DE19702142A1 - Übertragungssystem zur Übertragung von Digitalsignalen im Teilnehmeranschlußnetz - Google Patents

Description

Im Teilnehmeranschlußbereich eines Telekommunikationsnetzes können für den Anschluß der einzelnen Teilnehmerstellen unter­ schiedliche Übertragungsmedien wie Cu-Zweidrahtleitung (un­ geschirmte symmetrische Teilnehmer-Anschlußleitung), Koaxial­ kabel, Glasfaser oder auch Funk vorgesehen sein, wobei in be­ stehenden Telekommunikationsnetzen Cu-Doppelader-Leitungen ei­ ne beherrschende Rolle spielen. Der - Ende der 80er Jahre mit der Einführung des diensteintegrierenden digitalen Netzes (ISDN) mit einer Übertragungskapazität bis zu 160 kbit/s auf einer 6 km langen Cu-Doppelader-Leitung einsetzende - Trend zu höheren Übertragungsraten führt dabei ggf. zwar zu einer Heranführung von Glasfaserstrecken bis zu einem teilnehmerna­ hen Schaltpunkt im Teilnehmeranschlußbereich, dem sog. Kabel­ verzweiger (Fiber to the Curb); im Verzweigerkabelbereich, d. h. für die restliche Strecke zwischen Kabelverzweiger und Teilnehmerstelle, verbleibt es in aller Regel jedoch bei der hier installierten ungeschirmten symmetrischen Cu-Doppelader- Leitung als Teilnehmer-Anschlußleitung. Die noch mit symmetri­ schen Cu-Zweidrahtleitungen zu überbrückende Distanz beträgt in Deutschland in 90% aller Fälle weniger als 500 m; in den USA ist die entsprechende Distanz etwa 2- bis 3mal größer.

Für die Übertragung digitaler Signale über ungeschirmte sym­ metrische Leitungen (Telefon- Teilnehmeranschlußleitungen) gibt es bereits unterschiedliche Systeme:
Schmalband-ISDN (N-ISDN) deckt in Zweidrahtbetrieb mit zwei B-Kanälen und einem D-Kanal eine Datenrate von 144 kb/s in jeder der beiden Übertragungsrichtungen ab. Mit einem - zwei Zweidrahtleitungen benutzenden - HDSL(High Speed Digital Subscriber Line)-System ist in Vierdrahtbetrieb die Übertra­ gung von 1,5 bzw. 2Mb/s über eine Entfernung von bis zu 4 km möglich; mit einem - nur eine Zweidrahtleitung benötigenden - ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)-System können im Zweidrahtbetrieb bis zu 6 Mb/s in Richtung zum Teilnehmer hin und einige 100 kb/s in Richtung vom Teilnehmer weg über Ent­ fernungen von einigen km übertragen werden (IEEE Communica­ tions Magazine, May 1994, pp. 102-109). Mit VADSL (Very High Speed ADSL) sind unsymmetrische Systeme auch für höhere Datenraten in der Diskussion; noch höhere Datenraten, insbe­ sondere für ATM-Signale mit Datenraten bzw. Schnittstellen gemäß ATM-Forum-Standardvorschlägen, lassen sich - in Zwei­ draht- oder Vierdrahtbetrieb - mit VHDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line, auch als VDSL bezeichnet) über kür­ zere Entfernungen übertragen (ETSI TM3 Working Doc. No. 91, Vienna, 18.-22.03.1996).

Die Notwendigkeit der Übertragung solcher höheren Datenraten ergibt sich aus dem Aufkommen neuer multimedialer Dienste, welche Bewegtbildübertragung mit einschließen, sowie aus der Notwendigkeit, LANs mit erheblichen Summendatenraten mitein­ ander zu verbinden. Mit der wachsenden Nutzung des Internet ist ebenfalls ein rasches Ansteigen der Datenraten in den Netzen verbunden.

