DE2651971A1

DE2651971A1 - Konzentrator fuer ein pcm-telefonnetz

Info

Publication number: DE2651971A1
Application number: DE19762651971
Authority: DE
Inventors: Yves Renaudin
Original assignee: LANNIONNAIS ELECTRONIQUE
Current assignee: LANNIONNAIS ELECTRONIQUE
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1976-11-15
Publication date: 1977-06-02
Also published as: US4075432A; GB1539975A; SE423170B; JPS5264812A; SE7612841L; NL7612804A; FR2332669B1; FR2332669A1; CA1066794A

Description

^Fololo3D 15. Nov. «76 Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER PATENTASS ESSOR

GmbH

8GOO München 8O

Zeppelinstr. 63

SOCIETE IANNIONNAISE D'ELECTRONIQUE

SLE-CITEREL S.A.

Route de Perros-Guirec, 22304 LANNION Frankreich

KONZENTRATOR FÜR EIN PCM-TELEFONNETZ

Die Erfindung gehört in den Bereich des Fernsprechwesens und betrifft einen Konzentrator, über den Teilnehmerleitungen an eine Vermittlungsstelle angeschlossen werden und der hintereinander Leitungseinrichtungen, mindestens ein räumliches Konzentrationsnetz, Verbindungseinrichtungen und Kodierer-Dekodierer für die Analog-Digital- und Digital-Analogumwandlung aufweist, wobei die kombinierten Kodierer und Dekodierer an Multiplexer angeschlossen sind, in denen die Informationen in Pulskodemodulation (PCM) vorliegen.

Ein Konzentrator ist eine Vorrichtung, die galvanisch an die Teilnehmergeräte angeschlossen ist und bei der . die Anzahl von zu einer Vermittlungsstelle abgehenden Leitungen

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kleiner als die Anzahl der von dem Konzentrator bedienten Teilnehmer ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Konzentrator, der außer der eigentlichen Konzentration die Umwandlung der Analogsignale in PCM-Signale vornimmt und der mehrere so digitalisierte Kanäle zu Multiplexgruppen zusammenfaßt. In Richtung auf die an den betrachteten Konzentrator angeschlossenen Teilnehmer führt der Konzentrator zunächst eine Demultiplexierung durch und stellt anschließend in Dekodierern die Analogsignale wieder her.

Ziel der Erfindung ist es, die Anzahl von Bauteilen eines derartigen Konzentrators ohne Änderung seiner Außenfunktion zu. verringern, so daß er mit herkömmlichen Konzentratoren kompatibel ist und mit ihnen wahlweise eingesetzt werden kann. Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin, den Konzentrator in seinem Konzentrationsgrad, d.h. in Abhängigkeit vom Sprechverkehr variabel zu gestalten.

Diese Ziele werden durch den im Hauptanspruch definierten Konzentrator erreicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf vier Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtübersiht über einen erfindungsgemäßen Konzentrator.

Fig. 2a und 2b stellen zwei Schaltzustände des Konzentrators im Verlauf einer Gesprächsvermittlung dar.

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Fig. 3 zeigt das elektrische Schaltbild einer Verbindungseinrichtung des vereinfachten Typs.

Fig. 4 zeigt das elektrische Schaltbild einer herkömmlichen universellen Verbindungseinrichtung.

Das Prinzip der Erfindung läßt sich an Hand der Fig. beschreiben, die schematisch einen Gesamtüberblick über den erfindungsgemäßen Konzentrator gibt. Dieser Konzentrator besteht aus zwei Konzentrationsmodulen 1 und 2, von denen jeder 512 Teilnehmer bedient. Für jeden Teilnehmer wird in dem für ihn zuständigen Konzentrator eine bekannte Leitungseinrichtung vorgesehen, die beispielsweise aus einem Verbindungsaufbaurelais und einem Verbindungsunterbjrechungsrelais besteht. Die Leitungseinrichtungen für die 512 Teilnehmer eines Moduls sind in Fig. 1 als Block 3 symbolisch dargestellt.

