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Verfahren und Anordnung zum übertragen von Daten von mehreren Teilnehmern
zu einem Vermittlungsamt über Fernsprechleitungen Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren und eine Anordnung zum übertragen von Daten von mehreren Teilnehmerstellen
zu einem Vermittlungsamt über bereits vorhandene und zweidrähtig ausgeführte Fernsprechkabelleitungen.
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In den bekannten Fernmeldeanlagen, z. B. Fernsprech- und Fernschreibanlagen,
sind meistens die Teilnehmer über zweidrähtige Teilnehmerleitungen an das für sie
vorgesehene Vermittlungsamt angeschlossen, es sei denn, daß besondere Umstände gegen
diese Anschlußart sprechen, z. B, in der Fernschreibtechnik, daß der Teilnehmer
mehr als 10 km von seinem Vermittlungsamt entfernt ist. In einem solchen Fall ist
dann der Teilnehmer aus Gründen der Übertragungssicherheit z. B. über eine Vierdraht-Teilnehmerleitung
angeschlossen.
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Der neuerdings immer mehr zunehmende Datenverkehr erfordert aber gegenüber
den bekannten Fernsprech- und Fernschreibverbindungen einen vierdrahtmäßigen Übertragungsweg,
damit die Datenübertragung nach Art eines Vollduplexverkehrs in beiden Richtungen
gleichzeitig durchgeführt werden kann.
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Die in den bisherigen Fernsprech- und Fernschreibanlagen vorhandenen
Teilnehmerleitungen sind im Prinzip schlecht ausgenutzt, und zwar deshalb, weil
man auf ihnen für das Fernsprechen und Fernschreiben nur den Frequenzbereich von
0 bis 3400 Hz und für die Übertragung der Gebührenimpulse die Frequenz von 1600
Hz benutzt. Der dazwischenliegende Bereich von 3 400 bis 16 000 Hz ist für die Datenübertragung
noch nicht benutzt worden.
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In diesem Frequenzbereich ist es lediglich bekannt, unmittelbar oberhalb
des Sprachbandes zwischen 4 und 5 kHz eine stetige Fernübertragung von Meßgrößen
durch impulsweise Übertragung durchzuführen. Dabei werden aber die verschiedenen
Meßgrößen nicht durch unterschiedlich lange Impulse, sondern durch mehrere, zeitlich
gestaffelte Lagen gekennzeichnet. Jede Meßgröße wird an einem Kontakt eines umlaufenden
Verteilers angeschaltet und dementsprechend nur in einer bestimmten zeitlichen Lage
für die Dauer eines Impulses durch eine Trägerfrequenz übertragen. Diese Impulsdauer
ist aber, da sie mindestens gleich einem Verteilerumlauf sein muß, relativ groß.
Außerdem sind die Impulsverzerrungen, die bei einer solchen Meßwertübertragung auftreten,
vernachlässigbar, da nicht die Impulsdauer selbst, sondern nur die Trägerfrequenz
bewertet wird. Zum Trennen der Meßwertübertragung von der einer Sprachübertragung
werden bei dieser bekannten Anordnung elektrische Weichen benutzt. Demgegenüber
sind die in dem Bereich oberhalb des Sprachbandes zu übertragenden Datenimpulse
von sehr kurzer Dauer (z. B. < 1 ms), und diese müssen bei einer Datenübertragung
auf eine Impulslänge hin bewertet werden. Dabei sind dann die hier auftretenden
Impulsverzerrungen aber nicht mehr vernachlässigbar. Dem Mehrfachausnutzen des Frequenzbereiches
von 3 400 bis 16 000 Hz auf den Teilnehmerleitungen des Fernsprech- bzw.
Fernschreibnetzes steht aber entgegen, daß: 1. im angegebenen Frequenzbereich auf
den Teilnehmerleitungen mit zunehmender Frequenz die zu übertragenden Signale stärker
gedämpft werden, 2. der Signalpegel zum Ausgleichen dieser Dämpfung nicht beliebig
hoch angehoben werden darf, weil mit seinem Anheben auch das Nebensprechen innerhalb
des Kabels ansteigt (die Bedingungen der Deutschen Bundespost müssen dabei eingehalten
werden), 3. höhere Frequenzen einen geringeren Geräuschabstand bekommen, so daß
bei gleichbleibendem Signalpegel das Verhältnis Signal- zu Geräuschpegel ungünstiger
wird. .
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, trotz dieser entgegenstehenden
Bedingungen über bereits vorhandene und zweidrähtig ausgeführte Fernsprech- bzw.
Fernschreibteilnehmerleitungen eine vierdrahtmäßige Datenübertragung zu ermöglichen.