Für eine hochwertige Bewegtbildübertragung mit einer Qualität entsprechend einem PAL-Signal werden bei Anwendung des der­ zeitigen MPEG2-Standards zur Datenkompression ca. 4 Mb/s be­ nötigt; eine VHS-ähnliche Qualität läßt sich mit etwa 1,5 bis 2 Mb/s erzielen. Solche hohen Datenraten lassen sich heute im Teilnehmeranschlußnetz zwar technisch beherrschen; der dazu notwendige Aufwand und die erforderlichen Investitionen zur Hochrüstung des Netzes sind aber erheblich.

Eine potentiell wesentlich kostengünstigere Möglichkeit er­ öffnet sich, wenn es gelingt, neue multimediale Dienste mit erheblich niedrigeren Datenraten von n.64kb/s (mit n ≦ 30) bidirektional über vorhandene Zweidrahtleitungen zu realisie­ ren. Der demnächst zu erwartende Video-Kompressionsstandard H.263 führt zu ermutigenden Ergebnissen, welche erwarten las­ sen, daß eine auch für komplexe Bewegtbildsequenzen qualita­ tiv gute Bewegtbildcodierung bei n ≈ 6 . . . 18 möglich ist. In den nächsten Jahren sind zudem weitere Verbesserungen bei der Datenkompression für Bewegtbilder zu erwarten. Zugleich er­ laubt eine derart niedrige Datenrate die Überbrückung einer erheblichen Entfernung und damit den Anschluß der überwiegen­ den Anzahl der Teilnehmer ohne die Notwendigkeit einer Verle­ gung neuer Leitungen, so daß insoweit keine wesentlichen In­ vestitionen in neue Teilnehmer-Anschlußnetze erforderlich werden. Damit weist die Verwendung von n.64kb/s eine hohe At­ traktivität auf; damit, daß die Kosten für eine Multimedia- Übertragung mit n.64kb/s in einer überschaubaren Relation zu den Kosten der konventionellen Telefonieübertragung stehen, würde auch die Tarifierung erleichtert werden.

Generell gilt: Je länger die Leitung, desto geringer ist die nutzbare Übertragungs-Bandbreite, wobei die benötigte Band­ breite mit einem entsprechend aufwendigen Übertragungsverfah­ ren klein gehalten werden kann. Die Eigenschaften der Leitun­ gen streuen allerdings in Abhängigkeit von Länge, Aderndurch­ messer, Einstreuungen usw. merklich. Zur möglichst optimalen Ausnutzung der Leitungen wurde daher bereits vorgeschlagen, die jeweils über eine Teilnehmeranschlußleitung maximal über­ tragene Datenrate adaptiv an die Leitungseigenschaften anzu­ passen, indem Übertragungsparameter der Teilnehmeranschluß­ leitung gemessen werden und nach Maßgabe der Messergebnisse die maximal zugelassene Bitrate und ggf. das Übertragungsver­ fahren eingestellt werden (DE 196 25 385.3). Diese Anpassung kann einmalig bei Inbetriebnahme der Strecke, in gewissen Abständen wiederholt oder laufend während der Übertragung stattfinden. Eine solche Lösung führt - unter entsprechendem Aufwand für Messung und adaptive Einstellung - zu einer lei­ tungsindividuell optimalen Nutzung der jeweiligen Leitung.

Die Erfindung zeigt demgegenüber einen anderen Weg zur Über­ tragung digitaler Information im Teilnehmeranschlußnetz.

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem zur Übertragung von Digitalsignalen im Teilnehmeranschlußnetz, insbesondere zur bidirektionalen Übertragung von Digitalsignalen auf Zwei­ draht-Teilnehmeranschlußleitungen mit n.64 kb/s (mit n ≦ 30); dieses Übertragungssystem ist erfindungsgemäß dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Übertragung der Digitalsignale auf Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitungen unterschiedliche Quali­ tätsklassen vorgesehen sind, in denen die Digitalsignale mit unterschiedlicher Übertragungssicherheit übertragen werden, wobei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei Qualitäts­ klassen, nämlich eine obere Qualitätsklasse mit Echtzeit-Über­ tragung in festgelegter garantierter Qualität und eine untere Qualitätsklasse mit Nicht-Echtzeit-Übertragung ohne garantier­ te Qualität vorgesehen sein können.