Auf die Leitungseinrichtungen folgt ein räumliches, an sich bekanntes Konzentrationsnetz, das einerseits 512 Teilnehmer und andererseits 64 Leitungen auf der konzentrierten Seite bedienen kann. Jeder Modul enthält ein derartiges Konzentrationsnetz. Es wird beispielsweise aus in mehreren Stufen angeordneten Relaismatrizen hergestellt. Wie weiter oben bereits angegeben, muß der Konzentrationsgrad den durchschnittlichen Gesprächsverkehr pro Teilnehmer berücksichtigen. Das räumliche Konzentrationsnetz ist optimal, wenn sowohl die Anzahl der Teilnehmer als auch die Anzahl der konzentrierten Leitungen Potenzen von zwei bilden.

In einem herkömmlichen Konzentrator folgt auf das räumliche Konzentrationsnetz unmittelbar ein Analog-Digitalwandler, der beispielsweise dreißig Teilnehmerleitungen in einem Multi-

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plexraster zusammenfaßt, das der Vermittlungsstelle zugeführt wird; in umgekehrter Richtung werden die digitalen Signale demultiplexiert und anschließend in Analogsignale im Basisband umgewandelt und im Konzentrator auf die Teilnehmerleitungen verteilt.

Das Feststellen von Anrufen, das Aufspüren von Fehlanrufen, das Suchen von Verbindungswegen usw. w.ird von einer den Konzentrationsmodulen zugehörigen Steuerlogik durchgeführt, bei der es sich um einen hier nicht dargestellten mikroprogrammierten Kleinrechner handeln kann.

Die universellen Verbindungseinrichtungen in dem herkömmlichen Konzentrator sind beispielsweise gemäß dem Schaltbild in Fig. 4 aufgebaut. Sie umfassen eine bestimmte Anzahl von Relais zur Versorgung der Teilnehmergeräte mit Mikrofonstrom, zur Umpolung dieses Stroms im Bedarfsfall, zur Einspeisung von Gebühren- oder Klingelzeichen. Diese herkömmliche Verbindungseinrichtung wird weiter unten im einzelnen beschrieben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird eine Gruppe 6 von universellen Verbindungseinrichtungen lediglich für ein Viertel aller Verbindungen vorgesehen, während die Gruppe 7 von Verbindungseinrichtungen vereinfacht ausgeführt ist, und zwar wie es in Fig. 3 dargestellt wird. Jede vereinfachte Verbindungseinrichtung kann lediglich Mikronfonstrom an den Teilnehmer lei ten. Es wird also erfindungsgemäß vorgesehen, die Verbindungseinrichtungen während einer Gesprächsverbindung so zu wechseln, daß der Verbindungsaufbau über eine universelle Verbindungs-

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einrichtung erfolgt, während das eigentliche Gespräch dann über eine vereinfachte Verbindungseinrichtung läuft.

Da jedoch jeder der Ausgänge der Verbindungseinrichtung starr einem bestimmten Kanal eines der Ausgangsraster zugeordnet ist, würde ein Verbxndungsexnrichtungswechsel automatisch die Übertragung der Verbindung auf einen anderen Kanal des Multiplexsystems bedeuten. Dies ist jedoch unzulässig, wenn herkömmliche Konzentratoren und erfindungsgemäße Konzentratoren kompatibel und austauschbar sein sollen. Daher muß im erfindungsgemäßen Konzentrator ein Mittel vorgesehen werden, durch das dieser Verbxndungsexnrichtungswechsel im Konzentrator ausgeglichen wird. Dieses Mittel besteht aus einem zeitlichen Koppelfeld 5, das im einfachsten Fall ein Koppelfeld sein kann, wie es im US"Patent 3 676 855 beschrieben wird. In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung teilt dieses Koppelfeld jedoch mit dem räumlichen Netz 4 die Konzentrationsfunktion.