Sie geht dazu von der Erkenntnis aus, daß sich die mit zunehmender Frequenz ansteigende
Dämpfung und der ebenfalls ansteigende Geräuschpegel ausgleichen
lassen,
wenn es gelingt, den Signalpegel bei gleichbleibendem Nebensprechen anzuheben. Sie
geht weiterhin zur Lösung dieser Aufgabe von dem Gedanken aus, daß nicht alle in
einem Kabel vorhandenen Adern neben dem Fernsprechen bzw. dem Fernschreiben für
eine Datenübertragung nutzbar gemacht werden. Gemäß der Erfindung wird nun die eingangs
gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß für die vierdrahtmäßige Datenübertragung in
an sich bekannter Weise nur bestimmte, innerhalb des Kabels weit auseinanderliegende
Adernpaare ausgesucht werden und daß durch entsprechend abgestimmte Datensender
und Datenempfänger sowie Frequenzweichen sowohl bei den Teilnehmern als auch im
Vermittlungsamt oberhalb des Sprachfrequenzbandes liegende Datenkanäle auf jeweils
räumlich auseinanderliegenden Adernpaaren gebildet werden.
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Auf diese Weise ist es nun möglich, die Datenfrequenzen wesentlich
weiter an die obere Grenzfrequenz des Kanals zu verschieben. Dadurch kann der Signalpegel
für die Datenübertragung so hoch angehoben werden, daß er trotz der Dämpfung der
unpupinisierten Leitung für einen einwandfreien Empfang ausreicht und auch das Signal-Geräusch-Verhältnis
genügende Übertragungssicherheit bietet. Damit wird die Möglichkeit geschaffen,
Daten vierdrahtmäßig zu übertragen.
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Im Rahmen der Erfindung kann das Verfahren noch so abgewandelt werden,
daß der Datensender beim Teilnehmer sowie der Datenempfänger im Vermittlungsamt
auf eine bestimmte Frequenzlage oberhalb des Sprachbandes und der Datensender im
Vermittlungsamt sowie der Datenempfänger beim Teilnehmer auf eine andere, ebenfalls
bestimmte, aber von der vorhergehenden unterschiedlichen Frequenzlage abgestimmt
sind, so daß zwei oberhalb des Sprachbandes nach Frequenzlagen getrennte Datenkanäle
zur Verfügung stehen.
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Auf diese Weise können für die Datenübertragung getrennte Kanäle für
die Sende- und Empfangsrichtung gewonnen werden, und der bisherige Sprach-bzw. Fernschreibkanal
steht noch separat zur Verfügung.
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Mit besonderem Vorteil ist ein Verfahren gemäß der Erfindung auch
noch so durchführbar, daß der eine oberhalb des Sprachbandes liegende Datenkanal
für die Datenübertragung in der Senderichtung, der andere oberhalb des Sprachbandes
liegende Datenkanal für die Datenübertragung in der Empfangsrichtung und der bereits
im Sprachband vorhandene ; Kanal für die Übertragung von Wahl-, Steuer- und Überwachungskriterien
benutzt werden kann.
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Zur Durchführung eines Verfahrens der Erfindung kann die Anordnung
auch so aufgebaut werden, daß sowohl beim Teilnehmer als auch im Vermittlungsamt
die bereits vorhandenen Fernschreib- oder Fernsprecheinrichtungen jeweils über eine
Frequenzsperre, die beide oberhalb des Sprachbandes gelegenen und für die Datenübertragung
vorgesehenen Frequenzlagen sperrt, an die Teilnehmerleitung angeschlossen sind und
daß sowohl beim Teilnehmer als auch im Vermittlungsamt der Datensender bzw. Datenempfänger
über eine Modulationseinrichtung bzw. Demodulationseinrichtung, einen Verstärker
und ein Frequenzfilter, das die im Sprachband liegende Frequenzlage und die für
die Aufbau- bzw. Rückrichtung der Datenübertragung vorgesehene Frequenzlage sperrt,
mit der Teilnehmerleitung verbunden sind. Einzelheiten der Erfindung gehen aus den
an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor. In der Zeichnung
zeigt F i g. 1 die frequenzmäßige Aufteilung des auf einer Teilnehmerleitung zur
Verfügung stehenden Frequenzbereiches, F i g. 2 eine gemäß der Erfindung aufgebaute
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und F i g. 3 eine gemäß der Erfindung
aufgebaute Anordnung zum direkten Anschließen einer zweidrähtigen Teilnehmerleitung
an eine vierdrähtige Fernleitung.
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In der F i g. 1 ist auf der Abszisse die Verteilung der Frequenzlagen,
wie sie gemäß der Erfindung auf einer Teilnehmerleitung vorgesehen ist, dargestellt.
