschliessend bleibt der amtsseitige Schleifenstromkreis niederohmig und das optoelektronische Koppelelement OK2 ist dauernd durchgeschaltet.
Daher bleiben auch die Kontakte kl geschlossen.
Nun kann die Übertragung der Wahlinformation vom öffentlichen Fernsprechnetz zur Nebenstellenanlage beginnen.
Werden die Wahlziffern als Impulsfolgen ausgesendet, erfolgt die Übertragung über das optoelektronische Koppelelement OK2. Die Impulse werden durch Stromunterbrechungen auf der Amtsleitung erzeugt. Sobald ein Stromunterbruch eintritt, wird das optoelektronische Koppelelement OK2 unverzüglich ausser Betrieb gesetzt und daher die Kontakte kl in dem am Amtsverbindungssatz DAS angeschlossenen Verbindungsleitungsabschnitt geöffnet. Nach Aufhebung des Stromunterbruchs wird das optoelektronische Koppelelement OK2 wieder aktiviert, die Schalter kl schliessen und im Amtsverbindungssatz DAS wird ein Impuls registriert.
Ebenso werden alle weiteren Impulse registriert und einer entsprechenden Wahlempfangseinrichtung zugeführt, wo die eintreffenden Wahlziffern bewertet und schliesslich zur Durchschaltung eines Verbindungsweges vom Amtsverbindungssatz DAS zur gewünschten Teilnehmerstelle innerhalb der Fernsprechnebenstellenanlage herangezogen werden. Sobald genügend Wahlziffern in der Fernsprechnebenstellenanlage eingetroffen sind, signalisiert der Amtsverbindungssatz DAS Wahlschluss, indem dessen Schleifenstromkreis wieder hochohmig und dadurch das optoelektronische Koppelelement OK1 ausser Betrieb gesetzt wird. Demzufolge wird auch der amtsseitige Schleifenstromkreis wieder hochohmig.
Der gewünschte Teilnehmeranschluss wird aus dem Amtsverbindungssatz DAS gerufen. Gleichzeitig wird vom Amtsverbindungssatz DAS ein Rufkontrollsignal in Richtung öffentliches Fernsprechnetz ausgesendet. Meldet sich der gerufene Teilnehmer, werden das Rufsignal und das Rufkontrollsignal abgeschaltet und die gerufene Teilnehmerstelle zum Amtsverbindungssatz DAS durchgeschaltet. Dessen Schleifenstromkreis wird dabei wieder niederohmig und diese Zustandsänderung wie beschrieben in Richtung öffentliches Fernsprechnetz übertragen, wo ebenfalls die Durchschaltung zur rufenden Teilnehmerstelle stattfindet.
Je nachdem welcher Teilnehmer (der rufene oder der gerufene) nach Gesprächsende zuerst den Handapparat seiner Teilnehmerstation auflegt, wird entweder der amtsseitige oder der nebenstellenseitige Schleifenstromkreis wieder hochohmig und in beschriebener Weise die entsprechende Signalisierung auf die andere Seite der Hochspannungstrennstelle übertragen.
Obwohl der vorstehenden Beschreibung der Fall einer Gleichstromsignalisierung bei Impuls-Durchwahl zugrundeliegt, ist die Anwendung der Anordnung gemäss Fig. 2 keineswegs auf diesen Fall beschränkt. Die Anordnung lässt sich ohne weiteres auch in Fernmeldeeinrichtungen mit MFC-Durchwahl einsetzen. Dabei werden die MFC-Wahlzeichen direkt über die Verbindungsleitung zu einer Wahlaufnahmeeinrichtung in der Fernsprechnebenstellenanlage übertragen, wogegen die im Zuge eines Verbindungsaufbaus zu signalisierenden Betriebszustände als Gleichstrom-Zustandssignale wie beschrieben über die optischen Koppelelemente OK1 und OK2 von der einen auf die andere Seite der Trennstelle übertragen werden.
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PATENT CLAIMS
1. A method for exchanging direct current switching indicators between devices in a telecommunications network, in particular a telephone switching network, at least some of which are at risk of high voltage and which can be connected to one another via galvanically isolated connecting lines, the galvanic isolation being carried out via a protective transformer arranged in the high-voltage equipment that the switching indicators are transferred optically from one side to the other of the disconnection point of each connecting line.
