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Die Erfindung betrifft einen Zwischenregenerator, der in eine digitale Teilnehmer-Anschlussleitung (DSL; Digital Subscriber Line) geschaltet und zur Verstärkung von breitbandigen Datensignalen ausgebildet ist.
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Die Einführung und Bereitstellung von Breitbanddiensten, wie zum Beispiel Video an Demand, über öffentliche Breitbandnetze führte zwangsläufig dazu, dass auch die Zugangsnetz, welche Teilnehmer und Vermittlungsstellen miteinander verbinden, für Breitbandübertragungen eingerichtet werden mussten. Hierzu wurde die DSL(Digital Subscriber Line)-Technologie eingeführt, bei der über digitale Teilnehmer-Anschlussleitungen sowohl breitbandige Datensignale, beispielsweise in ATM-Zellen, als auch schmalbandige digitale oder analoge Signale, wie zum Beispiel Sprachsignale, übertragen werden können.
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Bei Verwendung von Kupferadern beträgt die maximale Reichweite für einen DSL-Anschluss bei einem Aderquerschnitt von 0,4 mm2 und einer einer Übertragungsgeschwindigkeit von 128 kbit/s (upload) und 768 kbit/s (download) etwa 3,3 km. Unter Reichweite eines DSL-Anschlusses wird die Entfernung zwischen einer Ortsvermittlungsstelle und einem, bei einem Kunden installierten Breitband-Netzabschluss (NTBBa) verstanden. Allgemein gesprochen hängt also die Übertragungsreichweite einer Kupferader von der verwendeten Bandbreite und ihren Leitungsparametern ab.
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Aus
US 6 658 049 B1 ist ein xDSL-Repeater bekannt, welcher einen Empfänger zum Empfang von xDSL-Signalen umfasst, sowie ein mit dem Empfänger verbundenes erstes analoges Frontend zum Konvertieren des xDSL-Signals in ein digitales Signal. Das erste analoge Frontend ist über zwei in Reihe geschaltete digitale Signalprozessoren mit einem zweiten analogen Frontend zum Rekonvertieren der digitalen Signale in ein analoges Signal verbunden, welches mit einem Sender zum Erzeugen eines xDSL-Signals verbunden ist, wobei der Sender zum Verstärken des Signals ausgebildet ist.
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Auch aus der
WO 00/33512 A1 ist ein Repeater-System zur Erweiterung der Reichweite einer DSL-Anschlussleitung bekannt, bei welchem das empfangene xDSL-Signal dekodiert wird, die dekodierten digitalen Daten in einem Puffer zwischengespeichert und nachfolgend wieder neu kodiert werden, wodurch eine Reformatierungin ein gewünschtes Protokollformat ermöglicht wird.
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Weitere ähnliche Systeme werden beispielsweise in
US 2002/0106012 A1 und
US 2003/0026216 A1 beschrieben.
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Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, Kunden, die außerhalb der Reichweite einer DSL-Anschlussleitung liegen, unter Einsatz von Modems, die über keinen eigenen Taktgenerator verfügen, den Zugang zu einem DSL-Anschluss unter Beibehaltung der verfügbaren Bandbreite zu ermöglichen. Ferner soll Kunden die Möglichkeit geboten werden, über eine vorhandene DSL-Anschlussleitung Daten mit einer Bandbreite zu übertragen, die höher ist als die zulässige Bandbreite, die sich aus der Länge der DSL-Anschlussleitung und deren Adernquerschnitt ergibt.
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Ein Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, einen Zwischengenerator in eine digitale Anschlussleitung zu schalten, um die Reichweite der digitalen Anschlussleitung, die durch die Übertragungsbandbreite und die Leitungsparameter (z. B. Länge und Querschnitt der Adern) definiert ist, zu verdoppeln. Ferner kann eine Kunde über eine bestehende digitale Anschlussleitung Daten mit einer höheren Bandbreite als der Bandbreite, die aufgrund der Leitungslänge zulässig ist, übertragen.
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Das technische Problem löst die Erfindung mittels eines Zwischenregenerators zur Verstärkung von über eine digitale Teilnehmer-Anschlussleitung übertragenen breitbandigen Datensignalen. Hierzu ist eine Einrichtung zum Ein- und Auskoppeln eines auf einer digitalen Anschlussleitung übertragenen Leitungssignals vorgesehen, welches neben breitbandigen Datensignalen auch schmalbandige Signale enthalten kann. Die schmalbandigen Signale können ISDN-Signale und/oder analoge Sprachsignale enthalten. Die Ein- und Auskopplungseinrichtung enthält eine Einrichtung zum Verstärken der abgetrennten breitbandigen Datensignale.
