CZ282330B6 - Způsob a zařízení pro poskytování telefonních služeb - Google Patents

Abstract

Způsob poskytování telefonních služeb do místa uživatele sítě, při kterém se telefonní signály přenášejí sítí s logickou sběrnicí, zahrnují systém s koaxiálním kabelem (24) ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) a ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), přičemž telefonní signály v systému s koaxiálním kabelem (24) se blokují. Toto blokování spočívá v tom, že se demolují telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na první dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), ruší se telefonní signály ze základního pásma na druhé dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), moduluje se telefonní signál ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) na první dráze signálu k místu uživatele sítě a oddělí se telefonní signály ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) z místa uživatele sítě na první a na druhé dráze signáluŕ

Description

Způsob poskytování telefonních služeb do místa uživatele sítě, při kterém se telefonní signály přenášejí sítí s logickou sběrnicí, zahrnující systém s koaxiálním kabelem (24) ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) a ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13). přičemž telefonní signály v systému s koaxiálním kabelem (24) se blokují. Toto blokování spočívá v tom, že se demolují telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na první dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), ruší se telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na druhé dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), moduluje se telefonní signál ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) na první dráze signálu k místu uživatele sítě a oddělí se telefonní signály ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) z místa uživatele sítě na první a na druhé dráze signálu. Dále jsou řešena zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Způsob a zařízení pro poskytování telefonních služeb

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu poskytování telefonních služeb, zejména multiplexních komunikací se zabezpečením telefonie proti odposlechu v síti s koaxiálním kabelem. Dále se vynález týká zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

V nedávné době se prudce zvýšil zájem o informace a možnosti přístupu k informacím. Výstavba tzv. informační dálnice, srovnatelné s národním vnitrostátním systémem dálnic, započatá v padesátých letech, se stala národní prioritou. Existují zde běžně tři kabelové linkové přepravní prvky, vhodné pro takovouto dálnici:

kabel s optickými vlákny, koaxiální kabel a splétaný párový měděný kabel (označovaný též jako splétaný pár).

V současné době převládá splétaný párový měděný kabel, alespoň v místních, smyčkových částech telefonních sítí. Použití koaxiálního kabelu je rozšířeno zejména u společností, které provozují kabelovou televizi. Jak telefonní společnosti, tak společnosti rozvodné, začaly používat pro hlavní nebo meziměstskou dopravu signálu kabely s optickými vlákny.

Kabely s optickými vlákny mohou přenést více informací na větší vzdálenost než koaxiální kabel, zatímco koaxiální kabel může přenést na větší vzdálenost více informací než splétaný párový měděný kabel. Protože v lokální smyčkové technologii převládá alespoň u telefonních spojů splétaný párový měděný kabel, byly prováděny pokusy vyvinout technologie, které by zvýšily přenosovou kapacitu měděného vodiče. Ve skutečnosti je měděný vodič velmi účinný transportní prostředek pro tradiční telefonní služby.

V telefonním průmyslu pojem širokopásmový znamená vysokou přenosovou rychlost digitálních dat linkou, jako například 156 Mb/s linkou s kabely s optickými vlákny nového optického systému SONET OC3. Pojem základní pásmo označuje původní (nemodulovaný) tvar elektrického nebo optického signálu, spojeného s jednoduchou službou, která je obvykle od sítě uživatelem sítě požadována. Signál ze základního frekvenčního pásma může buď být ve formě analogové, nebo digitální aje dále charakterizován jako přímá elektromagnetická náhrada základní informace, která má být přenášena, a to s žádným dalším nosným kmitočtem, resp. pomocným nosičem energie. Signál ze základního pásma může být přenášen přímo přenosovou linkou, jako je například splétaný párový měděný kabel, nebo jednotlivé měděné vodiče, nebo kabel s optickými vlákny. Signál ze základního pásma může být také použit k modulování nosného signálu pro přenos nejrůznějšími přenosovými systémy (například radiovým přenosem).

V telekomunikaci pojem propustné pásmo značí rozsah frekvenčního spektra, které může být propouštěno lineárním přenosovým systémem při nízkých přenosových ztrátách. Modulované nosné signály, předané do takového systému, budou doručeny v jejich původním tvaru, s minimální ztrátou a zkreslením, pokud tyto signály budou ležet v hranicích propustného pásma frekvencí a v dynamickém rozsahu amplitudy signálu pro daný lineární přenosový systém.

K osvětlení vztahu mezi pojmy základní pásmo a propustné pásmo, by měl přispět příklad. Elektrický signál, který je na telefonní lince během hovoru, je elektrickým signálem ze základního pásma, který reprezentuje hlas hovořící osoby. Tento signál ze základního pásma je obvykle přenesen do telefonní ústředny pomocí splétaných párových měděných vodičů.

- 1 CZ 282330 B6

V ústředně tento signál prochází spínačem aje přeměněn do digitální formy a multiplexován v čase potřebném pro přenos, v základním pásmu, přenosovými digitálními systémy, které přenášejí takovéto signály měděnými nebo optickými kabely do dalšího místa.

Digitální systémy pro přenos v základním pásmu, mohou přenášet ve stejném okamžiku tisíce individuálních telefonních hovorů jednou přenosovou linkou. I kdyby zde probíhalo mnoho hovorů současně stejnou přenosovou linkou, tak systém bude ještě označován jako systém pracující v základním pásmu, protože zde není nikde v systému použita modulace nosného nebo uživatelova signálu a v kterémkoliv daném okamžiku časuje zde skutečně přítomen pouze jednoduchý uživatelův signál v kterémkoliv daném bodě linky. Když je původní signál hovořící osoby přenesen do další telefonní ústředny, přes kterou se hovor uskutečňuje, je přeměněn zpět do původní analogové formy a přiveden do splétaného párového měděného vodiče, který je připojen na vzdálený telefonní přístroj opět ve formě signálu náležejícího do základního frekvenčního pásma.

Techniky, které užívají propustné pásmo, mohou být také použity pro poskytování telefonních služeb. V systémech kabelové televize, přizpůsobených pro telefonní služby, se analogový telefonní signál ze základního pásma používá pro modulování nosného signálu. Modulovanému nosnému signálu může být přiřazena zvláštní frekvence z rozsahu propustného pásma lineárního přenosového systému. Lze dosáhnout toho, aby ve stejném čase bylo přenášeno bez vzájemného rušení velké množství takovýchto modulovaných nosných signálů, každý s přiřazenou rozdílnou frekvencí z propustného pásma. Na vzdáleném konci linky, vybraný, modulovaný nosný signál musí být demodulován, aby se odstranil nosný signál a aby se získal zpět signál ze základního pásma, související s poskytovanou telefonní službou. Jestliže lineární přenosový systém správně pracuje, bude odvozený signál doručen k telefonnímu přístroji opět ve formě signálu ze základního pásma.

I když existuje technologie, která umožňuje dosahovat na linkách rychlostí digitálních přenosů řádově 100 Mb/s u krátkých vedení, vybudovaných ze splétaného párového vodiče, praktická hranice pro tradiční splétaný párový měděný vodič ve smyčce (od obsluhující telefonní ústředny k uživateli sítě) je řádově 1,5 Mb/s při maximální vzdálenosti asi 3 660 m. Jednou z technologií, která se náhle objevila a která je schopna dosáhnout této praktické hranice se splétaným párovým vodičem, je technologie známá jako Uživatelská linka s vysokou rychlostí digitálních přenosů (HDSL). Podobnou technologií, založenou na využití měděných vodičů, je technologie, označovaná jako Uživatelská, asymetrická digitální linka (ADSL), která umožní přenos 1,5 Mb/s směrem k uživateli sítě, a zpětným kanálem asi 16 Kb/s, s využitím jednoduchého měděného párového vodiče v rozsahu 5 500 m od obsluhující telefonní ústředny. Některé společnosti dávají přednost rozvoji technologie označované Uživatelská asymetrická digitální linka (ADSL) před úpravami jejich sítí, aby obsahovaly více kabelů s optickými vlákny/koaxiálních kabelů.

Třebaže se některým společnostem, výše uvedené technologie, založené na použití měděných vodičů, hodí pro zamýšlené účely, přinášejí některé nejistoty ajistá omezení, která mohou snižovat jejich použitelnost u zařízení se smyčkami z měděných vodičů. Z tohoto hlediska se však naznačuje, že v nejlepším případě by taková technologie mohla být použita pouze u nezatížené měděné smyčky v rozsahu 3 660 m (HDSL), resp. 5 500 m (ADSL). Toto znamená, že tato technologie by byla v podstatě využívána v současných podmínkách na méně než 100 procent. Je zřejmé, že ostatní omezení, například neslučitelnost z hlediska různých pouzder, skříní, atd., s ostatními zařízením, používanými u služeb jako je (SDN), budou dále pravděpodobně snižovat procento využití této technologie.