In einem erfindungsgemäßen Konzentrator befinden sich also nacheinander die Leitungseinrichtungen 3, ein räumliches Konzentrationsfeld 4, dessen Konzentrationsgrad beispielsweise 8 beträgt. Gruppen 6 und 7 mit den beiden Typen von Verbindungseinrichtungen, von denen die Mehrheit in vereinfachter Ausführung vorliegt, und eine Vorrichtung zum Abtasten, zum AD-DA-Umwandeln und zum Multiplexieren 8, die in Richtung auf den Teilnehmer einen Demultiplexer und einen Digital-Analogwandler aufweist, sowie schließlich ein zeitliches Koppelfeld 5, das Signale in Form von digitalen Rastern zur Vermittlungsstelle aussendet, bzw. von ihr gangfiängt. In einem praktischen Beispiel,

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das in Fig. 1 dargestellt ist, führt das zeitliche Koppelfeld nicht nur den Wechsel von Kanälen bei Verbindungseinrich-

wechsel
tungs/*"~durch, sondern auch eine leichte Konzentration von 64/60. Hierdurch kann das räumliche Netz 4 optimiert werden, selbst wenn die Anzahl von in einem Raster nutzbaren Kanälen nicht eine Potenz von zwei ist. Dies ist nämlich häufig der Fall, da einer oder zwei Kanäle für die allgemeine Rufnummernübertragung reserviert sind. Die auf den verschiedenen Verbindungsleitungen in Fig. 1 eingetragenen Ziffern geben die Kapazität der betreffenden Verbindung wieder. Die Verbindung Ml, M2 zwischen der Vorrichtung 8 und dem zeitlichen Koppelfeld 5 umfassen jeweils zwei Vielfache zu jeweils zweiunddreißig Kanälen pro Raster in Senderichtung und zwei Vielfache mit jeweils zweiunddreißig Kanälen pro Raster in Empfangsrichtung; die Verbindungen MEl, ME2 und MSl und MS2 zwischen dem zeitlichen Koppelfeld 5 und der Vermittlungsstelle umfassen jeweils zwei Vielfache mit jeweils zweiunddreißig Kanälen pro Raster, wobei die Verbindungen MEl und ME2 zum Senden und die Verbindungen gemäß MSl und MS2 zum Empfang dienen. Selbstverständlich kann vom zeitlichen Koppelfeld 5 in Senderichtung ein Zeitkanal eines Vielfaches der Verbindungen Ml, M2 an einen Zeitkanal eines Vielfaches der Verbindungen MEl, ME2 und in Empfangsrichtung ein Zeitkanal eines Vielfaches der Verbindungen MSl, MS2 an einen Zeitkanal eines Vielfaches der Verbindungen Ml, M2 angeschlossen werden. Im Konzentrationsmodul 1 sind die sechzehn Verbindungseinrichtungen der Gruppe 6 und die sechzehn ersten vereinfachten Verbindungseinrichtungen dap Gruppe 7 über die Vorrichtung 8 mit einem Sendevieliach und

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einem- Empfangsvielfach der Verbindung Ml verbunden; das gleiche gilt für den Konzentrationsmodul 2 mit der Verbindung M2. Beim Verbxndungsexnrichtungswechsel kann daher nicht von einem Sendevielfach zu einem Empfangsvielfach übergegangen werden, sondern es erfolgt nur ein Zeitkanalwechsel; das zeitliche Koppelfeld führt beim Senden den Zeitkanalwechsel so durch, daß die Verbindung stets über denselben Zeitkanal zur selben Verbindung mit der Vermittlungsstelle geführt wird; beim Empfang muß die von der Vermittlungsstelle kommende Verbindung zum gleichen Empfangsvielfach der Verbindung Ml geleitet werden, und das zeitliche Koppelfeld führt den notwendigen Zeitkanalwechsel durch, um die beim Verbxndungsexnrichtungswechsel gewählte vereinfachte Verbindungeinrichtung zu bedienen. Wenn der Verbxndungsexnrichtungswechsel einen Wechsel in der Verbindung Ml bei der Sendung oder beim Empfang hervorruft, erfolgt im allgemeinen auch ein Zeitkanalwechsel; das zeitliche Koppelfeld 5 sorgt dann beim Senden für den Vielfach- und Zeitkanalwechsel, damit die Verbindung mit der Vermittlungsstelle stets über dasselbe Vielfach und denselben Zeitkanal verläuft; in Empfangsrichtung empfängt das zeitliche Koppelfeld 5 die Verbindung von der Vermittlungsstelle und sorgt für den notwendigen Vielfach- und Zeitkanalwechsel, um die beim Verbxndungsexnrichtungswechsel ausgewählte vereinfachte Verbindungseinrichtung zu bedienen. Nimmt einer der an einen Konzentrationsmodul angeschlossenen 512 Teilnehmer seinen Hörer ab, so wird ihm unmittelbar darauf eine universelle Verbindungseinrichtung aus der Gruppe 6 zugeteilt, und es wird über diese Verbindungseinrichtung