Die Erfindung erleichtert mit der Vorgabe solcher Qualitäts­ klassen die Kommunikation von Teilnehmeranschlüssen gleicher Qualitätsanforderungen wie beispielsweise Geschäftsanschlüs­ sen, ohne daß es in einer Verbindung zweier Teilnehmeran­ schlußleitungen jeweils einer leitungsindividuellen Anpassung der Betriebsmodi an die jeweils ungünstigeren Leitungseigen­ schaften der einen bzw. anderen Teilnehmeranschlußleitung be­ darf und ohne daß dabei ggf. ein ungenutzt bleibender Teil der verfügbaren Übertragungskapazität verschenkt würde, und ermöglicht vorteilhafterweise eine optimale Nutzung des Teilnehmeranschlußnetzes im Ganzen; die Erfindung ermöglicht die Einrichtung attraktiver Geschäftsanschlüsse für sowohl CBR- (Constant Bit Rate)Signalübertragung als auch parallelen In­ ternet-Zugriff und File-Transfer.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfol­ genden näheren Erläuterung der Erfindung an Hand der Zeich­ nungen ersichtlich. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt aus einem Teilnehmer­ anschlußnetz; in

Fig. 2 ist eine Rahmenstruktur eines Übertragungssystems gemäß der Erfindung skizziert, und

Fig. 3 verdeutlicht eine Realisierung unterschiedlicher Dienstqualitäten durch ungleichförmige Modulation.

In der Zeichnung Fig. 1 ist schematisch ein Ausschnitt aus ei­ nem Teilnehmeranschlußnetz skizziert, in dem eine Mehrzahl von dezentralen (teilnehmerseitigen) Leitungsabschlußeinrich­ tungen (Network Terminations) NT jeweils über eine symmetri­ sche Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitung TlnAl mit einer dem­ gegenüber zentralen Anschlußeinrichtung DLU verbunden ist. Die zentrale Anschlußeinrichtung DLU kann dabei beispielweise die - sog. Digital Line Unit einer Vermittlungsstelle VSt sein; an die dezentralen Leitungsabschlußeinrichtungen NT sind teilneh­ merseitige Endgeräte - im Beispiel Telefon, Set Top Box mit Fernsehgerät und PC - angeschlossen. Über die symmetrischen Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitungen TlnAl mögen bidirektio­ nal Digitalsignale mit Bitraten von n.64 kb/s (mit n ≦ 30) übertragbar sein.

Für diese Digitalsignalübertragung auf den symmetrischen Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitungen TlnAl sind nun unter­ schiedliche Dienstqualitätsklassen vorgesehen, in denen die Digitalsignale mit unterschiedlicher Übertragungssicherheit übertragen werden. Dabei wird es in aller Regel ausreichen, zwei Dienstqualitätsklassen vorzusehen, nämlich eine obere Qualitätsklasse HQRT für Echtzeit-Übertragung in festgelegter garantierter Dienstqualität und eine untere Qualitätsklasse LQNT ohne Echtzeit-Übertragung und ohne garantierte Dienst­ qualität.

Die obere Qualitätsklasse HQRT kann beispielsweise durch die Digitalsignalübertragung in Echtzeit mit konstanter oder auch variabler Bitrate (Constant Bit Rate CBR oder Variable Bit Rate VBR) bei einer unterhalb einer bestimmten, ggf. auch in­ dividuell vom angeschlossenen Endgerät vorgegebenen Schwelle liegenden Bitfehlerrate (Bit Error Rate BER) charakterisiert sein. Diese Dienstqualität läßt sich durch entsprechende Maßnahmen wie z. B. Wahl einer hinreichend niedrigen Datenrate bzw. Bandbreite, fehlersichernde Codierung (Forward Error Correction FEC) in Verbindung mit robuster Modulation oder auch geeigneter Entzerrung gewährleisten.

