DE19801138A1

DE19801138A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Anpassung an eine durch einen ISDN-Datenübertragungsstandard vorgegebene Pulsmaske

Info

Publication number: DE19801138A1
Application number: DE1998101138
Authority: DE
Inventors: Markus Brandstetter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Intel Germany Holding GmbH
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2018-01-15
Also published as: DE19801138B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Anpassung an eine durch einen ISDN- Datenübertragungsstandard vorgegebene, annähernd sinushalb wellenförmige Pulsmaske für eine Reichweitensteuerung über Übertragungskabel, mit einem Pulsgenerator, der eine recht eckförmige Amplitude mit einem Überschwingen und einem sich daran anschließenden negativen Unterschwingen erzeugt.

Zur Reichweitensteigerung über die Übertragungskabel werden in den verschiedenen ISDN-Datenübertragungsstandards unter schiedliche Pulsmasken vorgeschrieben. Diese tragen den durchaus nationalspezifischen, aber unterschiedlichen Ka beltypen und Eigenschaften Rechnung, weshalb deren Einhal tung innerhalb der Standards streng kontrolliert wird.

Bei einem Sonderfall, der beispielsweise durch den Standard FTZ 221 vorgeschrieben ist, wird für die Übertragung mit einer Nenndatenrate von 2048 kbit/s eine annähernd sinus halbwellenförmige Pulsmaske vorgeschrieben. Diese Pulsmaske ist in der Fig. 7 dargestellt. Dabei erstreckt sich die Halbwelle zudem auch noch über die gesamte Zeitdauer von 488 ns, im folgenden mit einem UI bezeichnet, die dem ge sendeten Symbol zur Verfügung steht.

Ein Problem liegt aber hierin dabei, daß sich fast alle an deren Standards mit einem mehr oder weniger verschliffenen Rechteckpuls begnügen, der sich nicht über ein gesamtes UI, sondern gerade in einem beispielsweise adressierten E1- Bereich der 2048 kbit/s Übertragungsstrecke über ein halbes UI erstreckt. Dies ist erläuternd in der Fig. 9 darge stellt.

Um dieses Problem zu überwinden, verwandten bisherige Lö sungen reine äußere Beschaltungen, die die Rechteckpulse zu den in der FTZ 221 vorgeschriebenen Pulsen umformten. Dabei sind diese Lösungen in aller Regel recht aufwendig und min destens in zweiter Ordnung mit externen Spulen geschaltet, um die Toleranzanforderungen der Pulsmaske einzuhalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art an zugeben, die mit technisch einfachen Mitteln stets eine si chere Anpassung an eine annähernd sinushalbwellenförmige Pulsmaske ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ampli tude des Pulsgenerators programmierbar ist und der Ausgang des Pulsgenerators aus Aufwandsgründen lediglich mit einem Filter erster Ordnung verbunden ist.

Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird die Auf gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Amplitude des Pulsgenerators programmiert und der Ausgang des Pulsgenera tors an ein Filter erster Ordnung angelegt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Ausgang des Filters erster Ordnung mit einem Ausgang streiber verbunden bzw. an diesen angelegt.

Des weiteren ist die Erfindung bevorzugt anwendbar, wenn der ISDN-Datenübertragungsstandard die FTZ 221 ist.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist der Pulsgenerator ein herkömmlicher Pulsgenerator für T1- Standards, die eine Nenndatenrate von 1544 kbit/s vor schreiben, jedoch mit einer Taktrate von 2,048 MHz getaktet wird.

Für eine noch bessere Anpassung an die sinushalbwellenför mige Pulsmaske ist es von Vorteil, wenn das Unterschwingen in einem Zeitbereich von 0,5 UI < t < 0,75 UI erzeugbar ist bzw. erzeugt wird, wobei ein UI gleich 488 ns ist.

Obwohl eine Vielzahl von Filtern erster Ordnung einsetzbar sind, ist es bevorzugt, wenn das Filter erster Ordnung ein Tiefpaß ist. Die Eckfrequenz des Tiefpasses ist dabei vor zugsweise über weite Bereiche variierbar.