2. A circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that an additional signal path is provided between the galvanically separated parts of each connecting line for each transmission direction of the switching indicator, which contains an optoelectronic coupling element (OK) via which the switching indicator is transmitted .
3. A circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, in a telephone switching network with a galvanically isolated connecting line between the line set (AVS) of a high-voltage-endangered private branch exchange and a switching center of the public telephone network, switching indicators only to be transmitted in the direction of this switching center, characterized in that the loop circuit of the line set (AVS) is connected via a loop condition monitoring circuit (SU) to the transmitter of an optoelectronic coupling element (OK), the receiver of which is connected on the other side of the galvanic isolating point to the loop circuit of the connecting line section leading to the connected switching center of the public telephone network, such that
that when the optoelectronic coupling element (OK) is activated, the receiver causes a change in state in this loop circuit.
4. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, in a telephone switching network with a galvanically isolated connecting line between the line set (DAS) of a high-voltage-endangered private branch exchange and a switching center of the public telephone network, with switching indicators to be transmitted in both directions, characterized in that the loop circuit of Cable set (DAS) are connected to the transmitter of a first optoelectronic coupling element (OK1) and the loop circuit of the connecting line section leading to the connected switching center of the public telephone network is connected to the transmitter of a second optoelectronic coupling element (OK2),
the receivers of these optoelectronic coupling elements (OK1, OK2) being connected to the respective loop circuit on the other side of the galvanic separation point, such that when the optoelectronic coupling element (OK1 or
OK2) the receiver changes the state in the corresponding loop circuit.
5. A circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the current required to activate the second optoelectronic coupling element (OK2) acting in the direction of the private branch exchange can be taken from the connecting line section leading to the connected switching center of the public telephone network.
6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that a capacitor (C2) is provided which can be charged via said connecting line section and can be discharged via the transmitter of the second optoelectronic coupling element (OK2).
The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and circuit arrangements for carrying it out.
In telecommunication devices at risk from high voltages, such as telephony devices in the area of power plants, those from the high voltage area e.g.
connecting lines leading to the public telephone network have special protective devices. These usually consist of a protective transformer that provides galvanic isolation of the endangered line sections. In the case of direct current signaling, the transmission of the switching indicators necessary for controlling the switching processes (seizing, dialing, reporting, triggering) can be carried out using the inductive pulse transmission method. The inductive pulses generated in this way are known to be very energy-intensive and can therefore have an unfavorable effect on data transmission lines located in the vicinity.
In the course of a gradual changeover to low-voltage signaling, the problem arises of a flawless transmission of the DC switching indicators used over the sealed connecting lines.
The present invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which does not have the disadvantages of inductive pulse transmission mentioned and also requires less power and space. The problem is solved with the measure specified in the characterizing part of claim 1. Circuit arrangements for carrying out the method with advantageous developments are specified in further claims.
A major advantage of the proposed solution is that to implement it on one side of the connecting line, e.g. that of the public switched telephone network, i.e. no interventions are required in the facilities connected to the cord-off line.
The invention is explained in more detail below with reference to drawings, for example. It shows:
Fig. 1 shows an application where the transmission of DC switching marks between a private branch exchange and the public switched telephone network takes place in one direction only
Fig. 2 shows an application where the transmission of DC switching labels takes place in both directions.
1 shows a connecting line having wires a, b, which is connected on the right to an exchange connection set AVS of a private branch exchange and on the left to an exchange line AL leading to the public telephone network. However, the application of the invention is in no way limited to this case, it can in principle be used wherever DC switching indicators are to be exchanged between telecommunications devices which are connected to one another via sealed lines. For example, there could only be a single subscriber station on the right. Furthermore, the case is also conceivable where a single subscriber station is connected via a sealed line to a private branch exchange located in a high-voltage area.