Die untere Qualitätsklasse LQNT kann beispielsweise durch Pa­ ketübertragung mit der jeweils gerade verfügbaren Bitrate (Available Bit Rate ABR), automatischer Rückfrage und Wieder­ holung (Automatic Repeat Request ARQ) mit entsprechend unvor­ hersagbaren Verzögerungen charakterisiert sein. Diese Dienst­ qualität ist für Nicht-Echtzeit-Dienste (z. B. file transfer, Internet-Surfing) geeignet und ausreichend.

Zweckmäßigerweise werden die Signale unterschiedlicher Quali­ tätsklassen zu einem Summensignal mit fester Rahmenstruktur zusammengefaßt, so daß eine Standard-Summendatenrate für die im Beispiel zwei Qualitätsklassen HQRT und LQNT (zumin­ dest näherungsweise) fest vorgegeben ist; sie mag beispiels­ weise 2 Mbit/s betragen. Ein Rahmen kann dabei ein den Rah­ menbeginn markierendes Rahmenkennungswort RK, ein nachfol­ gendes Informationsfeld der oberen Qualitätsklasse HQRT, ein Informationsfeld der unteren Qualitätsklasse LQNT sowie ein die Grenze zwischen beiden Informationsfeldern markierendes Sub-Rahmenkennungswort SRK umfassen. Eine solche Rahmenstruk­ tur wird auch in Fig. 2 verdeutlicht. Das Rahmenkennungswort RK ist so gewählt, daß es den HQRT-Anforderungen entspricht und auf Grund der periodischen Wiederkehr mit hoher Sicher­ heit auch noch bei schlechtem BER-Wert bzw. gelegentlich ver­ fälschten einzelnen Bits erkannt werden kann. Es kann eine Qualitätsüberwachung des HQRT-Signals in Form einer Überwa­ chung der Bitfehlerrate des Rahmenkennungsworts RK durchge­ führt werden. Entsprechendes gilt für ein Subrahmenkennungs­ wort SRK, welches die Bereiche HQRT und LQNT trennt. Die Auf­ teilung der verfügbaren Übertragungskapazität auf die beiden Qualitätsklassen HQRT und LQRT wird entweder fest vorgegeben oder kann entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen des Nut­ zers variabel eingestellt werden.

In einem ersten Szenario wird die HQRT-Datenrate fest vorge­ geben, etwa so, daß bei Zusatz einer entsprechenden Redundanz zur Fehlersicherung für die weit überwiegende Anzahl aller Leitungen bei einer Länge ≦ L km die gewünschte Dienstquali­ tät gesichert ist.

In dem in Haupt-Rahmenkennungswort RK, HQRT-Informationsfeld, Sub-Rahmenkennungswort SRK und LQNT-Informationsfeld unter­ teilten Übertragungsrahmen gemäß Fig. 2 steht in diesem ersten Ausführungsbeispiel das Sub-Rahmenkennungswort SRK an fester Stelle; die Relation von HQRT-Bits und LQNT-Bits im Rahmen ist fest vorgegeben. Rahmenkennungswort RK, HQRT-Signal und Sub-Rahmenkennungswort SRK können durch entsprechende Kanal­ codierung und robuste Modulation hinreichend gesichert wer­ den, so daß die geforderte Dienstqualität gewährleistet ist.

In einem zweiten Szenario wird auf Grund einer Fehlerraten­ messung bei unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten die maximal mögliche Datenrate für das HQRT-Signal ermittelt und damit adaptiv an die Leitungseigenschaften angepaßt. Die Lage des Sub-Rahmenkennungswort SRK im Rahmen - und damit auch das Verhältnis HQRT-Information zu LQNT-Information - ist variabel und adaptiv einstellbar.