Maximální praktická vzdálenost, které lze opravdu dosáhnout v širokopásmovém rozsahu při uvedených rychlostech přenosu (např. 156 Mb/s a vyšších), při použití splétaného párového kabele, je řádově stovky metrů. Protože je známo, že technologie, které se nyní objevily,

-2CZ 282330 B6 založené na použití měděných vodičů, umožňují linkám dosáhnout rychlostí přenosů o dva řády pod uváděné rychlosti a že pokrývají v podstatě v lepším případě, méně než 100 % uživatelské základny, je zřejmé, že měď není praktická pro opravdové řešení širokopásmové technologie.

Techniky při kterých se stlačuje základní kmitočtové pásmo signálů, nabízejí možnosti přizpůsobení položených zařízení s měděnými vodiči pro určité specifické účely. Techniky stlačení základního kmitočtového pásma, které stlačují standardní, divákům určený obrazový televizní signál s VCR-kvalitou, do kanálu s přenosem 1,5 Mb/s (včetně zvukového signálu), byly předvedeny rovněž jako nízkorychlostní zařízení, zamýšlená pro přenosy konferencí a jiné videotelefonní aplikace. Je patrné, že základní technologie s nosnými kanály, jako je ADSL, (popsaná výše), a technologie, využívající stlačení základního kmitočtového pásma, při společném využití, by mohly nabídnout reálnou alternativu pro služby, spočívající v přenosu obrazového signálu, který’ vyžaduje velkou šíři kmitočtového pásma, umožňující navázat na použití existujícího zařízení s měděnými vodiči a ozřejmující potřebu použití kabelů s optickými vlákny, nebo jiných linek s širokým kmitočtovým pásmem.

Bohužel techniky se stlačením základního kmitočtového pásma využívají výměnu jednoho nebo více technických parametrů, které mohou být připuštěny i s tím, že mají malý nebo žádný efekt pro poskytovanou službu. Například kodéry s nízkou přenosovou rychlostí bitů pro hlasový a obrazový signál, dosáhnou v dané šíři kmitočtového pásma účinností pouze za cenu prodloužení doby přenosu. Prodloužení zpracování v délce možná půl vteřiny, pro zakódování a dekódování, bude mít malý nebo žádný vliv na jednocestné vysílání, ale může však přerušit přirozený rytmus řeči u dvoucestných, videotelefonních aplikací a tak tuto dvoucestnou službu učinit nevhodnou pro použití. Techniky, užívající stlačení šířky kmitočtu pásma, jsou navrhovány pro úzké specifické aplikace (například videotelefonii) v rámci druhově stejných tříd služeb (např. přenos obrazového signálu) a neposkytují úplnou propustnost jakéhokoliv digitálního signálu z dané šíře kmitočtového pásma.

Kódovací techniky na linkách, provádějící ve stlačení šíře kmitočtového pásma, které mohou být užity pro dosažení schopností, jaké má technologie ADSL, nabízejí dosažení účinnosti v dané šíři kmitočtového pásma různými způsoby. U jedné kódovací techniky byla k zakódování digitální informace, určené pro přenos mikrovlnným radiotelefonním systémem, užita kvadratumí amplitudová modulace (QAM a časové úseky u přenášeného signálu v televizním kabelovém systému. Kodér s šestnáctistavovou kvadratumí amplitudovou modulací umožňuje dosažení účinnosti 4 B/Hz, kodér s 64 stavovou kvadratumí amplitudovou modulací umožní dosažení účinnosti 6 B/Hz. Toto pak jednoduše znamená, že vstupní digitální signál při rychlosti přenosu 1,5 Mb/s může být kódován 16-stavovou kvadratumí amplitudovou modulací do analogového frekvenčního spektra asi 0,38 MHz, což umožňuje, aby byl přenášen pomocí měděného párového vodiče na větší vzdálenost. Podobné techniky je také možné použít u satelitních a CATV systémů, aby umožnily jak přenos digitálního signálu, tak dosažení účinnosti u daného digitálního spektra, při přenosu signálu těmito médii.

Ve shrnutí lze konstatovat, že užití technik stlačení základního frekvenčního pásma, vede k dosažení účinností v šíři frekvenčního pásma, které jsou však dosaženy na úkor jednoho nebo více technických parametrů. Takováto výměna nemůže být však možná v případě různých služeb, používajících stejného přenosového média. V případě použití kódovacích technik u kabelové linky, která pracuje se signálem po stlačení základního frekvenčního pásma, je výkonnost obecně omezena na 6 B/Hz z důvodů technické složitosti a nákladů. Takže systémy, založené na použití měděných kabelů, tak jako HDSL a ADSL, mohou nalézt omezené použití v telefonní síti. Systém HDSL je skutečně úsporná smyčková alternativa pro zařízení, které poskytuje uživatelům sítě vysokokapacitní službu při digitálních přenosech s rychlostí 1,5 Mb/s (HICAP). Úspory nákladů jsou potenciálně realizovány jednak schopností použít přiřazené nezatížené párové vodiče ve smyčce mimo zařízení, místo nově navržených vodičů a jednak vedením na delší vzdálenosti, bez vnějších, tj. mimo zařízení umístěných regenerativních zesilovačů.

-3 CZ 282330 B6

Technologie ADSL by mohla umožnit brzký vstup na trh pro videoaplikace s omezenou VCRkvalitou, nebo pro další, asymetrické, aplikace s rychlostí přenosu 1,5 Mb/s. Výhody technologie ADSL spočívají v užití stávajících zařízení s měděnými kabely a maximalizaci funkčnosti sítě. Nevýhody zahrnují náklady na konvertory, které po zastarání ADSL nejsou znovu použitelné. ADSL rovněž také nabízí pouze jednoduché služby prostřednictvím kanálu. Navíc, služby mohou pouze obsáhnout omezený počet zákazníků a šum, způsobený elektrickým telefonním signálem, může vyvolat obrazové zkreslení. ADSL je také vystavena vysokofrekvenčnímu přenosovému rušení u delších smyček.

Systémům, založeným na použití kabelů s optickými vlákny, je dávána přednost před sítěmi s měděnými kabely, a to dokonce je-li u nich použita technika HDSL nebo ADSL, a to kvůli jejich vysoké přenosové rychlosti bitů. Informační služby, u kterých je požadováno dosažení velkých přenosových rychlostí v plné šíři kmitočtového pásma, vyžadují použití technologií s kabely z optických vláken nebo s koaxiálními kabely. Dokonce služba, která bude postupně ukončovat činnost (tj. POTS prostá stará telefonní služba), bude reagovat na nižší náklady pro uživatele sítě, při použití kabelů s optickými vlákny, ve srovnání se současnými přenosovými systémy, využívajícími měděné vodiče. Očekává se, že v blízké budoucnosti budou systémy, využívající kabely s optickými vlákny a poskytující telefonní služby do domů skupinám 4 až 8 uživatelů sítě s (FTTC) srovnatelné, co do nákladů, se systémy s měděnými kabely. Náklady na náhradu existujících zařízení s měděnými kabely za zařízení s kabely z optických vláken, jsou odhadovány na stovky bilionů US dolarů, takže doba potřebná pro dosažení této přeměny, budou desetiletí.

Jedna možná alternativa k sítím s kabely z optických vláken nebo měděnými kabely, je hybridní síť, která využívá existujících zařízení a používá kabely z optických vláken, koaxiální kabely a měděné vodiče. Takováto síť by umožnila provádění mnoha zlepšených služeb a ještě by byla cenově výhodnější atak by umožnila rychlejší přeměnu v širokopásmovou síť, využívající významné schopnosti vláknové optiky. Nejedna společnost oznámila plány týkající se takovéto hybridní sítě (Denver Post 4/24/93 str. Cl).

Obecně, hybridní sítě slučují telefonní síť se sítí pro přenos obrazového signálu. Jednou nevýhodou takovéto sítě je určitá duplicita zařízení, potřebného k přenosu oddělených signálů. To znamená například, kdyby telefonní signály byly posílány sítí pro přenos obrazového signálu, potom by podstatná část nákladů a složitostí hybridní sítě byly nevyužity. Avšak, aby byly odeslány telefonní a obrazové signály prostřednictvím stejného přepravního média, musí být každý signál jednoznačně adresován. Pro obrazové signály toto není tak obtížné, jako určité problémy, týkající se přenosu telefonních signálů. Obrazové signály jsou obvykle transportovány v jednom směru, od zdroje obrazové informace 23 k uživateli sítě, zatímco přenos telefonního signálu je dvoucestný. Vzhledem ktomu, že se vyvíjí vzájemná výměna obrazového signálu, např. u videotelefonů, stávají se otázky dvojcestného přenosu obrazového signálu rovněž důležitými.