Dieses Filter erster Ordnung bzw. dieser Tiefpaß kann z. B. einen Pol bzw. eine Eckfrequenz von 510 kHz ± 10%, 610 kHz ± 10%, 880 kHz ± 10%, 950 kHz ± 10% oder 1300 kHz ± 10% aufweisen, wobei in Abhängigkeit der Amplituden des Pulsge neratorausgangssignales zwischen diesen Eckfrequenzen um schaltbar ist. Anstelle diskreter Werte für die Eckfrequen zen kann selbstverständlich auch eine kontinuierliche Ver änderung der Eckfrequenz vorgesehen werden. Sofern die Eck frequenz auf einen bestimmten Wert eingestellt ist, kann erfindungsgemäß auch die Amplitude des Pulsgeneratoraus gangssignales auf diese Eckfrequenz angepaßt bzw. einge stellt werden.

Bevorzugte Randbedingungen für diese Programmierbarkeit sind dann gegeben, wenn der Zeitbereich 0 < t < 0,5 UI und der Zeitbereich 0,5 UI < t < 0,75 UI der Amplitude unter schiedlich polare Werte aufweisen.

Selbstverständlich ist es möglich, diese Vorrichtung auf verschiedene Arten und Weisen zu realisieren, allerdings ist es bevorzugt, wenn die Vorrichtung in einem Chip- Baustein integriert ist.

Außerdem ist es aus Sicherheitsgründen von Vorteil, wenn der Ausgang des Ausgangsteiles an eine Übertrager-/Blitz schutzbeschaltung angeschlossen ist.

Für eine sehr gute Anpassung an die sinushalbwellenförmige Pulsmaske hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die von dem Pulsgenerator erzeugbare Amplitude vier Pulsviertel mit absteigenden Amplitudenwerten aufweist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine skizzenhafte Schaltungsanordnung einer er sten Ausführungsform der Vorrichtung zur Anpas sung an eine Pulsmaske;

Fig. 2 in schematischer Darstellung Variationen der T1- Puls-Ansteuerung des Filters erster Ordnung mit dessen Eckfrequenzen;

Fig. 3 in schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz und der Ansteuerung im ersten Pulsviertel;

Fig. 4 in schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz und der Ansteuerung im zweiten Pulsviertel;

Fig. 5 in schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz und der Ansteuerung im dritten Pulsviertel;

Fig. 6 in schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz und der Ansteuerung im vierten Pulsviertel;

Fig. 7 das Toleranzschema für die Pulsmaske eines Sende signals an UK2 ab;

Fig. 8 einen Vergleich des FTZ221-Eingangspulses in das nachfolgend adressierte Filter erster Ordnung ge genüber dem T1-Puls mit 1544 kbit/s Normdatenra te, wobei der herkömmliche T1-Puls mit durchgezo gener Linie dargestellt ist;

Fig. 9 in schematischer Darstellung einen E1- Rechteckpuls bei 2048 kbit/s Nenndatenrate;

Fig. 10 in schematischer Darstellung einen T1-Puls mit 1544 kbit/s Normdatenrate;

Fig. 11 die simulatorische Erfüllung der FTZ221-Pulsmaske mit veränderter T1-Masken-Programmierung und Schaltung T1 LBO 7.5 dB; und

Fig. 12 ein konkretes Ausführungsbeispiel einer erfolgten Programmierung einen m 700 v1.1 output mit xda- Programmierung 15 11 0 2 und LBO 7.5 dB Pulsmasken gemäß KTZ221.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur Anpassung an eine durch einen ISDN-Datenübertragungsstandard vorgegebe ne, annähernd sinushalbwellenförmige Pulsmaske für eine Reichweitensteigerung über Übertragungskabel enthält in we sentlichen einen Pulsgenerator 12, der ein treppenförmiges Ausgangssignal mit erzeugt und dessen Ausgang an einen Fil ter 14 erster Ordnung, vorzugsweise einen Tiefpaß erster Ordnung, angeschlossen ist.

Dieser Pulsgenerator 12 erzeugt ein treppenförmiges Aus gangssignal, das, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem Bereich mit Überschwingen und aus einem sich daran anschießenden Bereich mit negativem Unterschwingen besteht. Dabei ist der Bereich mit Überschwingen in ein erstes Pulsviertel und in ein zweites Pulsviertel aufgeteilt, wobei das zweite Puls viertel eine geringere Amplitude als das erste Pulsviertel aufweist, während der Bereich des negativen Unterschwingens in ein drittes Pulsviertel und in ein viertes Pulsviertel aufgeteilt ist, wobei die Amplitude des dritten Pulsvier tels kleiner als die Amplitude des zweiten Pulsviertels und die Amplitude des vierten Pulsviertels kleiner als die Amplitude des dritten Pulsviertels ist. Ein solcher Puls entspricht einem herkömmlichen T1-Puls.