Bei beiden Szenarien ist eine Reduktion auf einen robusten Rückfall-Modus mit geringerer Netto-Datenrate für LQNT mög­ lich, falls die ARQ(Automatic Repeat Request)-Anforderungen einen vorgegebenen Grenzwert pro Zeiteinheit überschreiten, die Übertragungseigenschaften der Leitung also schlecht sind. Dieser Rückfall-Modus wird unten noch näher beschrieben wer­ den.

Bei der Realisierung der unterschiedlichen Dienstqualitäts­ klassen können unterschiedliche Übertragungsbitraten für die einzelnen Qualitätsklassen im gleichen Frequenzband oder in getrennten Frequenzbändern vorgesehen sein, wobei die Daten­ raten zweckmäßigerweise auf einfache Weise miteinander zusam­ menhängen, um ein leichtes Einfüllen in den - festen - Rahmen zu gewährleisten.

Für die einzelnen Qualitätsklassen kann auch eine ungleich­ förmige Signalmodulation vorgesehen sein, wie sie im Prinzip aus R. Kays: Fernsehübertragung - Systemkonzepte und Einfüh­ rungschancen; 15. Jahrestagung der FKTG, Berlin, 1.-5. Juni 1992, Tagungsband S. 74-89 bekannt ist und hier insoweit keiner weiteren Erläuterungen bedarf. So kann z. B. bei 16 QAM der jeweilige Abstand der die Modulation beschreibenden Punkte in der Modulationsebene unterschiedlich gewählt werden, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Die Auswertung erfolgt z. B. derart, daß zunächst die beiden ersten Bit den Quadranten (1), (2), (3) oder (4) beschreiben, in welchen der Modulationsvek­ tor zeigt; die folgenden 2 Bit beschreiben dann die exakte Lage des jeweiligen Vektors (a1 oder a2 in Fig. 3) im betref­ fenden Quadranten. Da in den beiden Fällen der Signal-/Stör­ abstand durch die Häufung der einzelnen Vektorpunkte in be­ stimmten Bereichen der Modulationsebene ("Clustern") unter­ schiedlich ist, werden die beiden ersten Bits relativ sicher übertragen, die beiden letzten Bits unsicherer. Dies folgt da­ raus, daß der Unterschied zwischen den Vektoren a1 und b1 (in Fig. 3) oder zwischen den Vektoren a2 und b1 (in Fig. 3) wesent­ lich größer ist als der Unterschied zwischen den Vektoren a1 und a2. Der Quadrant ist daher mit größerer Sicherheit bzw. leichter feststellbar als die genaue Lage des Vektorpunktes im Quadranten.

Für die einzelnen Qualitätsklassen kann auch eine ungleich­ förmige Signalcodierung vorgesehen sein, indem der Aufwand (zusätzliche redundante Bits) für eine zusätzliche Fehlersi­ cherung unterschiedlich auf die einzelnen Teile der Informa­ tion verteilt wird. Eine solche ungleichförmige Signalcodie­ rung ist an sich ebenfalls (z. B. aus der Datenkompression bei Bewegtbildern, wo kritische Informationen (Sync) sicherer übertragen werden sollen als unkritischere Informationen, welche den Bildinhalt nur unwesentlich verfälschen) bekannt, so daß es hier insoweit ebenfalls keiner weiteren Erläute­ rungen bedarf. Dieses Prinzip führt im vorliegenden Fall zu unterschiedlichem Aufwand für die Fehlersicherung bei HQRT- Qualität und LQNT-Qualität; in der LQNT-Qualitätsklasse kann ggf. auf eine Fehlersicherung auch verzichtet werden.