Telefonie má navíc vedle požadavku na dvoucestnou komunikaci, ještě další dva požadavky, které nejsou nutně vyžadovány u obrazové sítě: napájení a zachování soukromí komunikace. V obrazových sítích je energie, potřebná k provozu například televizního přijímače poskytována uživatelem sítě. To znamená, že uživatel sítě zasune svůj televizní přijímač a/nebo videorekordér do přívodu elektrické energie v místě příjmu signálu. V případě výpadku energie, ať již z jakýchkoliv důvodů, uživatel sítě nemá možnost dále sledovat televizní přijímač, pokud nemá záložní zdroj energie (například baterii nebo generátor). Avšak pouze málo lidí vlastní takovýto záložní zdroj energie. Na druhé straně však v telefonii uživatelé sítě očekávají nepřerušení telefonních služeb ať je, či není, dodávána energie. Následující odstavec se týká známých systémů napájení telefonní sítě.

-4CZ 282330 B6

V prvotních, ručně ovládaných sítích, měl každý z telefonů svoji bateriovou skříň, obsahující suché články. Tyto baterie byly používány pro napájení uhlíkových mikrofonů. Navíc ruční klikový generátor v telefonním přístroji napájel potřebnou signalizaci, aby tak oznámil hovor ostatním přístrojům na téže lince nebo operátorovi.

Tyto dva zdroje energie u telefonu umožňovaly uživateli uskutečnit hovor a hovořit s ostatními uživateli sítě. Žádný z těchto zdrojů nebyl závislý na energii, dodávané z domácnosti a umožňoval telefonování dokonce před elektrifikací venkova.

Po zavedení automatických ústředen do sítí byla bateriová skříň nahrazena společnou baterií, umístěnou v ústředně, včetně společného zdroje napětí pro vyzvánění. Telefonní ústředny rovněž potřebovaly energii, aby pracovaly a prováděly propojování mezi uživateli sítě. Dodávání energie ke každému telefonu umožňovalo, aby proud a jeho časové přerušování (vytáčecí pulzy) signalizoval telefonní ústředně úmysly uživatele sítě. Navíc proud mohl být telefonem použit k napájení uhlíkového mikrofonu.

Z důvodu ochrany telefonní ústředny a tím i telefonních spojení před výpadky, bylo napájecí zařízení v ústředně zálohováno velkými mokrými článkovými bateriemi. Tyto baterie byly naopak často zálohovány sestavami motor-generátor. U sítě je využíváno několik rozdílných napětí, ale primární napájení je - 48 V stejnosměrných a 150 V při 20 Hz.

Během doby, jak rostla velikost telefonní sítě ajejí služby pronikly téměř do všech lidských činností, stala se spolehlivost jednou z nejdůležitějších povinností sítě. Po nějakou dobu patřily telefony v domovech uživatelů k telefonní síti a byly udržovány vlastníkem sítě. V minulých dvaceti letech se vlastnictví telefonů opět změnilo a přestaly být užívány uhlíkové mikrofony. Avšak i nové elektronické telefony s jejich křemíkovými čipy jsou ještě závislé na síti, která dodává energii pro řízení hovorů a dokonce i pro zálohování paměti.

Na dobrém fungování služeb se podílí jak síť, tak uživatel. Síť je zodpovědná za udržování telefonní ústředny a spojovací meziměstské linky a rovněž za zkoušení a údržbu individuálních linek, vedoucích ke každému uživateli sítě. Uživatel sítě rovněž přispívá k dobré funkci služby tím, že dbá o zavěšení telefonu, pokud tento není používán, dbá o udržování domovních prostorů s rozvody, udržování koncového zařízení v dobrém stavu a omezování celkového počtu zařízení, připojených na jednu linku.

Údržba baterií v telefonních bateriových skříních byla obtížná. Je tudíž výhodnější použít napájecí síť. Především finanční náklady, spojené s umístěním koncového energetického zdroje u zařízení na konci sítě, byly obrovské. Napájení a údržba potřebných baterií by mohla být zapomenuta (jako se toto stává u napájení detektorů kouře) nebo by mohla být vynechána. Obě tyto skutečnosti by omezily spolehlivost a dostupnost služeb pro uživatele sítě. Druhý důvod proto, že napájení se bude pravděpodobně provádět prostřednictvím sítě, je dán tím, že regulátorová tělesa budou zachována po dobu života služeb, poskytovaných po linkovém vedení. Toto se týká telefonních služeb, které jsou chápány jako nutnost, jak již bylo na to poukazováno výše. Očekává se, že základní telefonní služba bude dostupná každému při rozumné ceně a to po dobu 24 hodin denně.

Je zde několik výjimek. Při některých službách je dnes dodávána energie uživatelem sítě. Protože v budoucnosti bude zaváděno více služeb, je možné, že zařízení uživatele, související s těmito novými službami, nebudou také napájena sítí. Jedním příkladem je digitální síť integrovaných služeb (ISDN). U této digitální sítě integrovaných služeb, síť napájí část svého obvodu a uživatel sítě dodává energii koncovému zařízení. Většina služeb, souvisejících s přenosem dat, rovněž spadá do této kategorie.

-5 CZ 282330 B6

Dodávání energie prostřednictvím sítě s optickými vlákny, se může dít pouze s velkými obtížemi a výdaji. Jak bylo uvedeno výše, energie může být, a také je, snadno dodávána prostřednictvím sítě s měděnými kabely. V současné době existují systémy pro přenos obrazového signálu, které využívají telefonních kabelových systémů, ve kterých je telefonie prováděna prostřednictvím obrazového síťového systému. Takovéto systémy vyžadují dodávání energie uživatelem sítě, obvykle ve formě střídavého proudu a (v některých případech), bateriemi, a to v místě uživatele sítě. Navíc je zde třeba použít upravený hardware ve formě konvertorových skříní.

Zajištění soukromí komunikace v telefonii je základním pravidlem. Toto je vyžadováno zákonem a porušovatelé tohoto soukromí se vystavují možnému placení vysokých pokut. Telefonní předplatitelé očekávají, že jejich způsob užívání sítě a jejich komunikace budou důvěrné. Požadavek na soukromí platí jak pro totožnost účastníků spojení, tak dokonce pro skutečnost, že komunikace byla provedena. Tradiční stavba telefonní smyčky poskytuje každému předplatiteli jím zváženou přenosovou cestu, ve všech případech však zpět k telefonní ústředně. Až na případy víceúčastnické služby, je v důsledku hvězdicového uspořádání sítě zajištěno, že do předplatitelovy prováděné komunikace nepronikne nikdo, kdo není účastníkem komunikace.

Na obrázku 1 je zobrazen hvězdicový typ stavby sítě. Hvězdicová stavba představuje uspořádání, ve kterém se sít rozvětvuje z jednoho fyzického bodu do řady dalších bodů. Jsou známy dva typy hvězdicové stavby sítě. Na obrázku IA je zobrazena soukromá linka uspořádaná do hvězdy. To znamená, že každá z linek 1, 2, 3... (n) je oddělená a odlišená a poskytuje zvolenou cestu do telefonní ústředny. Na obrázku IB je pak ukázána víceúčastnická linka typu hvězda. V tomto případě každý z účastníků společně tímto způsobem propojený, může poslouchat kteréhokoliv z ostatních. V tomto případě není zajištěno soukromí. Takováto víceúčastnická linková uspořádání jsou postupně odstraňována, jak sítě jsou modernizovány.

Systémy kabelové televize jsou sestaveny do sítě se sdruženou stavbou sběrnice a všechny služby, prováděné tímto systémem, jsou příslušným způsobem přístupné předplatitelům, připojeným na tuto sběrnici, včetně telefonních kanálů se signály přenášenými v propustném frekvenčním pásmu. Typ takovéto stavby sítě, s logickou sběrnicí, je znázorněna na obrázku 2A. U této stavby sítě se sběrnicí, sdílejí všichni uživatelé společnou šíři pásma jako u stavby sítě s účastnickými linkami uspořádanými do hvězdy. Obecně, společnosti, provozující kabelové sítě, používají stavby sběmic typu označovaném jako strom a větev (obrázek 2B). Toto je vpodstatě logická sběrnice, svojí fyzickou strukturou odpovídající stavbě stromu světvemi. Podobně je tomu i u stavby s účastnickými linkami (obr. IB), kde je také logická sběrnice do hvězdy. V každém případě, sběmicové systémy, užívané společnostmi, provozujícími kabelové sítě, třebaže jsou postačující pro dopravení obrazového signálu, nejsou schopny zajistit soukromí komunikace při telefonním spojení nebo při vzájemné výměně obrazového signálu např. u videotelefonů. Přestože mohou být použity různé utajovači techniky pro alespoň částečné řešení tohoto potenciálního problému, vždy však představují výdaje navíc ajejich provedení není jednoduché. Vzhledem ktomu, že vzájemná komunikace, která používá jednotek pracujících dvojcestně smluveným slovem, se rozvíjí, bude stále masověji využívána zákazníky z oblasti obchodu, kteří běžně používají takových informací, jako jsou čísla kreditních karet či osobní identifikační čísla (ΡΓΝ). Jakákoliv stavba sítě, založená na použití sběrnice, která poskytuje telefonní služby, nebo služby, spojené s výměnou obrazového signálu, musí zahrnovat prostředek pro zajištění soukromí komunikace.