Zur weiteren Verarbeitung kann der Ausgang des ersten Fil ters 14, das bevorzugt ein Tiefpaß ist, an einen Ausgang streiber 16 angelegt werden.

Obwohl diese Vorrichtung 10 auf verschiedene Arten und Wei sen realisiert werden kann, ist es bevorzugt, wenn diese Vorrichtung in einem Chip-Baustein 18 integriert ist.

Wie des weiteren in Fig. 1 dargestellt, kann aus Sicher heitsgründen der Ausgang des Ausgangstreibers 16 mit einer Übertrager-/Blitzschutzschaltung 20 verbunden werden.

Wie sich aus der Fig. 2 ergibt, ist die Eckfrequenz des Filters 14 erster Ordnung abhängig von der Amplitude des Ausgangssignals am Pulsgenerator, d. h. mit kleiner werden der Amplitude nimmt die Eckfrequenz zu. Zur Erzeugung eines Signals, das in die gewünschte Pulsmaske gemäß FTZ 221 paßt, also halbsinusförmig über 488 nsec ist, kann die Eck frequenz variiert werden, wobei die dargestellten Ausfüh rungsbeispiele unterschiedlicher Amplituden durch unter schiedliche Strichlierungen in Fig. 2 gezeigt sind.

Die zugehörenden entsprechenden Eckfrequenzen liegen bei 510 kHz ± 10%, 610 kHz ± 10%, 880 kHz ± 10%, 950 kHz ± 10% oder 1300 kHz ± 10%. Diese unterschiedlichen Eckfre quenzen sind mit verschiedenen strichpunktierten Linien in dieser Fig. 2 gezeigt.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen jeweils den Zusammenhang zwischen der Filtereckfrequenz und der Amplitude der ersten bis vierten Pulsviertel gemäß einer durchgeführten Approximati on. Hierbei ist gezeigt, daß eine Interpolation für die Pulsviertelamplituden über die Verläufe gemäß Fig. 3 bis 6 das Einhalten der Pulsmaske gemäß Fig. 7 über den spezifi zierten Frequenzbereich erlaubt.

Die hier beschriebenen Ausführungsformen beruhen darauf, daß beispielsweise im Bereich der T1-Standards, die eine Nenndatenrate von 1544 kbit/s vorschreiben, bereits Vorver zerrungen in Rechteckform gefordert sind, die ein Unter schwingen in Zeitbereichen von 0,5 UI < t < 0,75 UI verlan gen, was in der Fig. 10 gezeigt ist. Dabei unterscheiden sich die T1-Standards im wesentlichen in der Forderung der unterschiedlichen Ausprägung bzw. Amplitude des hier darge stellten negativen Unterschwingens und des vorherigen Über schwingens, was ebenfalls aus der Fig. 10 erkennbar ist.

Unter Ausnutzung der Programmierbarkeit des Über- und Un terschwingens ist es nunmehr möglich, mit einem veränderten Verhältnis des Unter- und Überschwingens und lediglich mit einem Filter 14 erster Ordnung beispielsweise chipintern ein Signal zu erzeugen, das die FTZ221 Pulsmaske befrie digt. Dabei weist das interne Filter 14 ggf. einen dominan ten Pol bei 884 kHz auf. Das dazugehörige programmierte Filtereingangssignal weist dann einen Verlauf auf, der in der Fig. 8 gestrichelt dargestellt ist. Dabei sind die Randbedingungen der Programmierung derart, daß der Zeitbe reich 0 < t < 0,5 UI keine negativen Werte und der Zeitbe reich 0,5 UI < t < 0,75 UI keine positiven Werte zuläßt.

Aus den Fig. 11 und 12 ist das aus dieser Konfiguration im Betrieb erhaltene Signal bei einer Datenrate von 2048 kbit/s mit leicht unterschiedlichen Programmierungen des Über- und Unterschwingens in verschiedenen Skalierungen dargestellt. Daraus ergibt sich auch, daß sich mit dieser Konfiguration die Pulsmaske auch über alle Technologien und Temperaturschwankungen realisieren läßt.