In dem genannten ersten Szenario kann man z. B. ca. 50% der Übertragungskapazität zur Übertragung von HQRT-Information nutzen und diese sicher mit 4QAM, d. h. mit den nur den Qua­ dranten angebenden zwei Bits übertragen; die anderen 50% der Übertragungskapazität kann man zur Übertragung von LQNT-In­ formation nutzen, die dann unsicherer mit 16 QAM übertragen wird. Die HQRT-Information kann dabei durch- zusätzliche feh­ lersichernde Codierung (Forward Error Correction FEC) hinrei­ chend geschützt werden, während die LQNT-Information durch Automatic Repeat Request (ARQ) und ggf. durch eine geringer­ wertige Fehlersicherung gesichert werden kann. Ein derartiges Vorgehen ist sinngemäß auch mit anderen Modulationsarten wie beispielsweise m-PSK kombinierbar. Will man die LQNT-Rate wegen zu häufiger ARQ-Requests im Betrieb weiter reduzieren (oben erwähnter Rückfall-Modus), so kann z. B. bei der Modula­ tion die Punktzahl je Quadrant ebenfalls von 4 auf 2 redu­ ziert werden und/ oder die Schrittdauer pro LQNT-Bit verdop­ pelt werden. In entsprechender Weise kann bei zu schlechter Bit Error Rate (BER) für HQRT-Bits z. B. die Schrittdauer ver­ doppelt, d. h. die Datenrate halbiert werden, und/oder es wird bei der Modulation nur zwischen linker und rechter Halbebene unterschieden, wobei die Lage der Vektor-Punkte sinnvoll zu wählen ist, um das Signal-/Stör-Verhältnis (S/N) zu erhöhen. Dies würde nur noch ein Bit pro Stromschritt benötigen. Na­ türlich ist mit diesen Maßnahmen eine Reduktion der verfüg­ baren Netto-Datenrate verbunden.

In dem genannten zweiten Szenario kann man z. B. den Modulati­ onshub oder die Zahl der Modulationsstufen für die beiden Qualitätsklassen adaptiv an die jeweiligen Leitungseigen­ schaften anpassen, wobei zweckmäßigerweise aus Gründen der Einfachheit die Rahmenlänge und damit die Summe aus HQRT- und LQNT-Bits pro Rahmen einschließlich zugefügter Redundanz für die Fehlersicherung konstant gehalten wird. Damit kann eine jeweils optimale Ausnutzung der Übertragungskapazität der je­ weiligen Leitung erzielt werden. Das Subrahmenkennungswort SRK (vgl. Fig. 2), welches den Beginn des LQNT-Bereichs anzeigt, "floatet" nun in Abhängigkeit vom jeweils gewählten Übertra­ gungsmodus im Rahmen, in der Regel aber nicht kontinuierlich, sondern in mehreren diskreten Stufen, die durch die jeweils gewählten Modulations- und Fehlersicherungsmodi bestimmt wer­ den. Je besser die Leitung ist, desto höher kann der HQRT- Anteil sein.

Es sei noch erwähnt, daß die (HQRT- bzw. LQNT-)Bits der ver­ schiedenen Qualitätsklassen eine Zwischenspeicherung über ei­ ne Rahmendauer und vor der Modulation bzw. nach der Demodula­ tion eine Umsortierung erfahren. Dies kann zweckmäßigerweise mit einem Interleaving verbunden werden, um Bündelfehler in leichter korrigierbare Einzelfehler aufzubrechen.