Dále je potřeba použít nějaký prostředek, aby se oddělily služby (běžně v telefonii nazývané obslužné), poskytované telefonní ústřednou ve dvou základních kategoriích: spínané služby (např. POTS), které končí na straně linky u spínacího zařízení telefonní ústředny a speciální služby (např. poplachové zabezpečení proti vloupání, služby poskytující informace o programech kanálů atd.), které končí u dalšího zařízení telefonní ústředny. Tohoto oddělení obou služeb se dosáhne v moderních telefonních sítích použitím zařízení, pro vzájemnou výměnu digitálních signálů v časových intervalech (TSI).

-6CZ 282330 B6

Moderní digitální spínače rozeznají pouze signály, které jsou přenášeny nespojitou rychlostí přenosu digitálních dat a mají dohodnuté uspořádání dat. Tak například spínač reaguje na vysílané/přijímané signály s přírůstky 64 Kb/s. Aby signály byly pro spínač srozumitelné, musí být předávány v tomto základním dohodnutém uspořádání. Tak například, co se týká POTS, aby spínač viděl, očekává příjem digitálního signálu se specifickým kódem linky, s určitou rychlostí a hustotou přenosu s rámcovým dohodnutým uspořádáním dat a uspořádáním bitů pro signalizaci, spolu s ostatními bity pro kódování hlasu uživatele sítě. Speciální signály nejsou obvykle ve tvaru rozeznatelném spínačem. Konvenční sítě užívají pro převod analogového signálu na digitální a naopak, techniky pulzní kódové modulace, a poté užívají časově děleného sdružování kanálů, aby seřadily (zhustily data) velký počet prováděných služeb do společného toku bitů, vhodného pro přenos. Časovým dělením při sdružování kanálů, se dělí čas, během něhož je každá zpráva přenášena linkou, na samostatné časové intervaly. Každý datový vstup multiplexoru je potom strukturován pro přiřazený časový interval a tento vzorek dat je přenesen postupně nebo v sérii s velkým počtem dalších vzorků z dalších vstupů. Na přijímaném konci přenosu se provede rozdělení toku dat demultiplexorem, přičemž data jsou rozdělena do datových vstupů, odpovídajícím původnímu signálu. Přestože toto vyhovuje zamýšleným účelům, tento typ techniky přenosu vyžaduje nákladnou vzájemnou výměnu digitálních signálů v časových intervalech, aby se zaznamenal časový interval a aby se oddělily spínané služby od speciálních služeb. Navíc tato technika vzájemné výměny digitálních signálů v časových intervalech není průchodná pro všechny bity. Tzn. není zde schopnost provádět touto technikou určité funkce, jako je cyklické zálohování kontrolním kódem (CRC6).

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob poskytování telefonních služeb do místa uživatele sítě, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že se telefonní signály přenášejí sítí s logickou sběrnicí, zahrnující systém s koaxiálním kabelem ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně a ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny, přičemž telefonní signály v systému s koaxiálním kabelem se blokují, kde toto blokování spočívá vtom, že se demodulují telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na první dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny, ruší se telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na druhé dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny, moduluje se telefonní signál ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně na první dráze signálu k místu uživatele sítě a oddělí se telefonní signály ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně z místa uživatele sítě na první a na druhé dráze signálu.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že řeší problémy spojené se zajištěním soukromí při komunikaci a provádí to stálým blokováním všech telefonních kanálů v propustném kmitočtovém pásmu pro oba směry přenosu. Blokování je dosaženo vně prostorů všech uživatelů sítě s takto zajištěnou službou. V koaxiální kabelové přípojce se nikdy neobjeví nemodulovaný telefonní signál. Takovýto signál není možné v této formě odposlechnout, čímž se zajistí úplné soukromí komunikace. Toto blokování je možné dosáhnout několika prostředky. Jedna metoda zahrnuje stálé vkládání nahodilého rušícího signálu ve směru přenosu směrem k zákazníkovi v části propustného pásma, která obsahuje kanály z telefonního propustného pásma.

U jiné alternativní metody se užívá negativní odlaďovač (například odlaďovací filtry), který zabraňuje kterémukoliv z kanálů z propustného telefonního pásma dosáhnout kabelové přípojky směrem k uživateli sítě. Pro frekvence propustného pásma pro telefonní přenos směrem k telefonní ústředně je zabráněno individuálnímu užívat sítě, odposlouchávat na sběrnici telefonní kanály ostatních uživatelů a to samotným zesilovačem a vhodným směrovým spojovacím zařízením. Běžné rušící, nebo odlaďovací techniky, použité ve směru přenosu

-7CZ 282330 B6 k telefonní ústředně, nejsou vhodné, protože v místě uživatele sítě jsou i další zařízení, která využívají část frekvencí přenášených směrem k telefonní ústředně. Tyto vyžadují průchodnost od místa uživatele směrem do sítě. U výhodného provedení vynálezu se k dosažení této funkce užívá modifikované blokovací zařízení, které je mimo prostory uživatelova objektu.

Nespínané speciální telefonní služby (poplach při vloupání atd.), musí být vyčleněny z obvyklých telefonních spínaných služeb. Při výhodném provedení, předložený vynález provádí tuto funkci přidělováním frekvencí v místě vzdálených modulátorů a demodulátorů v telefonních kanálech. Toto je dosaženo dálkovým nastavením jak vysílacích, tak přijímaných frekvencí v jednotlivých kanálech z telefonní ústředny. Bloky telefonních služeb, které jdou v telefonní ústředně přes spínač modulovaných telefonních signálů z propustného pásma, jsou převedeny tímto telefonním spínačem do/z rámcového dohodnutého digitálního uspořádání dat, zatímco nespínané speciální telefonní služby jsou převedeny do rámcového dohodnutého digitálního uspořádání dat a vedeny mimo spínač nebo vedeny do dalších míst. Tímto je vyloučena potřeba užívat techniky vzájemné výměny digitálních dat v časových intervalech s jejími některými omezeními a vysokými náklady na vybavení.

Podstata zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že je tvořeno sítí s logickou sběrnicí, zahrnující systém s koaxiálním kabelem, který má první dráhu signálu a druhou dráhu signálu a zařízením pro selektivní předávání signálů, elektromagneticky připojeným k uvedené síti s logickou sběrnicí.

Podle výhodného provedení zahrnuje zařízení pro selektivní předávání signálů dále blokovací zařízení, spojené se sítí s logickou sběrnicí a modulátor/demodulátor, spojený se systémem s koaxiálním kabelem.

Způsob podle vynálezu lze provádět i zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje telefonní spínací systém, elektromagneticky propojený s přenosovým systémem se sítí s logickou sběrnicí, který obsahuje přenosové systémy s optickými vlákny a síťový systém s koaxiálním kabelem, zařízení dále zahrnuje obrazový systém, elektromagneticky připojený k přenosovému systému se sítí s logickou sběrnicí, převodník, elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny, doručovací systém obrazu, elektromagneticky spojený s přenosovým systémem se sítí s logickou sběrnicí, modulátor/demodulátor, elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem, slučovač, elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem, oddělovač, elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem a blokovací zařízení, elektromagneticky spojené se síťovým systémem s koaxiálním kabelem.

Způsob podle vynálezu lze také provádět zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje síť s logickou sběrnicí, která má systém s optickými vlákny a systém s koaxiálním kabelem a dále zahrnuje modulátor/demodulátor, uspořádaný v síti s logickou sběrnicí, obrazový systém, elektromagneticky spojený se systém s optickými vlákny, opticko/elektrický převodník připojený k systému s optickými vlákny a k systému s koaxiálním kabelem, blokovací zařízení, spojené se systémem s koaxiálním kabelem, slučovač, spojený s blokovacím zařízením a oddělovač, spojený se slučovačem.

Způsob podle vynálezu lze dále provádět také zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje přenosový systém s optickými vlákny, přenosový systém s koaxiálním kabelem spojený s přenosovým systémem s optickými vlákny, telefonní spínací systém, elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny, systém poskytující obrazový signál, elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny a blokovací zařízení připojené k systému s koaxiálním kabelem.