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Wird der erfindungsgemäße Zwischenregenerator in eine digitale Anschlussleitung eingeschleift, entstehen somit zwei Übertragungsabschnitte. Der erste Übertragungsabschnitt erstreckt sich vom CO-Modem eines vermittelnden Netzknotens zum RT-Modem des Zwischenregenerators, wohingegen der zweite Übertragungsabschnitt vom CO-Modem des Zwischenregenerators zum RT-Modem eines teilnehmerseitigen Breitband-Netzabschlusses führt.
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Da die beiden Modems, die über keinen eigenen Taktgenerator verfügen als Slave-Einrichtungen bezüglich der UTOPIA-Schnittstelle betrieben werden, ist eine Masterschaltung zwischen beide Modems geschaltet.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Verstärkereinrichtung weist eine Modemeinrichtung zum Umsetzen der breitbandigen Datensignale in Pakete mit vorbestimmter Struktur und umgekehrt auf. Bei den Paketen mit vorbestimmter Struktur handelt es sich vorteilhafterweise um sogenannte ATM-Zellen, die eine feste Länge von 53 Bytes aufweisen. Davon werden fünf Bytes als Header und die verbleibenden 48 Bytes zur Übertragung von Nutzdaten verwendet.
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Da über digitale Anschlussleitungen sowohl breitbandige Datensignale als auch schmalbandige Signale, beispielsweise analoge Sprachsignale oder schmalbandige Daten entsprechend dem ISDN-Standard, übertragen werden können, weist die Ein- und Auskopplungseinrichtung ein erstes Trennfilter, das an einer ersten Stelle an die digitale Anschlussleitung anschaltbar ist, und ein zweites Trennfilter auf, das an einer zweiten Stelle an die digitale Anschlussleitung anschaltbar ist. Die beiden Trennfilter sind zum Trennen von in einem empfangenen Leitungssignal enthaltenen schmalbandigen Signalen und breitbandigen Datensignalen ausgebildet, wobei die Modemeinrichtung zwischen die beiden Trennfilter geschaltet ist.
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Die Modemeinrichtung kann an sich bekannte Modems aufweisen. Zweckmäßigerweise wird ein Modem verwendet, dessen Funktionsweise der eines CO-Modems entspricht, welches in einem vermittelnden Netzknoten implementiert ist. Das andere Modem weist eine Funktionalität auf, die einem RT-Modem entspricht welches in teilnehmerseitig installierten Breitband-Netzabschluss (NTBBa) implementiert ist.
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Die Überwachung und Steuerung der Komponenten der Ein- und Auskopplungseinrichtung übernimmt eine programmierbare Steuereinrichtung.
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Da die Ein- und Auskopplungseinrichtung für eine bidirektionale Übertragung von Daten ausgebildet ist, sind die Trennfilter zum Zusammenführen der zuvor getrennten schmalbandigen Signale und breitbandigen Datensignale zu einem über die digitale Anschlussleitung übertragbaren Leitungssignal ausgebildet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Zwischenregenerator, der in eine digitale Anschlussleitung eingekoppelt ist, und
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2 eine detailliertere Blockschaltung des erfindungsgemäßen Zwischenregenerators nach 1.
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1 zeigt ausschnittsweise ein Zugangsnetz, bei dem ein bei einem Teilnehmer installierter Breitband-Netzabschluss 120 über eine digitale Teilnehmer-Anschlussleitung 30 mit einem vermittelnden Netzknoten 70, nachfolgend einfach Vermittlungsstelle genannt, verbunden ist. In der Praxis können natürlich mehrere digitale Breitband- und Schmalband-Anschlussleitungen sowie analoge Anschlussleitungen mit der Vermittlungsstelle 70 verbunden sein.