In dem Frequenzbereich von 0 bis 4 kHz ist in bekannter Weise das Sprachband oder
ein Fernschreibkanal vorgesehen. In dem Frequenzbereich von 5 bis 9 kHz ist der
erste Datenkanal für die Senderichtung vom Teilnehmer A zum Teilnehmer
B vorgesehen. Es wird angenommen, daß die in binärer Form zu übertragenden
Nachrichten in Form einer Frequenzmodulation der Frequenz f 1 um den Betrag
A f vorgenommen werden. In dem Frequenzbereich zwischen 11 und 15 kHz ist
dann der zweite Datenkanal untergebracht, der für die Senderichtung vom Teilnehmer
B zum Teilnehmer A, d. h. also, als Empfangskanal für den Teilnehmer A vorgesehen
ist. In ihm werden die binär zu übertragenden Nachrichten ebenfalls durch Frequenzmodulation
der Frequenz f 2 um den Betrag J f übertragen. Die Frequenz von 16 kHz ist in bekannter
Weise zur Übertragung der Zählimpulse vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung könnten
selbstverständlich die Daten innerhalb der Datenkanäle auch durch eine andere Modulationsart
als die Frequenzmodulation übertragen werden, z. B. Amplituden- oder Phasenmodulation.
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In der F i g. 2 ist eine in bekannter Weise ausgeführte Teilnehmerleitung
TZ dargestellt. An sie sind auf der linken Seite ein Teilnehmer A und auf der rechten
Seite der Eingang B eines Vermittlungsamtes TWA angeschlossen. Im Rahmen
der Erfindung ist angenommen, daß der auf der linken Seite dargestellte Teilnehmer
A in der bisherigen Technik an diese Teilnehmerleitung entweder mit einem Fernsprechgerät
Fg oder aber mit einer Fernschreibmaschine Fs angeschlossen ist. Genauso ist angenommen,
daß das Vermittlungsamt TWA Zugang zu Fernsprecheinrichtungen oder zu Fernschreibeinrichtungen
hat. Diese sind in diesem Fall nur durch die Bezeichnungen VStW und TW angedeutet.
Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß es jedesmal ein Vermittlungsamt
ist, sondern es könnte auch eine Telegrafenübertragungsstelle sein.
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Zur Durchführung der Erfindung ist nun beim Teilnehmer A der
Datensender DSa mit einer Modulationsstufe Ma verbunden, in der die vom Datensender
erzeugten binären Nachrichten frequenzmoduliert werden. Die Modulationseinrichtung
Ma ist an einen Verstärker Val angeschaltet, in dem der gewünschte Sendepegel
eingestellt wird. Im Rahmen der Erfindung kann der Sendepegel so weit angehoben
werden, daß das Fernnebensprechen zu dem nächstliegenden Adernpaar innerhalb der
von der Bundespost festgelegten Nebensprechbedingungen liegt. Der Ausgang des Verstärkers
Va :t ist dann mit einem Frequenzfilter F 1 a verbunden. Dieses Frequenzfilter
F 1 a
ist so aufgebaut, daß es die für die Senderichtung A -B
gewählte
Frequenzlage durchläßt, jedoch die für die Empfangsrichtung B-A festgelegte Frequenzlage
und die für das Sprachband festgelegte Frequenzlage sperrt, so daß also die in binärer
Form frequenzmodulierten Nachrichten des Datensenders DSa ungehindert auf die Teilnehmerleitung
gelangen.
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Im Vermittlungsamt B ist dann der vom Teilnehmer A ausgehende Sendekanal
wiederum an ein Frequenzfilter F 1 b angeschlossen, das zwar die für die Senderichtung
vorgesehene Frequenzlage, z. B. f 1 ± J f, durchläßt, jedoch die anderen
Frequenzlagen, nämlich die von B nach A gewählten, z. B. die Frequenz
f 2 ± A f und die Frequenz des Sprachbandes, absperrt. Die durch das Frequenzfilter
F1 b gelangenden Nachrichten werden in dem Verstärker Vb 1 wiederum
in ihrem Signalpegel verstärkt und der Demodulationseinrichtung Db zugeleitet. Von
da aus kann es dann in bekannter Weise zu einem Sendekanal einer vierdrahtmäßigen
Leitung weitergehen, der in das Wählvermittlungsamt TWA hineinführt oder
zu einem anderen Wählvermittlungsamt geht.
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In umgekehrter Richtung, also für die Nachrichten, die von dem Vermittlungsamt
über die Ausgangsschaltung B an den Teilnehmer A weitergeleitet werden
sollen, ist der Verlauf der Nachrichtenübertragung völlig analog, nur daß er eben
jetzt von der Modulationseinrichtung Mb in die Frequenzlage f 2 ± ' f
gehoben wird und dann über die Teilnehmerleitung Tl an die # Demodulationseinrichtung
Da
des Teilnehmers A gelangt. In diesen Verbindungsweg sind genauso FrequenzfilterF2a
und F2b angeordnet wie in dem vorhergehenden Verbindungsweg, nur daß diese Frequenzeinrichtungen
jetzt auf die Frequenzlage f 1 ± A f und das Sprachband eingestellt sind.