-8CZ 282330 B6

Způsob podle vynálezu lze také provádět zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje telefonní ústřednu s telefonním spínacím systémem a zařízením pro speciální telefonní služby, přepravní systém funkčně připojeným k telefonnímu spínacímu systému a sestávající ze systému s optickými vlákny, spojeného se systémem s koaxiálním kabelem, řadu linkových štítků, funkčně spojených se systémem s koaxiálním kabelem, kde každý linkový štítek má přiřazenou předem stanovenou frekvenční dvojici, která odpovídá výlučně buď telefonní službě, nebo speciální telefonní službě, prostředky pro rozlišení přiřazené frekvenční dvojice, spojené s digitálním přepravním systémem.

Způsob podle vynálezu lze také provádět zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje síťový vazební obvod, na který je připojeno omezovači zařízení, pro udržení základního frekvenčního pásma pod propustným frekvenčním pásmem, slučovač signálů, funkčně spojený s omezovacím zařízením a obsahující alespoň jeden pár filtrů s L-články, a rozdělovač signálů, připojený ke slučovači párem koaxiálních kabelů, přičemž rozdělovač obsahuje horní propust a dolní propust.

Řešení podle vynálezu využívá infrastruktury s propustným pásmem daným užitím kabelů s optickými vlákny a koaxiálními kabely jako základního nosného kanálu pro všechny služby poskytované sítí ve všech místech, s koncentrovanou obchodní sítí. Selektivní odesílací zařízení je fyzicky umístěno v místě omezovači optické síťové jednotky a zahrnuje všechny základní telefonní funkce (přenos hovoru, vyzvánění, zkoušení atd.). Zařízení pro selektivní přenos, které pracuje jako zdroj/spotřebič datové informace pro telefonii v základním frekvenčním pásmu, je napájeno pomocí koaxiálního kabelu s příslušenstvím z optického uzlu, obvykle zajišťujícího služby až pro 400 předplatitelů, přičemž poskytuje úplnou průchodnost v obou směrech pro vstupní dvoucestné propustné frekvenční spektrum do 4-8 domovů, až na časové úseky v signálu procházejícím kanálem užívanými k přenosu telefonních služeb. Ujednoho provedení současná linka do domu sestává z přípojky, z dvojitého koaxiálního kabelu, která vytváří koncový/vyzváněcí vazební obvod RJ-11 ze středních vodičů koaxiálního kabelu v místě síťového vazebního obvodu (NI), který je kompatibilní se všemi existujícími vnitřními uspořádáními telefonních vodičů.

Dalším výstupem ze síťového vazebního obvodu (NI) je standardní F-CATV konektor, kompatibilní s existující vnitřní kabeláží z koaxiálních kabelů. Omezovači zařízení také obsahuje zařízení pro blokování v propustném kmitočtovém pásmu. U výhodného provedení, vazební síťový obvod v místě bydliště nemá žádné aktivní elektronické prvky, obsahuje pouze pasivní filtry.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 zobrazuje hvězdicovou stavbu sítě, se stavbou soukromé linky (obrázek IA) a stavbu linky s více účastníky (obrázek 1B),

Obrázek 2 představuje sběmicový typ stavby s tradiční sběrnicí (obrázek 2A) a kabelový typ sběrnice (obrázek 2B),

Obrázek 3 zobrazuje stavbu širokopásmové hybridní sítě s kabely z optických vláken/koaxiálními kabely,

Obrázek 4 zobrazuje alternativní stavbu hybridní sítě s kabely z optických vláken/koaxiálními kabely,

Obrázek 5 představuje výhodné provedení stavby hybridní sítě s kabely z optických vláken/koaxiálními kabely,

-9CZ 282330 B6

Obrázek 6 je schematickým zobrazením omezovacího zařízení, držící základní frekvenční pásmo pod propustným frekvenčním pásmem,

Obrázek 7 schematicky znázorňuje blokovací zařízení k zajištění ochrany soukromé komunikace u výhodného provedení vynálezu,

Obrázek 8 představuje síťový vazební obvod u výhodného provedení,

Obrázek 9 je podrobnější výkres, znázorňující slučovací a rozdělovači jednotku a

Obrázek 10 znázorňuje štítky síťové linky.

Příklady provedení vynálezu

Stejnými vztahovými značkami jako na výkresech budou dále v popisu označovány odpovídající prvky sítě. Na obrázku 3 je zobrazena stavba širokopásmové hybridní sítě s kabely z optických vláken/kabely koaxiálními. Telefonní ústředna 13 je opatřena telefonním spínacím systémem 11. tvořeným například digitálním spínačem a zařízením pro přenos obrazového signálu, tvořeným obrazovým systémem 12, zahrnujícím vysokofrekvenční modulátor 9 a elektrooptický převodník 10. Digitální telefonní signály jsou přenášeny DSI linkami 6 přes multiplexor SONET 19 do kabelu z optických vláken 14. Tato stavba představuje typ stavby kabel omezovači jednotka (FTTC) se superponovaným přenosem obrazového signálu. Kabel z optických vláken 14 přenáší digitální telefonní signály (SONET OC 3) z telefonní ústředny 12 přes vzdálený digitální terminál 18 do optické síťové jednotky 15. Tato optická síťová jednotka 15 může obsahovat blokovací zařízení 16 pro blokování obrazového signálu, nebo toto blokovací zařízení 16 může být umístěno odděleně, jak je to zobrazeno na obrázku 3.

Analogové obrazové signály amplitudově modulované a kmitočtově dělené z řady zdrojů obrazové informace jsou přenášeny kabelem z optických vláken 14 k jednomu nebo více vzdáleným uzlům, které mohou obsahovat přijímač analogového obrazového signálu z propustného pásma, který má opticko/elektrické převodníky 17, ve kterých jsou analogové optické signály přeměněny na analogové elektrické signály pro koaxiální kabel 24.

Napájecí kabel 20 pro přívod energie, což však může být prováděno i splétanou měděnou dvoulinkou 22 telefonu 27, dodává energii přímo ze zdroje energie 32 v telefonní ústředně 13 do síťové optické jednotky 15. Ze síťové optické jednotky 15 jsou telefonní služby poskytovány do prostorů uživatele sítě prostřednictvím běžné splétané měděné přívodní dvoulinky 22. vedoucí k telefonu 27. Obvykle síťová optická jednotka 15 obslouží až osm uživatelů sítě. Služby, spojené s poskytováním obrazového signálu z celé řady zdrojů obrazové informace, jako ze satelitních systémů nebo zařízení, která uchovávají obrazovou informaci, nebo z dalších zdrojů, jsou poskytovány do prostorů uživatele sítě 21 pomocí koaxiálních kabelů .1. Může zde být použit pro obrazový signál konvertor 25 s nastavenou hranicí šíře pásma, aby deskrambloval tyto obrazové signály, jdoucí do televizního přijímače 26.

Síť, zobrazená na obrázku 3, se vyhýbá několika problémům, spojeným s doručováním telefonních nebo obrazových signálů do prostorů uživatelů sítě 21. Protože jsou signály přenášeny oddělenými přenosovými systémy, může být každý ze signálů zpracován odděleně. Tak například telefon 27 v prostorách uživatele sítě může být napájen z telefonní ústředny, jak je to prováděno v běžných telefonních sítích. Napájení konvertoru 25 a televizního přijímače 26 lze zajistit ze zdrojů v prostorech uživatele sítě 21. Navíc, problémy se zachováním soukromí komunikace s ohledem na telefonní služby, zajišťované pomocí měděných kabelů, jsou řešeny jako v běžné telefonní síti. Jak je známo ze stavu techniky, k terminálu 18 je možné připojit více

- 10CZ 282330 B6 než jednu síťovou optickou jednotku 15. Stejně tak je možné k přijímači analogového obrazového signálu připojit více než jedno blokovací zařízení 16. Nevýhody sítě podle obrázku 3, spočívají ve složitosti a nákladnosti takovéto sítě, neboť kabely z optických vláken 14. napájecí kabel 20 a koaxiální kabel musí být položeny z každé telefonní ústředny ke každé síťové optické jednotce 15 nebo do prostorů uživatele sítě 21. Navíc jsou potřebná další přídavná zařízení, jako digitální terminály 18, aby optické signály byly přenášeny účinně.