In Fig. 12 ist die Pulsmaske gemäß Fig. 7 gezeigt und ein simulierter Puls, auf den das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wurde und welcher in diese Pulsmaske paßt. Als Pulsgenerator diente der von der Anmelderin hergestellte integrierte Baustein mit der Bezeichnung m700 Version 1.1. Dieser Baustein mußte jedoch hinsichtlich der Programmier barkeit der Amplituden und des Einsatzes des Filters sowie dessen Wählbarkeit der Eckfrequenz an das erfindungsgemäße Verfahren angepaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung (10) zur Anpassung an eine durch einen ISDN-Datenübertragungsstandard vorgegebene, annähernd si nushalbwellenförmige Pulsmaske für eine Reichweitensteige rung über Übertragungskabel, mit einem Pulsgenerator (12), der eine rechteckförmige Amplitude mit einem Überschwingen und einem sich daran anschließenden negativen Unterschwin gen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Pulsgenerators (12) programmierbar und der Ausgang des Pulsgenerators (12) mit einem Filter (14) erster Ordnung verbunden ist, und daß die Eckfrequenz des Filters (14) in Abhängigkeit der Amplitude des Pulsgeneratorausgangssigna les oder die Amplitude des Pulsgeneratorausgangssignales in Abhängigkeit der Eckfrequenz des Filters (14) wählbar ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Ausgang des Filters (14) erster Ordnung mit einem Ausgangstreiber (16) verbunden ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der ISDN-Datenübertragungsstandard die WTZ221 ist.

4. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsgenerator (12) T1 Standards erfüllt, die eine Nennda tenrate von 1544 Kbits/s vorschreiben.

5. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsgenerator (12) dazu ausgelegt ist, das Unterschwingen in einen Zeitbereich von
0,5 UI < t < 0,75 UI
zu erzeugen, wobei ein UI gleich etwa 488 ns ist.

6. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fil ter (14) erster Ordnung ein Tiefpaß ist.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Tiefpaß (14) einen wählbaren Pol bzw. eine wählbare Eckfrequenz von 510 kHz ± 10%, 610 kHz ± 10% sind, 880 kHz ± 10%, 950 kHz ± 10%, oder 1300 kHz ± 10% aufweist.

8. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorverzerrern (12) ein Takt von 2048 MHz anlegbar ist.

9. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Pulsgenerator (12) erzeugbar Amplitude in einem Zeitbe reich von 0 < t < 0,5 UI keine negativen Werte und in einem Zeitbereich von 0,5 UI < t < 0,75 UI keine positiven Werte einnimmt.

10. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor richtung (10) in einem Chip-Baustein (18) integriert ist.

11. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus gang des Ausgangstreibers (16) an eine Übertrager- /Blitzschutzbeschaltung angeschlossen ist.

12. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehen den Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Pulsgenerator (12) erzeugbare Amplitude 4 Pulsviertel mit absteigenden Amplitudenwerten aufweist.

13. Verfahren zur Anpassung an eine durch einen ISDN- Datenübertragungsstandard vorgegebene, annähernd sinushalb wellenförmige Pulsmaske für eine Reichweitensteigerung über Übertragungskabel, wobei ein Pulsgenerator (12) eine recht eckförmige Amplitude mit einem Überschwingen und einem sich daran anschließenden negativen Unterschwingen erzeugt, da durch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Pulsgenerators (12) programmiert wird und der Ausgang des Pulsgenerators (12) an ein Filter (14) erster Ordnung angelegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Filters (14) erster Ordnung an einen Ausgangstreiber (16) angelegt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß der ISDN-Datenübertragungsstandard die FTZ 221 ist.

16. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsge nerator (12) T1-Standards erfüllt, die eine Nenndatenrate von 1544 kbits/s vorschreiben.

17. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsge nerator (12) das Unterschwingen in einem Zeitbereich von 0,5 UI < t < 0,75 UI erzeugt, wobei ein UI gleich 488 ns ist.

18. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (14) erster Ordnung ein Tiefpaß ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (14) einen Pol bzw. eine Eckfrequenz von 510 kHz ± 10%, 610 kHz ± 10%, 880 kHz ± 10%, 950 kHz ± 10% oder 1300 kHz ± 10% aufweist.

20. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Puls generator (12) ein Takt von 2048 MHz angelegt wird.

21. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Pulsgenerator (12) erzeugt Amplitude in einem Zeitbereich von 0 < t < 0,5 UI keine negativen Werte und in einem Zeit bereich von 0,5 UI < t < 0,75 UI keine positiven Werte auf weist.

22. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden An sprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Pulsgenerator (12) erzeugte Amplitude vier Pulsviertel mit absteigenden Amplitudenwerten aufweist.