In the present example, the exchange connection set AVS is always occupied when a subscriber connected to the private branch exchange wants a call to the public telephone network (outgoing connection) or conversely a call request from the public telephone network to a subscriber in the private branch exchange (incoming connection) occurs. The connecting line is blocked off by a isolating transformer TU with a certain dielectric strength. This galvanic isolation prevents overvoltages occurring to the right of the dash-dotted dividing line in the high-voltage end from reaching the trunk line. Another about
In a known manner, the carrier UE forms the direct current decoupling between the exchange connection set AVS and the exchange line AL. In the section of the connecting line lying between the two transmitters TU and UE, a call receiving circuit RE is arranged, which can determine incoming AC call signals on the exchange line AL. A loop status monitoring circuit SU, which is connected to a call interface RA, is connected to the power supply connections of the section leading to the trunk connection set AVS. The call interface RA is connected to the output of a call signal generator RG. The loop condition monitoring circuit SU is connected to an occupancy relay VB via a delay element VG.
The delay element VG causes a response delay t1 on the one hand and a drop delay t2 on the other hand, both based on a change in state at the output of the loop state monitoring circuit SU. The response delay tl prevents even short interference pulses from having an unfavorable effect; the drop-out delay t2 prevents premature triggering by dialing pulses detected by the loop status monitoring circuit SU. The outputs of the loop condition monitoring circuit SU and the delay element VG are also routed to an AND gate, the output of which is connected to the anode of a photodiode which represents the transmitter of an optical coupling element OK and whose cathode is at the supply potential. An infrared light-emitting diode serves as the transmitter.
The receiver of the optical coupling element OK is formed by a photo transistor arranged on the other side of the high-voltage separation point. The distance between the transmitter and the receiver is chosen according to the required dielectric strength. The feed current for the photo transistor is obtained from the public telephone network via the exchange line AL. For this purpose, a full-wave rectifier GR, which is connected to the collector and the emitter of the phototransistor, is inserted between the wires a, b of the section of the connecting line connected to the exchange line AL.
The circuit SS connected downstream of the emitter is constructed and dimensioned such that when the phototransistor is switched through, the exchange line AL is loaded with a defined terminating resistor and a loop state change can therefore be clearly determined in the connected facilities of the public telephone network. The loop circuit on the office side leads back to the rectifier GR via the rectifier GR, an inductor L and a loop transistor T1. A transistor T2 connected with its base to the emitter of the phototransistor controls the loop transistor T1 in such a way that it is switched through when the optical coupling element OK is activated.
The choke prevents attenuation of the alternating speech voltages by the loop circuit on the office side connected between the wires a, b.
The operation of the arrangement according to Fig. Lists the following:
In the case of an incoming connection, the call receiving circuit RE responds in the rhythm of the AC call signal arriving from the public telephone network.
As a result, a call signal from the call signal generator RG is connected to the connecting line via contacts r of a relay R of the call receiving circuit RE and is fed to the exchange line set AVS. If there is a message during the call phase, the call switch RA detects the loop state change that occurs and activates the loop state monitoring circuit SU. If, on the other hand, the message occurs during the call pause, the loop status monitoring circuit SU detects the loop current change directly. In both cases, the loop condition monitoring circuit SU triggers the occupancy relay VB, which, with its contacts vb, causes the call receiving circuit RE to be switched off and thus the trunk line AL to be switched to the trunk connection set AVS.
At the same time, the transmitter of the optical transmission link OK is activated via the AND gate. Its receiver accordingly initiates the connection of the loop loop on the office side, whereupon the public telephone network can detect loop closure.
Because of this, the switching of a speech path from the subscriber of the public telephone network via the connecting line and the trunk connection set AVS normally takes place to the switching center of the private branch exchange. The operator then establishes a connection to the desired subscriber of the private branch exchange by connecting the subscriber station in a known manner to the exchange connection set AVS.
In the case of an outgoing connection, the loop current change caused by the assignment of an exchange connection set AVS or a directly connected subscriber station is recognized by the loop condition monitoring circuit SU, which in turn activates the optical coupling element OK and thus signals the loop closure to the public telephone network, which then results sends an audio frequency dialing signal over the trunk to the trunk set AVS.