Na obrázku 4 je znázorněna další hybridní síť s koaxiálním kabelem a kabelem s optickými vlákny. Stejně jako na obrázku 3 má telefonní ústředna 13 telefonní spínací systém 11, tvořený digitálním spínačem a zařízení pro přenos obrazového signálu, tvořeným obrazovým systémem 12, u něhož řídící systém 28 ovládá různé vedlejší funkce služeb, spojených s dodáváním obrazového signálu ze zdrojů obrazových informací 23. Stejně jako u stavby sítě, podle obrázku 3, jsou telefonní a obrazové signály přenášeny z telefonní ústředny 13 pomocí kabelu z optických vláken 14 přes přenosové části venkovního zařízení 29. Telefonní signály procházejí digitálními terminály 18 ajsou dodávány kabelem z optických vláken 14 do síťové optické jednotky 15. Obrazové signály jsou dopravovány do přijímače analogového obrazového signálu, kde jsou tyto optické signály převedeny na elektrické signály a vedeny do koaxiálního kabelu 24. Obrazové signály jsou poté dávány do blokovacího zařízení 16, v místě síťové optické jednotky 15. U popisovaného provedení vynálezu jsou síťová optická jednotka 15 a blokovací zařízení 16 spojeny a výhodně umístěny v jednom místě. Hlavní rozdíl mezi provedeními z obrázků 3 a 4 je ten, že energie může být dodávána koaxiálním kabelem 24 ze zdroje energie 32, který může být spojen s elektrickou sítí a záložními bateriemi. Tímto opatřením je odstraněn napájecí kabel 20, který je znázorněn na obrázku 3.

Odstranění napájecího kabelu 20 představuje významné úspory v nákladech u sítě podle obrázku 4 oproti síti z obrázku 3. Stejně jako na obrázku 3 jsou obrazové signály dodávány do prostorů uživatele sítě 21 koaxiálním kabelem 24 přes blokovací zařízení 16, která je součástí síťové optické jednotky 15. Energie je však nyní dodávána do telefonu 27 ze zdroje energie 32 prostřednictvím koaxiálního kabelu 24 a síťové optické jednotky 15. Koaxiální kabel 24 z blokovacího zařízení 16 do prostorů uživatele sítě 21 dodává pouze obrazový signál do televizního přijímače 26, nikoliv energii. Stejně jako u sítě z obrázku 3, je možné, ale ne nutné, použít konvertor 25. Obrázek 4 představuje podstatné zlepšení sítě z obrázku 3, spočívající v tom, že je odstraněn napájecí kabel 20. z čehož vyplývají významné úspory v nákladech a zjednodušení stavby sítě.

Přestože stavba sítě podle obrázku 4 představuje zlepšení sítě z obrázku 3, bylo by ještě výhodnější, kdyby telefonní signály a obrazové signály byly přenášeny společným přenosovým systémem, čímž by se odstranila duplicita v kabelech z optických vláken, jak vyplývá z obrázků 3 a 4. Přenosem obrazových a telefonních signálů společným, sloučeným síťovým přenosovým systémem by však vyvstaly další problémy. Hlavním problémem by zde byl problém zachování soukromí telefonní komunikace. Tzn., že kdyby byly jak telefonní a obrazové signály posílány do prostorů uživatele sítě 21, tou samou linkou, bylo by možné, aby uživatel sítě poslouchal načerno telefonní signály všech sousedů, napojených na kabelovou koaxiální sběrnici. Toto by bylo možné provést naladěním a demodulováním, nesčetných nosných kanálů, přenášených koaxiálním kabelem v telefonním přenosovém kmitočtovém pásmu. Pro kohokoliv, s minimálními znalostmi z elektroniky, by bylo relativně snadné vymyslet prostředek, který by se naladil na přenášené telefonní kanály v daném spektru. Toto je možné, protože z optického uzlu proudí další telefonní signály. Pokud je použit systém s jedním koaxiálním kabelem, přenášejícím všechny tyto telefonní signály, je uživatel sítě schopen vstoupit do přenosu signálů prováděných dalšími uživateli sítě.

Na obrázku 5 je zobrazeno výhodné provedení stavby sítě s kabelem z optických vláken/koaxiálním kabelem, u které telefonní a obrazové signály jsou dopravovány společnou, sloučenou sítí. Telefonní ústředna 13 zde zahrnuje telefonní spínací systém 11 a zařízení pro

- 11 CZ 282330 B6 přenos obrazového signálu, tvořené obrazovým systémem 12. stejně jako na obrázcích 3 a 4. Jsou zde alternativní zdroje obrazové informace 23, které mohou dodávat obrazové signály do zařízení pro přenos obrazového signálu, tvořeného obrazovým systémem 12. Telefonní signály z telefonního spínacího systému 11 a ze zařízení 33 pro speciální telefonní služby jsou dodávány do vysokofrekvenčního modulátoru/demodulátoru 34 pro převod signálů do digitální formy. Telefonní signály musí byt modulovány, aby mohly být transportovány kabelem z optických vláken 14 v propustném kmitočtovém pásmu pro analogový signál. Obrazové signály ze zařízení pro přenos obrazového signálu obrazového systému 12 jsou sloučeny s telefonními signály ve slučovací, vysílací a přijímací jednotce 35. Tyto optické signály jsou odesílány (a přijímány) kabelem z optických vláken 14 do/z optického uzlu, který obsahuje opticko/elektrický převodník 17, jak je i na obrázcích 3 a 4. Digitální terminál 18 tak, jak je zobrazen na obrázku 4, je odstraněn, protože provádění rozdělovači funkce již dále není třeba. Zdroj energie 32 je umístěn v jednom místě společně s opticko/elektrickým převodníkem 17. Vypuštěním digitálního terminálu 18 a s ním spojených optických vláken z hlavního optického kabelu, se dosáhne významných úspor v nákladech u této stavby sítě z obrázku 4. Právě vypuštění digitálního terminálu 18, v síťové optické jednotce 15, zlepšuje zajištění soukromí komunikace. Sloučené telefonní a obrazové signály z opticko/elektrického převodníku 17 společně s napájením ze zdroje energie 32 jsou přenášeny koaxiálním kabelem 24 do zařízení pro selektivní předávání signálů, které může být tvořeno omezovacím zařízením 37, držící základní frekvenční pásmo pod propustným frekvenčním pásmem. Omezovači zařízení 37 zahrnuje mnoho z funkcí, prováděných síťovou optickou jednotkou 15 z obrázků 3 a 4 s významnými přídavky a modifikacemi navíc. Telefonní a obrazové signály jsou dodávány do telefonu 27 a televizního přijímače 26. umístěných v prostorách uživatele sítě 21. přes síťový vazební obvod 43.

Na obrázku 7 je omezovači zařízení 37 zobrazeno podrobněji. Omezovači zařízení 37 obsahuje blokovací zařízení 16. rovněž užívané pro telefonii, modulátor/demodulátor 39 a výkonový měnič 44. Blokovací zařízení 16 je modifikací standardního blokovacího zařízení, známého ze stávajícího stavu techniky a používaného v obrazových sítích. Tak například pro tyto účely může být modifikována blokovací jednotka s osmi vstupy, dodávaná Scientific Atlanta Corporation/model No. 9508-021). Standardní blokovací zařízení užívá rušící oscilátor 49 pro rušení určitých kanálů a přenáší pouze ty, které jsou určeny pro doručení uživateli sítě. Místo rušícího oscilátoru 49 může být použito negativního odlaďovače (sestávajícího z omezovačích filtrů) jako blokovacího zařízení, k zeslabení nedoručovaných signálů pod prahem šumu. Blokovací zařízení 16 je u výhodného provedení modifikováno použitím oddělovacích zesilovačů 47 a vazebním blokem 48 pro přenos směrem k telefonní ústředně. To znamená, že v daném místě uživatele sítě je pro uživatele dostupný pouze telefonní signál přenášený od něho či k němu, za účelem jeho obsloužení. Standardní blokovací zařízení je upraveno tak, že všechny z telefonních kanálů ve směru od telefonní ústředny jsou blokovány a každý datový vstup 5 30 MHz, ve směru k ústředně, je oddělen. Tudíž uživatel sítě je tak chráněn před odposlechem jeho telefonního hovoru ostatními uživateli sítě.

Na obrázcích 5, 6 a 7 je zobrazeno provedení ochrany soukromí telefonní komunikace podle předloženého vynálezu. Telefonní ústředna 13 odesílá obrazové a telefonní signály po proudu, do prostorů uživatelů sítě 21 a přijímá obrazové a rovněž telefonní signály odeslané proti proudu z prostorů uživatele sítě 21. Stavba sítě v podstatě představuje sběmicový typ (viz obr. 2). Zde nejsou žádná opatření, aby některý uživatel sítě nemohl ze sběrnice odposlouchávat obrazový a/nebo telefonní signál jiného uživatele sítě. Pro přenos obrazového signálu ve směru od telefonní ústředny 13 zde nejsou problémy. Televizní společnosti, využívající kabelové rozvody, užívají dnes systém tohoto typu, přičemž však jediným zájmem je zablokovat (rušením nebo odladěním) vybrané placené kanály, které uživatel sítě však nezaplatil. Avšak v případě, že při přenosech se uplatňuje ještě vzájemné působení přenosu obrazu a/nebo telefonie, stává se otázka zajištění soukromí důležitá.