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Gemäß der Erfindung sind auch innerhalb der zu den Fernsprech- bzw.
Fernschreibeinrichtungen führenden Abzweigungen der Teilnehmerleitung Frequenzsperreinrichtungen
Sp 3 a und Sp 3 b angeordnet. Diese Frequenzsperreinrichtungen sind
im Rahmen der Erfindung auf die Frequenzlagen f 1 ± A f und f 2 ± A feingestellt.
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Auf diese Weise kann der Teilnehmer A gleichzeitig an das Vermittlungsamt
B Datennachrichten senden und welche in umgekehrter Richtung empfangen, da die Verbindung
über die Teilnehmerleitung praktisch vierdrahtmäßig ausgeführt ist. Genauso kann
im Rahmen der Erfindung der Sprachkanal entweder als ein Übertragungskanal für die
Daten verwendet werden oder aber er kann für die Übertragung der Wahl-, Steuer-
und Überwachungskriterien benutzt werden. Im ersten Fall wäre dann nur ein Kanal
oberhalb des Sprachbandes für die Datenübertragung bereitzustellen und entsprechend
die Frequenzsperrmittel abzustimmen.
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In der F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt. Es dient zum Anschließen eines Daten aussendenden Teilnehmers über
eine an sich nur zweidrähtig ausgeführte Teilnehmerleitung TI, die durch ein gemäß
der Erfindung ausgebautes Verfahren und eine wie in der F i g. 2 dargestellte Anordnung
für die Datenübertragung vierdrahtmäßig erweitert worden ist. Der Teilnehmer A ist
mit seinen Einrichtungen genauso ausgestattet, wie es im Zusammenhang mit der F
i g. 2 beschrieben wurde.
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In der in dieser Figur dargestellten Anordnung ist lediglich die Teilnehmerleitung
TI noch mit einem Umschaltkontakt u 1 ausgestattet, durch den ein wahlweises Anschließen
an die Fernsprech- oder Fernschreibeinrichtungen Fg, Fs bzw. die Datensendeeinrichtungen
versinnbildlicht sein soll. Außerdem ist in die Teilnehmerleitung ein Wähler GW
eingeschaltet, der versinnbildlichen soll, daß es sich nunmehr urn eine Wählvermittlungsanlage
handelt. Im Rahmen der Erfindung kann dieser Wähler aber auch innerhalb der vierdrahtmäßig
innerhalb des Amtes ausgeführten Fernleitung FL angeordnet sein.
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Die zu einem Teilnehmer B oder einem anderen Wählvermittlungsamt weiterführende
Fernleitung FL ist in diesem Ausführungsbeispiel als vierdrahtmäßig ausgebildete
Fernleitung dargestellt. Damit sie nun mit der an sich zweidrahtmäßigen Teilnehmerleitung
zusammenarbeiten kann, ist hier eine gemäß der Erfindung ausgebildete Gabelschaltung
G dargestellt.
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Das wesentlichste im Rahmen der Erfindung an dieser Gabelschaltung
G ist, daß in jeder Richtung nach den Frequenzfiltern F 1 b, F 2 b eine Frequenzumsetzeinrichtung
fu1 bzw. fug und eine Empfangs -einrichtungs Fs bzw. Fe nachgeschaltet
ist.
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Die Frequenzumsetzeinrichtungen f u 1 und f u
2
haben die Aufgabe, die auf der Teilnehmerleitung TI in verschiedene Frequenzlagen
verschobenen Kanäle von A nach B bzw. von B nach
A in gleiche Frequenzlagen, nämlich die jeweilige Frequenzlage des Sprachbandes
von 0 bis 4 kHz umzusetzen.
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Die Empfangsschaltmittel Fs bzw. Fe haben die Aufgabe, ein
direktes Nebensprechen über die Gabel von einem Kanal auf den anderen Kanal zu verhindern,
indem sie sofort beim Auftreten einer Frequenz innerhalb ihres zugeordneten Datenkanals
ansprechen und den vierdrahtmäßigen Stromkreis über die Fernleitung FL durch
Öffnen ihrer Kontakte fs bzw. fe auftrennen. Auf diese Weise ist ein Nebensprechen
innerhalb der Fernleitung vermieden.
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Die Erfindung ist nicht allein auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann im gleichen Umfange auch innerhalb anderer Vermittlungsanlagen
mit mehreren Wahlstufen bzw. auch mit zweidrähtigen Verbindungskreisen bzw. mit
einer Teilnehmerleitung, die aus einer Ader und einer Erdrückleitung gebildet wird,
realisiert werden.