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In die digitale Anschlussleitung 30 ist ein Zwischenregenerator 10 eingekoppelt. Der Breitband-Netzabschluss 120, welcher auch mit NTBBa bezeichnet wird, ist an sich bekannt, so dass eine detaillierte Beschreibung entfallen kann. Wie in 1 dargestellt, ist ein als Trennfilter fungierender Splitter 90, welcher von der digitalen Anschlussleitung 30 kommende Leitungssignale in breitbandige und schmalbandige Signalanteile trennt, dem Breitband-Netzabschluss 120 vorgeschaltet. Die getrennten Signalanteile werden einem an sich bekannten Modem 80 zugeführt, welches auch als RT-Modem bekannt ist und DSL-Modulations- und Demodulationsverfahren ausführt. Die Funktionsweise und der schaltungstechnische Aufbau der Vermittlungsstelle 70 ist an sich ebenfalls bekannt. Die Vermittlungsstelle 70 weist ähnlich wie der Breitband-Netzabschluss 120 einen Splitter 72 als Trennfilter auf, welcher die auf der digitalen Anschlussleitung 30 ankommenden Leitungssignale in deren breitbandige und, wenn vorhanden, schmalbandige Signalanteile zerlegt. Die schmalbandigen Signalanteile, welche digitale Daten oder Sprachsignale und auch analoge Sprachsignale enthalten können, werden einer Vermittlungseinheit 74 zur Vermittlung über ein öffentliches Telefonnetz 140 zugeführt, welches auch als PSTN (Public Switched Telephone Network) bekannt ist. Die breitbandigen Datensignale werden einem Multiplexer 76 zugeführt, der auch als DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) bezeichnet wird. Die Funktionsweise des DSLAM 76 ist bekannt und wird daher nur kurz erläutert.
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Der Multiplexer 76 hat die Aufgabe, breitbandige Datensignale, die über mehrere digitale Anschlussleitungen zur Vermittlungsstelle 70 übertragen werden, auf wenigstens eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zu multiplexen. Hierzu kann der DSLAM 76 wenigstens eine STM-1-Schnittstelle 77 aufweisen. An der STM-1-Schnittstelle werden mehrere permanente virtuelle Verbindungen zu einer Hochgeschwindigkeitsverbindung zusammengefasst, wobei jede permanente virtuelle Verbindung einer digitalen Anschlussleitung zugeordnet ist.
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Ferner ist in dem DSLAM 76 ein in an sich bekanntes Modem 78 implementiert, welches auch unter der Bezeichnung CO-Modem bekannt ist.
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2 zeigt den in 1 schematisch dargestellten Zwischenregenerator 10 in einem detaillierteren Blockschaltbild. Danach enthält der Zwischenregenerator 10 eine Ein- und Auskopplungseinrichtung, die zwei Trennfilter 40 und 50 umfasst. Auf der der Vermittlungsstelle 70 zugewandten Seite ist der als Trennfilter fungierender Splitter 40 vorgesehen, dessen Aufgabe darin besteht, die im ankommenden Leitungssignal enthaltenen breitbandigen und schmalbandigen Signale zu trennen. Betrachtet man den in 2 dargestellten Zwischenregenerator 10 von rechts nach links, so folgt dem Splitter 40 ein RT-Modem 21, welches über Leitungen 132 und über eine Masterschaltung 22, die auch als UTOPIA-Master bekannt ist, mit einem CO-Modem 23 verbunden ist. Das CO-Modem 23 ist mit dem Splitter 50 verbunden ist. Die Modems 21 und 23 führen in an sich bekannter Weise DSL-Modulations- und Demodulationsverfahrens aus. Darüber hinaus setzen die Modems 21 und 23 die von dem Splitter 40 bzw. 50 kommenden breitbandigen Datensignale in ein Format um, welches von der UTOPIA-Schnittstelle einer Masterschaltung 22 verarbeitet werden kann. In umgekehrter Richtung werden die von der Masterschaltung 22 kommenden ATM-Zellen in breitbandige Datensignale moduliert, welche zur Übertragung über die digitale Anschlussleitung 30 geeignet sind. Vorzugsweise geben die Modems 21 und 23 ATM-Zellen auf die Leitungen 132 aus.
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Die Splittern 40 und 50 sind derart implementiert, dass sie die zuvor aufgespaltenen breitbandigen und schmalbandigen Signale in über die digitale Anschlussleitung 30 übertragbare Leitungssignale umsetzen können. Die beiden Splitter 40 und 50 sind ferner unmittelbar miteinander verbunden, um die ausgefilterten schmalbandigen Signale, welche auch analoge Sprachsignale sein können, direkt, d. h. ohne Verstärkung von einer Seite zur anderen Seite des Zwischenregenerators 10 durchleiten zu können. Die beiden Modems, nämlich das RT-Modem 21 und das CO-Modem 23, bilden zusammen mit der Masterschaltung 22 eine Verstärkereinrichtung 20. Die Verstärkereinrichtung 20 dient dazu, die in dem Splitter 40 oder 50 abgetrennten breitbandigen Datensignale zu verstärken. Hierzu werden die von einem der beiden Splitter abgetrennten breitbandigen Datensignale erstens über die beiden Modems 21 und 23 und die Masterschaltung 22 zum anderen Splitter durchgeschleift.