- 12CZ 282330 B6

Za účelem zajištění soukromí komunikace u tohoto typu sítě je potřeba k přidanému blokovacímu zařízení 16 a modulátoru/demodulátoru 39 přidat další ochranu. Pokud blokovací zařízení 16 není upraveno, pak zajišťuje, že jsou doručovány pouze vybrané obrazové kanály ve směru od ústředny do a z prostorů uživatele sítě 21. Modulátor/demodulátor 39 zajišťuje, že pouze signály z vybraných telefonních kanálů jsou doručovány do a z prostorů uživatele sítě pomocí telefonní linky.

Pokud jde o vzájemný vliv obrazového signálu a o ochrany před odposlechem dalších uživatelů telefonních kanálů, přenášených koaxiálním kabelem 24, připojeného ke spojovacímu Fkonektoru 46, je zde potřeba dalšího blokování. U výhodného provedení jsou k upravenému rušícímu oscilátoru 49 v blokovacím zařízení 16 přidány oddělovací zesilovač 47 a vazební blok 48.

Oddělovací zesilovač 47 a vazební blok 48 mohou být kombinovány s pásmovými propustmi (nejsou zobrazeny), tak jak je to známo ze stávajícího stavu techniky, aby selektivně přenášely soubor signálů ve směru k ústředně. Jak bylo uvedeno výše, pro telefonní a spolupřítomné signály, spojené s přenosem obrazového signálu, je použita 5-30 MHz šíře pásma. V této šíři pásma jsou použitelné tři 6 MHz kanály asi od 8-26 MHz. Protože každý 6 MHz kanál je schopen přenášet přes 400 individuálních telefonních signálů, jsou pro telefonní komunikaci u výhodného provedení vy nálezu potřeba pouze dva kanály. Další 6 MHz kanál je použitelný pro současně přítomné ovládací signály a signály pro volbu, které jsou spojeny s provozem sítě, zajišťujícím přenos obrazových signálů. Oddělovací zesilovač 47 a vazební blok 48 (s libovolnými selektivními filtry) selektivně přenášejí pouze signály související s obrazovými kanály ve směru k telefonní ústředně. Všechny z kanálů, použité pro telefonní komunikaci, jsou ve směru od ústředny odstraněny blokovacím zařízením 16, takže zde neexistuje způsob pro jakéhokoliv nezvaného uživatele sítě, aby odposlouchával telefonní kanály dalšího uživatele, a to v jednom ze směrů přenosu. Soukromí komunikace je zde tudíž zajištěno.

Modulátor/demodulátor 39, zobrazený na obrázcích 5 a 6, kterým může být například zařízení Cable Phone pro kabelovou telefonii, které je komerčně dostupné od firmy Jerrold lne., demoduluje telefonní signály z koaxiálního kabelu 24 a odesílá demodulované telefonní signály prostřednictvím standardního měděného vodiče pro přenos hovoru a vyzvánění 42 přímo do telefonu 27. Modulátor/demodulátor 39 rovněž přijímá telefonní signály náležející do základního frekvenčního pásma z telefonu 27 v prostorách uživatele sítě 21 a moduluje je a po stupuje do koaxiálního kabelu 24. Podle potřeby by modulátor/demodulátor 39 mohl posílat telefonní signál ze základního frekvenčního pásma do slučovače 44, aby byl sloučen se signály z propustného frekvenčního pásma a postoupen jako obrazový signál do koaxiálního kabelu 24. Omezovači zařízení 37 rovněž zahrnuje výkonový měnič 41, který dodává - 48 V ss., 105 V st. pro vyzvánění a další napětí, pro modulátor/demodulátor 39, aby napájel telefon 27, jak je tomu u standardní telefonní sítě.

Podle obrázku 5, 6 a 7 telefon 27 a televizní přijímač 26, v prostorách uživatele sítě 21, přijímají obrazové a telefonní signály přes síťový vazební obvod 43. U provedení, zobrazeném na obrázku 5, jsou obrazové signály z blokovacího zařízení 16 a telefonní signály z modulátoru/demodulátoru 39 sloučeny ve slučovači 44 (obr. 6), a potom odeslány prostřednictvím dvojitých odboček z koaxiálních kabelů do rozdělovače. Na obrázku 8 jsou horní propust 36 a dolní propust 38 zahrnuty do síťového vazebního obvodu 43. Síťová vazební jednotka 43 zahrnuje horní propust 36 s blokováním stejnosměrné složky, poskytující průchod vysokým frekvencím z propustného pásma a blokující všechny telefonní signály. Dolní propust 38, umožňující průchod stejnosměrné složce, odstraňuje vysoko frekvenční energii z propustného frekvenčního pásma a propouští telefonní signály. Rovněž je zde zahrnuta, v telekomunikaci známá, zdvojená uhlíková ochranná jednotka 50.

- 13 CZ 282330 B6

V televizní síti, využívající pro přenos obrazového signálu kabelu, je rovněž použit standardní telefonní konektor RJ-11 45 a spojovací konektor F-konektor 46. Třebaže spojovací konektor 45 a telefonní konektor 46 jsou standardního typu, neměly by být prostory uživatele 21 jinak propojovány za účelem odeslání signálů nebo místně napájeny. Přestože ukázané provedení vynálezu je charakterizováno jako výhodné provedení, je však také možné připojit koaxiální kabel 24 z upraveného blokovacího zařízení 16 přímo ke spojovacímu F-konektoru 46 síťového vazebního obvodu 43 a měděný vodič 42 od modulátoru/demodulátoru 39 přímo k telefonnímu konektoru RJ-11 45 síťového vazebního obvodu 43. V obou případech jsou modulované telefonní signály, které by jinak byly přenášeny do koaxiálního kabelu společně s obrazovými signály, odstraněny blokovacím zařízením 16, takže uživateli sítě jsou k dispozici pouze demodulované telefonní signály. Jakákoliv možnost skrytého odposlechu telefonních hovorů jiných uživatelů sítě, je tudíž vyloučena. Jestliže do síťového vazebního obvodu 43 je přivedeno koaxiálním kabelem 24 více signálů, poskytujících služby spojené s přenosem obrazového signálu, mohl by být použit diodový spínač (PIN) nebo jiná známá zařízení, aby bylo uživateli sítě umožněno vy brat si soubor služeb upřednostňovaných v tom či onom čase.

Omezovači zařízení 37 poskytuje síti, se stavbou, zobrazenou na obrázku 5, nej lepší způsob, jak dosáhnout se základní dvoulinkou uspořádání sítě u vstupu do obydlí uživatele sítě a řeší uvedené problémy každého přívodu s náklady významně menšími než při užití typů sítí jako z obrázku 3 tak i 4. Stavba sítě, zobrazená na obrázku 5, představuje skutečně širokopásmovou síť, která zahrnuje všechny existující služby a případně i služby, které přicházejí v úvahu v budoucnosti, spojené s přenosem telefonních a obrazových signálů, a to při nákladech podstatně nižších, než jsou tyto u ostatních typů hybridních sítí.

Na obrázku 9 je podrobnější zobrazení slučovače 44, horní propustě 36 a dolní propustě 38, jak bylo dříve popisováno, slučovač 44 je součástí omezovacího zařízení 37. Slučovač 44 s výhodou obsahuje komerčně dostupné filtry 52 s základními L-články. Tyto filtry 52 jsou uzavřeny ve stínících krytech 53, odstiňujících vysokou frekvenci a poskytující odstup mezi koaxiálními kabely 24 v propustném frekvenčním pásmu větší než 65 dB.

Dělič zahrnuje komerčně dostupné horní propustě 36 a dolní propustě 38, které jsou součástí síťové vazební jednotky 43. Stejně jako slučovač, filtry jsou umístěny ve stínícím krytu 53, poskytující odstup mezi koaxiálními kabely 24 připojenými ke spojovacímu F-konektoru 46. větší než 65 dB.

Předložený vynález užívá výhodněji frekvenční dělení než techniky se vzájemnou výměnou digitálních signálů v časových intervalech (TSI) pro zmapování signálů, které mají být přenášeny. Tímto způsobem jsou odstraněny např. náklady, spojené s použitím zařízení pro provádění technik TSI a rovněž je odstraněna nemožnost určitých funkcí, jako např. vývoje v oblasti odposlouchávání resp. monitorování signálů tj., zdokonalování sítě, aby se postupně zhoršovala možnost odposlechu.

Ačkoliv by technika vzájemné výměny digitálních signálů v časových intervalech mohla být také využita v síti podle předloženého vynálezu, je přesto dávána přednost technikám, založeným na přiřazování frekvencí, protože signály jsou pak už z hlediska frekvence v oblasti vhodné pro přenos. Předložený vynález užívá lineární kanál, který výhodněji přenáší signály současně paralelně v čase než za sebou. Mezi současně přenášenými signály, lineárním kanálem, není vzájemné rušení, protože přenášené signály mají rozdílné frekvence.