Die Modulationsart und ggf. die fehlersichernde Codierung (FEC) können für das HQRT-Signal nach Maßgabe der laufenden BER (Bit Error Rate)-Messung bei den (Sub-)Rahmenkennungswör­ tern RK bzw. SRK (vgl. Fig. 2) gewählt werden oder in dem ge­ nannten ersten Szenario fest eingestellt sein; für das LQNT- Signal können Modulationsart und ggf. Codierung (FEC) nach Maßgabe der zeitlichen Häufigkeit der ARQ-Anforderungen fest­ gelegt werden. Die Informationen über die Bit Error Rate (BER) müssen vom Empfänger zum Sender rückübertragen werden. Auch sind zusätzliche "Housekeeping-Bits" und Bits für den Automatic Repeat Request (ARQ) erforderlich, und es müssen Informationen über die im Sender gewählten Übertragungs- und Codiermodi zum Empfänger (Transceiver) auf der anderen Seite der Übertragungsstrecke übertragen werden. Für diese Zwecke können einige Bits des Rahmenkennungsworts RK und/oder Sub- Rahmenkennungsworts SRK (in Fig. 2) zur Bildung eines Signali­ sierkanals umgewidmet werden. Man kann aber auch einen voll­ ständigen 64kb/s-Kanal für diesen Zweck bereitstellen und im übrigen die Struktur eines 2Mbit/s-PCM-Signals beibehalten, wobei ggf. Kanal 1 das Rahmenkennungswort RK und Kanal 16 das Sub-Rahmenkennungswort SRK enthält. Die Signalisierung kann dann in einem reservierten weiteren Kanal (z. B. Kanal 2) ge­ schehen. Die Redundanz im Signal aufgrund der Rahmenstruktur ist dann 3/32 = 9,4%. Es kann aber auch ein längerer Rahmen gewählt werden. Da die RK- und SRK-Wörter auf Grund der er­ forderlichen Zusatzkapazität für die Fehlersicherung u. U. länger als bei einem Standard-2Mbit/s-Signal sein müssen und da insbesondere die HQRT-Information ebenfalls eine entspre­ chende zusätzliche Redundanz erfordert, ist die insgesamt verfügbare Netto-Bitrate kleiner als 29.64kbit/s, was indes­ sen von untergeordneter Bedeutung ist. Die fehlersichernde Codierung (FEC) kann für Rahmenkennungswort RK, Sub-Rahmen­ kennungswort SRK und HQRT-Signal gemeinsam oder auch getrennt stattfinden. Die genauen Daten sind auf der Grundlage prakti­ scher Untersuchungen und anhand der Daten realer Netze fest­ zulegen.

Die Signale der beiden Übertragungsrichtungen können in Fre­ quenzgetrenntlage oder (mit Echo-Cancelling) in Frequenz­ gleichlage übertragen werden.

In der teilnehmerseitigen Leitungsabschlußeinrichtung NT (in Fig. 1) können das HQRT-Signal und das LQNT-Signal an zwei verschiedenen Schnittstellen oder auch an einer gemeinsamen (beispielsweise 2Mbit/s-) Schnittstelle mit entsprechender Rahmenstruktur zur Verfügung gestellt werden.

Bei Übertragung von ATM-Signalen bis zum Teilnehmer werden die ATM-Zellen auf die beiden Dienstqualitätsklassen HQRT und LQNT entsprechend aufgeteilt: CBR(Constant Bit Rate)-ATM-Zel­ len mit hohen Dienstqualität-Anforderungen laufen im HQRT-In­ formationsfeld, ABR(Available Bit Rate)-ATM-Zellen mit nie­ drigen Dienstqualität-Anforderungen laufen im LQNT-Teil. Die Zellen können fortlaufend in den Rahmen eingeschachtelt sein, der ggf. mit Leerzellen aufgefüllt sein kann. Die Redundanz wird um die Header der ATM-Zellen (um 5/53 = 9,4%) erhöht.