The dialing pulses emitted by the private branch exchange in the form of loop current changes also reach the exchange line AL via the optical coupling element OK. The delay element VG prevents the dialing pulses from prematurely triggering the connection to the public telephone network. In this arrangement, the connection is only triggered in the outgoing direction. The loop status monitoring circuit SU detects the opening of the loop on the extension side, as a result of which the optical transmission path OK and thus also the loop on the office side are interrupted. After the time t2 given by the delay element VG has elapsed, the arrangement assumes the idle state shown in FIG. 1.
The high-voltage protected connection line arrangement according to FIG. 1 is therefore suitable for establishing an outgoing as well as an incoming connection, in which direct current signaling is necessary in only one direction.
2 shows a further development of the invention for an application in which DC signs are to be transmitted in both directions via sealed lines.
FIG. 2 again shows a connection line having wires a, b, which is connected on the right to an exchange connection set DAS of a private branch exchange and on the left to an exchange line AL leading to the public telephone network. The trunk connection set DAS, however, in contrast to the trunk connection set AVS of the example described above, has switching means which are known per se and are therefore not shown in further detail and which enable direct dialing from the public telephone network; i.e. a subscriber of the public telephone network can directly reach a subscriber of the private branch exchange without the involvement of the operator in the private branch exchange. An exchange connection set DAS is always occupied when a corresponding connection request comes from the public telephone network.
The connecting line between the trunk connection set DAS and the trunk line AL again consists of three sections which are galvanically separated from one another by a high-voltage-proof isolating transformer TU and a further transformer UE. The one feed connection of the section connected to the trunk connection set DAS leads to the anode of the transmitter diode of a first optoelectronic coupling element OK1, the cathode of the transmitter diode being at the feed potential.
The receiver of the optoelectronic coupling element OK1 is formed by a phototransistor arranged on the other side of the high-voltage separation point, the collector of which lies at a connection of a double-path rectifier GR arranged in the office-side connecting line section between the wires a, b and the emitter of which is connected via a resistor to the other connection of the rectifier GR. Also connected to the emitter of the phototransistor is the base of a transistor T1, the collector-emitter path of which leads from rectifier GR back to rectifier GR via a choke L, a low-resistance resistor R1, a diode D1 and the transmitter of a second optoelectronic coupling element OK2 low-impedance loop circuit on the official side.
The receiver of the optoelectronic coupling element OK2 is located beyond the high-voltage isolating point on the side of the private branch exchange. It is connected to a reception circuit ES, shown only in its essential parts, for the signals transmitted via the optoelectronic coupling element OK2. The receiving circuit ES contains a signal evaluation AS, which acts on an amplifier stage VS, in the collector circuit of which there is a switching element K1, upon activation of which contacts kl in the wires a, b of the connecting line section connected to the trunk connection set DAS are closed.
The connection point between the inductor L and the low-resistance resistor R1 is connected via a current source IQ1 and a resistor R2 to the base of a transistor T2, which is connected to the other terminal of the rectifier GR via a stabilizing element. The circuit GR-L IQl-R2-GR forms the high-resistance loop circuit on the office side. The collector of the transistor T2 is connected to the resistor R2 and to the rectifier GR via a capacitor C2. Furthermore, the collector of the transistor T2 is connected to the cathode of the diode D1 via a switch S and a further current source IQ2. An oscillator OSC, which controls the switch S, is connected to the emitter of the transistor T2.
Contrary to FIG. 2, the switch S can also be an electronic switch. A capacitor C1 is also inserted in the connecting line section connected to the trunk line AL for DC isolation. Furthermore, the circuit arrangement shown also contains a third optoelectronic coupling element OK3, the transmitter of which is arranged in the wire a in front of the connection point of the rectifier GR and the receiver of which is located between the switch S and the current source IQ2. The optoelectronic coupling element OK3 is always activated when a current flows through the high-resistance or the low-resistance loop circuit on the office side.
The transmitter diode acts as a detector for power interruptions on the trunk line AL; as soon as a power interruption occurs, the connection between the switch S and the current source IQ2 is immediately broken. If there was no such detector, the power supply to the transmitter of the optoelectronic coupling element OK2 would not be interrupted immediately in the event of a power interruption, since the activation of the oscillator OSC by the discharge current of the capacitor C1 is temporarily maintained and therefore the discharge of the capacitor C2 would not be interrupted in a timely manner. Of course, the use of an optoelectronic coupling element as a detector in the wire a is not mandatory; other arrangements that perform the same function are also conceivable.