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Ferner ist eine programmierbare Steuerschaltung 100 vorgesehen, die über einen Adress-/Datenbus wenigstens mit der Masterschaltung 22 und den Modems 21 und 23 in Verbindung steht. Eine Energieversorgungseinrichtung 110 dient der Speisung der Komponenten der Ein- und Auskopplungseinrichtung 10 des Zwischenregenerators 10.
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Der in 1 dargestellte Zwischenregenerator 10 ist dauerhaft in die digitale Anschlussleitung 30 geschaltet. Bekannterweise arbeiten bei einer DSL-Verbindung das im DSLAM 76 der Vermittlungsstelle 70 implementierte CO-Modem 78 mit dem RT-Modem des Breitband-Netzabschlusses 120 zusammen. Aus diesem Grunde enthält der in 2 näher dargestellte Zwischenregenerator 10 auf der der Vermittlungsstelle zugewandten Seite das RT-Modem 21 und auf der dem Netzabschluss 120 zugewandten Seite das CO-Modem 23. Auf diese Weise wird die Übertragungsstrecke zwischen dem Netzabschluss 120 und der Vermittlungsstelle 70 nach dem Anschalten dem Zwischenregenerator 10 in zwei Übertragungsstrecken aufgeteilt. Der erste Übertragungsabschnitt erstreckt sich dann von dem CO-Modem 78 in der Vermittlungsstelle 70 zum RT-Modem 21 des Zwischenregenerators 10. Der zweite Übertragungsabschnitt verläuft vom CO-Modem 23 des Zwischenregenerators 10 zum RT-Modem 80 des Netzabschlusses 120. Die entsprechende Modemverbindung ist notwendig, da die Daten für die Einstellung der Parameter der Übertragungsstrecke auch im RT-Modem 80 des Netzabschlusses 120 eingestellt werden müssen. Hierzu liest die programmierbare Steuereinrichtung 100 die Daten aus dem RT-Modem 21 aus und versorgt das CO-Modem 23 mit den Daten, die für die Initialisierung des zweiten Übertragungsabschnittes notwendig sind.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des in 2 näher dargestellten Zwischenregenerators bei der Datenübertragung über die digitale Anschlussleitung 30 näher beschrieben.
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Es sei nun angenommen, dass ein an der STM-1-Schnittstelle 77 der Vermittlungsstelle 70 ankommendes breitbandiges Datensignal zusammen mit einem analogen Sprachsignal über das CO-Modem 78 und den Splitter 72 auf die digitale Anschlussleitung 30 zur Übertragung an den Netzabschluss 120 angelegt wird. In dem Splitter 40 werden die breitbandigen Datensignale, das sind die höherfrequenten Anteile des Leitungssignals, von den schmalbandigen, das sind die niederfrequenten Anteile des Leitungssignals, getrennt. Das schmalbandige Signal wird über die Verbindung 130 unmittelbar vom Splitter 40 zum Splitter 50 durchgeschaltet. Die breitbandigen Datensignale werden über die Verbindung 131 vom Splitter 40 zum RT-Modem 21 übertragen, welches die breitbandigen Datensignale in Pakete vorbestimmter Struktur, im vorliegenden Fall in ATM-Zellen umsetzt, die an der Schnittstelle der Masterschaltung 22 verarbeitet werden können. Die Masterschaltung 22 sorgt dafür, dass die ATM-Zellen dem CO-Modem 23 zugeführt werden. Die ATM-Zellen werden von der Masterschaltung 22 über das CO-Modem 23 zum Splitter 50 übertragen.
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In dem CO-Modem 23 werden die über die Leitung 132 kommenden ATM-Zellen in ein breitbandiges Datensignal umgesetzt und moduliert. Im Splitter 50 werden die vom Splitter 40 über die Leitung 130 zugeführten, schmalbandigen Signale und die vom CO-Modem 23 kommenden, verstärkten breitbandigen Datensignale zusammengeführt und als Leitungssignal über die digitale Anschlussleitung 30 zum Netzabschluss 120 übertragen. Eine Verstärkung von über die digitale Anschlussleitung 30 übertragenen breitbandigen Datensignalen ist auch in umgekehrter Übertragungsrichtung, d. h. bei einer Übertragung eines Leitungssignals vom Netzabschluss 120 zur Vermittlungsstelle 70 möglich.