Will man die zusätzliche Redundanz durch die Zellheader ver­ meiden, kann alternativ, ähnlich wie beim ATM-UNI, auch eine rein zellenbasierte Lösung vorgesehen sein, welche die Not­ wendigkeit expliziter Rahmenkennungen (RK, SRK in Fig. 2) ver­ meidet. Es gibt dann keinen festen Rahmenaufbau, sondern le­ diglich eine ATM-Zellenfolge, in welcher die Zellen der bei­ den Dienstqualitätsklassen in unterschiedlichen Formaten- mit unterschiedlicher zugefügter Redundanz und unterschied­ lich moduliert - mit unterschiedlicher Häufigkeit auftreten. Der prozentuale Anteil der beiden Zelltypen und damit die jeweils möglichen maximalen Datenraten werden entweder fest vorgegeben oder adaptiv eingestellt und fortlaufend über­ wacht. Die Bit Error Rate (BER) für HQRT-Zellen wird bei­ spielsweise anhand spezieller eingeschachtelter Meßzellen ermittelt. Die Übertragung der notwendigen Zusatzinformation über Modulation, Codierung, ARQ-Rquests usw. sowie die Über­ tragung von Housekeeping-Information erfolgt ebenfalls in speziellen Zellen. Um empfangsseitig sicher erkennen zu kön­ nen, ob die jeweilige empfangene Zelle eine HQRT-, eine eine LQNT- oder eine Housekeeping-Zelle ist, die ja unterschied­ lich zu demodulieren, zu decodieren und ggf. auszuwerten sind, kann z. B. der interne Header durch einen Zusatz gering­ fügig verlängert werden, der stark gesichert und leicht er­ kennbar übertragen wird. Auf Grund der größeren Länge einer ATM-Zelle, verglichen mit der Länge eines 2Mbit/s-Rahmens nach CCITT Rec. G.703, führt die für die sendeseitige Codie­ rung notwendige Zwischenspeicherung mehrerer ATM-Zellen zu einer stärkeren Verzögerung. Bei einer Bitrate von 2Mbit/s hat eine ATM-Zelle (ohne zusätzliche Redundanz) eine Dauer von ca. 200 µs, so daß insoweit die zu erwartende zusätzliche mittlere Verzögerung keine wesentliche Rolle spielt.

Claims (12)

1. System zur Übertragung von Digitalsignalen im Teilnehmeranschlußnetz, insbesondere zur bidirektionalen Übertragung von Digitalsignalen auf Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitungen mit n.64 kb/s (mit n ≦ 30), dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Digitalsignale auf Zweidraht- Teilnehmeranschlußleitungen (TlnAl) unterschiedliche Quali­ tätsklassen (HQRT, LQNT) vorgesehen sind, in denen die Digi­ talsignale mit unterschiedlicher Übertragungssicherheit über­ tragen werden.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Qualitätsklassen, nämlich eine obere Qualitäts­ klasse (HQRT) mit Echtzeit-Übertragung in festgelegter garan­ tierter Qualität und eine untere Qualitätsklasse (LQNT) mit Nicht-Echtzeit-Übertragung ohne garantierte Qualität vorge­ sehen sind.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale unterschiedlicher Qualitätsklasse (HQRT, LQNT) zu einem Summensignal mit fester Rahmenstruktur zusammengefaßt sind.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen ein den Rahmenbeginn markierendes Rahmenken­ nungswort (RK), ein Informationsfeld der oberen Qualitäts­ klasse (HQRT) und ein Informationsfeld der unteren Qualitäts­ klasse (LQNT) sowie ein die Grenze zwischen beiden Informati­ onsfeldern markierendes Sub-Rahmenkennungswort (SRK) enthält.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenrate des Digitalsignals der oberen Qualitäts­ klasse (HQRT) fest vorgegeben ist.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch eine feste Position des Sub-Rahmenkennungsworts (SRK) im Rahmen.

7. Übertragungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal mögliche Datenrate des Digitalsignals der oberen Qualitätsklasse (HQRT) adaptiv an die Leitungseigen­ schaften angepaßt ist.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 4 und 7, gekennzeichnet durch eine variable Position des Sub-Rahmenkennungsworts (SRK) im Rahmen.

9. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch unterschiedliche Übertragungsbitraten der Signale unter­ schiedlicher Qualitätsklasse (HQRT, LQNT).

10. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ungleichförmige Modulation der Signale unterschiedlicher Qualitätsklasse (HQRT, LQNT).

11. Übertragungssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch adaptive Anpassung des Modulationshubs bzw. der Modulations­ stufenanzahl für die unterschiedlichen Qualitätsklassen (HQRT, LQNT).

12. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ungleichförmige Codierung der Signale unterschiedlicher Qualitätsklasse (HQRT, LQNT).