The mode of operation of the circuit arrangement shown in FIG. 2 is as follows:
If the trunk line AL is seized from the public telephone network, this is terminated by the office-side high-resistance loop circuit, i.e. In contrast to the unoccupied state, a current flows in the loop circuit. This assignment information must now be transmitted to the private branch exchange, via the optoelectronic coupling element OK2 acting in this direction. The electricity required for its operation is taken from the trunk line AL. As a result of the high-impedance loop termination in this state, the case may arise in which the maximum current that can be drawn from the exchange line AL is not sufficient to be able to sufficiently activate the optoelectronic coupling element OK2.
The necessary current is therefore provided by charging and discharging the capacitor C2.
For this purpose, the oscillator OSC which is in operation in the occupancy state considered here actuates the switch S in a certain rhythm, for example by keeping the switch S open for 3 clock periods and closed for one clock period. If the switch S is open, the capacitor C2 is charged from the exchange line AL; if it is closed, the capacitor C2 can discharge itself via the receiver of the optoelectronic coupling element OK3, the current source IQ2 and the transmitter of the optoelectronic coupling element OK2 and supply it with the required current. The signal evaluation AS on the other side of the high-voltage isolating point converts the pulses received due to the discharge current surges of the capacitor C2 into a continuous pulse.
As a result, the switching element K1 is activated via the amplifier stage VS and the contacts kl are closed. The assignment is recognized in the trunk connection set DAS and the connected connecting line section is then made so low that a current flows therein that activates the transmitter of the optoelectronic coupling element OK1. As a result, its receiver is switched through and the low-impedance loop circuit on the office side is switched on via the transistor T1, which the connected switching center of the public telephone network recognizes as readiness to receive the dialing information. The loop circuit on the office side then remains low-resistance and the optoelectronic coupling element OK2 is continuously switched through.
Therefore, the contacts kl remain closed.
Now the transmission of the dialing information from the public telephone network to the private branch exchange can begin.
If the dialing digits are transmitted as pulse trains, the transmission takes place via the optoelectronic coupling element OK2. The pulses are generated by power interruptions on the exchange line. As soon as a power interruption occurs, the optoelectronic coupling element OK2 is put out of operation immediately and therefore the contacts kl in the connecting line section connected to the trunk connection set DAS are opened. After the power interruption has been canceled, the optoelectronic coupling element OK2 is reactivated, the switches kl are closed and an impulse is registered in the trunk connection set DAS.
Likewise, all further impulses are registered and fed to a corresponding dialing reception device, where the incoming dialing digits are evaluated and finally used to connect a connection path from the trunk connection set DAS to the desired subscriber station within the private branch exchange. As soon as sufficient dialing digits have arrived in the private branch exchange, the trunk set DAS signals the dialing deadline by resetting its loop circuit with high impedance and thereby deactivating the optoelectronic coupling element OK1. As a result, the loop circuit on the office side also becomes high-resistance again.
The desired subscriber line is called from the trunk set DAS. At the same time, a call control signal in the direction of the public telephone network is sent out by the trunk set DAS. If the called subscriber answers, the call signal and the call control signal are switched off and the called subscriber station is switched through to the trunk connection set DAS. Whose loop circuit is again low resistance and this change of state is transmitted as described in the direction of the public telephone network, where the connection to the calling subscriber station also takes place.
Depending on which subscriber (the called party or the called party) puts down the handset of his subscriber station after the end of the call, either the office-side or the extension-side loop circuit is again transmitted with high impedance and in the manner described, the corresponding signaling to the other side of the high-voltage isolation point.
Although the above description is based on the case of direct current signaling in the case of pulse direct dialing, the application of the arrangement according to FIG. 2 is by no means restricted to this case. The arrangement can also be used in telecommunications systems with MFC extension. The MFC dialing characters are transmitted directly via the connection line to a dialing device in the private branch exchange, whereas the operating states to be signaled in the course of establishing a connection are transmitted as DC status signals as described via the optical coupling elements OK1 and OK2 from one side to the other of the separation point will.