Podle obrázku 10, při přenosu s frekvenčním dělením signálu, se stanoví konkrétní dvojice frekvencí, vysílané a přijímané pro každý děrný štítek 51 v omezovacím zařízení 37. Takovéto oddělení spínaných služeb a speciálních služeb do uvedených částí přiléhajících frekvenčních spekter je provedeno v nejbližším místě u uživatele služeb. V ústředně 13 jsou vysokofrekvenční, modulované kanály převedeny do/z kanálu o rychlosti přenosu 64 Kb/s, které jsou seskupeny do

- 14CZ 282330 B6 bloků po 24, potom sestaveny do standardního rámcového uspořádání DS1 signálu, určeného pro digitální spínač telefonního spínacího systému 11. DSI signály, týkající se pouze speciálních služeb, jsou dopraveny k dalšímu koncovému zařízení, nebo přenosovému zařízení pro přenos do dalších míst. Tento způsob umožňuje hromadnou přeměnu skupin modulovaných nosných signálů do/z DSI digitálních signálů, z čehož vyplývá potřeba buď vzájemné výměny digitálních signálů v časových intervalech, nebo převedení individuální nosné frekvence před hromadnou A/D přeměnou v ústředně 13. Další výhoda tohoto přístupu je v použití univerzálních děrných štítků 51 pro daný typ služby, které mohou být instalovány v jakémkoliv časovém úseku u jakéhokoliv omezovacího zařízení 37. Tzn. jakékoliv nadbytečné zařízení či potřeba nahrazování zařízení jsou minimalizovány. Frekvenční dvojice, dané každým děrným štítkem 51, jsou předem stanoveny a ovládány na dálku, výhodně z ústředny 13, takže uživatelé sítě nemohou měnit tyto děrné štítky 51.

Každému uživateli sítě je přiřazena vlastní vysílací a přijímací frekvenční dvojice pro telefonní a speciální služby. Přiřazený frekvenční pár je ovládán z telefonní ústředny 13. Takto je dosaženo přiřazení sousedících frekvencí děrnému štítku 51 v omezovacím zařízení 37. Toto dovoluje seskupování nespínaných speciálních služeb, které nebudou přiváděny k digitální spínači. Oddělování vzájemné výměny digitálních signálů v časových intervalech u speciálních a u telefonních služeb v telefonní ústředně je tak odstraněno. Protože optický uzel by mohl sloužit tak jako 50 omezovačích zařízení 37, umožňuje technika, založená na frekvenčním dělení, přiřazení jakéhokoliv vhodného frekvenčního páru, kterémukoliv štítku 51 v omezovacím zařízení 37, bez ohledu na fyzické umístění omezovacího zařízení 37.

Je zde několik významných příspěvků nového omezovacího zařízení. Prvním je odstranění části zařízení, pracující v základním frekvenčním pásmu stvořenou optickým přívodem komezovači ve známých hybridních sítích. Toto je možné začleněním telefonních služeb do části sítě, pracující v propustném frekvenčním pásmu, což značně zjednodušuje celkovou složitost části stavby venkovního zařízení sítě. Telefonní služby jsou poskytovány metodou přenosu telefonie kabelem, která využívá modulace signálu s určitými důležitými rozdíly. Vzhledem ktomu, že energie pro hovor a vy zvánění jsou dodávány ze sítě, nejsou zde žádné problémy s napájením místním, tj. v prostorách uživatele sítě. Protože frekvence z propustného pásma, které přenášejí telefonní služby, jsou blokovány za zařízením, které selektivně doručuje signály, není možné monitorovat jiná telefonní spojení z daných míst jiných uživatelů sítě. Tzn., že problémy spojené se zajištěním soukromí telefonních služeb, původně poskytovaných prostřednictvím hybridních sítí, u kterých byl přenášen obrazový signál, byly odstraněny.

Třebaže vynález byl popsán s ohledem na výhodné provedení, je zde možné provést změny a různé modifikace, které budou spadat do zamýšleného rozsahu vynálezu tak, jak je definován v připojených nárocích.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Způsob poskytování telefonních služeb do místa uživatele sítě, vyznačující se tím, že se telefonní signály přenášejí sítí s logickou sběrnicí, zahrnující systém s koaxiálním kabelem (24) ve frekvenčním rozsahu ve směru ktelefonní ústředně (13) ave frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), přičemž telefonní signály v systému s koaxiálním kabelem (24) se blokují, kde toto blokování spočívá v tom, že se demodulují telefonní signály ze základního frekvenčního pásma na první dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), ruší se telefonní signály ze základního frekvenčního

- 15 CZ 282330 B6 pásma na druhé dráze signálu do místa uživatele sítě ve frekvenčním rozsahu ve směru od telefonní ústředny (13), moduluje se telefonní signál ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) na první dráze signálu k místu uživatele sítě a oddělí se telefonní signály ve frekvenčním rozsahu ve směru k telefonní ústředně (13) z místa uživatele sítě na první a na druhé dráze signálu.

2. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se t í m , že je tvořeno sítí s logickou sběrnicí, zahrnující systém s koaxiálním kabelem (24), který má první dráhu signálu a druhou dráhu signálu a zařízením pro selektivní předávání signálů, elektromagneticky připojeným k uvedené síti s logickou sběrnicí.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že zařízení pro selektivní předávání signálů dále zahrnuje blokovací zařízení (16), spojené se sítí s logickou sběrnicí a modulátor/demodulátor (39) spojený se systémem s koaxiálním kabelem (24).

4. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje telefonní spínací systém (11), elektromagneticky propojený s přenosovým systémem se sítí s logickou sběrnicí, který obsahuje přenosové systémy s optickými vlákny (14) a síťový systém s koaxiálním kabelem (24), zařízení dále zahrnuje obrazový systém (12), elektromagneticky připojený k přenosovému systému se sítí s logickou sběrnicí, převodník (17), elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny (14), zdroj obrazové informace (23), elektromagneticky spojený s přenosovým systémem se sítí s logickou sběrnicí, modulátor/demodulátor (39), elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem (24), slučovač (44), elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem (24), oddělovač (36, 38), elektromagneticky spojený se síťovým systémem s koaxiálním kabelem (24) a blokovací zařízení (16), elektromagneticky spojené se síťovým systémem s koaxiálním kabelem (24).

5. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje síť s logickou sběrnicí, která má systém s optickými vlákny (14) a systém s koaxiálním kabelem (24) a dále zahrnuje modulátor/demodulátor (39), uspořádaný v síti s logickou sběrnicí, obrazový systém (12), elektromagneticky spojený se systém s optickými vlákny (14), opticko/elektrický převodník (17) připojený k systému s optickými vlákny (14) a k systému s koaxiálním kabelem (24), blokovací zařízení (16), spojené se systémem s koaxiálním kabelem (24), slučovač (44), spojený s blokovacím zařízením (16) a oddělovač (36, 38), spojený se slučovačem (44).

6. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje přenosový systém s optickými vlákny (14), přenosový systém s koaxiálním kabelem (24) spojený s přenosovým systémem s optickými vlákny (14), telefonní spínací systém (11), elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny (14), systém (12) poskytující obrazový signál, elektromagneticky připojený k přenosovému systému s optickými vlákny (14) a blokovací zařízení (16) připojené k systému s koaxiálním kabelem (24).

7. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje telefonní ústřednu (13) s telefonním spínacím systémem (11) a zařízením (33) pro speciální telefonní služby, přepravní systém funkčně připojeným k telefonnímu spínacímu systému (11) a sestávající ze systému s optickými vlákny (14), spojeného se systémem s koaxiálním kabelem (24), řadu linkových štítků (51), funkčně spojených se systémem s koaxiálním kabelem (24), kde každý linkový štítek (51) má přiřazenou předem stanovenou frekvenční dvojici, která odpovídá výlučně buď telefonní službě, nebo speciální telefonní službě,

- 16CZ 282330 B6 prostředky pro rozlišení přiřazené frekvenční dvojice, spojené s digitálním přepravním systémem.

8. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že

5 zahrnuje síťový vazební obvod (43), na který je připojeno omezovači zařízení (37), pro udržení základního frekvenčního pásma pod propustným frekvenčním pásmem, slučovač (44) signálů, funkčně spojený s omezovacím zařízením (37) a obsahující alespoň jeden pár filtrů s L-články, a oddělovač signálů, připojený ke slučovači párem koaxiálních kabelů (24), přičemž rozdělovač obsahuje horní propust (36) a dolní propust (38).

10 výkresů

- 17CZ 282330 B6 _18CZ 282330 B6