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eine verfügbare Leitung zur Vermittlungsstelle geschaltet. Dieser Schaltzustand wird in Fig. 2a schematisch dargestellt, in der dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden, soweit es sich um gleiche Bauteile handelt. Die Übertragung des Freizeichens zum Teilnehmer und der Rufnummerwählimpulse zur Vermittlungsstelle läuft ab wie in einem herkömmlichen Konzentrator. Sobald jedoch der angerufene Teilnehmer abhebt, sucht erfindungsgemäß die Steuerlogik des Konzentrators eine freie Verbindungseinrichtung aus der Gruppe 7, um das Gespräch über diese vereinfachte Verbindungseinrichtung laufen zu lassen und dadurch die normale Verbindungseinrichtung wieder freizugeben. Dieser Schaltzustand wird schematisch in Fig. 2b gezeigt. Wie bereits weiter oben gesagt, führt dieser Verbindungseinrxchtungswechsel zu einem Kanalwechsel im Zeitvielfach; um diesen Wechsel zu neutralisieren, ändert die Steuerlogik des Konzentrators im zeitlichen Koppelfeld 5 den Zustand der Verbindungen so, daß derselbe Multiplexkanal in der Verbindung mit der Vermittlungsstelle belegt bleibt, obwohl ein Verbindungseinrxchtungswechsel stattgefunden hat.

Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß dieser Verbindungseinrxchtungswechsel nicht zwangsläufig erfolgt, da eine universelle Verbindungseinrichtung normalerweise auch die Gesprächssignale übertragen kann. Wenn nämlich ein Verbindungseinrxchtungswechsel nicht wünschenswert oder nicht möglich ist, dann kommt es zu keinem Verbindungseinrxchtungswechsel. Dieser Fall tritt beispielsweise bei einem Teilnehmer mit Ferngebührenbelastung oder bei gebührenfreien Gesprächen (Notrufe) auf„oder, wenn die vereinfachten Verbindungseinrichtungen bereits belegt

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sind oder wenn der Wechsel zu einer Blockierung des zeitlichen oder räumlichen Konzentrationsnetzes führen würde.

Ein eintreffendes Telefongespräch wird ähnlich behandelt Trifft ein Gespräch am Konzentrator ein, so nimmt es einen Zeitkanal im eintreffenden Multiplex im zeitlichen Koppelfeld 5 ein; die Steuerlogik des Konzentrators weist ihm zunächst eine normale Verbindungseinrichtung (Fig. 2a) zu, um an den Teilnehmer Klingelzeichen und Mikrofonstrom zu übertragen. Beim Abheben sucht die Steuerlogik des Konzentrators eine freie vereinfachte Verbindungseinrichtung (Fig. 2b) und hält dabei denselben Zeitkanal auf dem eintreffenden Multiplex im zeitlichen Koppelfeld 5 besetzt. Der erfindungsgemäße Konzentrator ist daher voll kompatibel mit herkömmlichen Konzentratoren, die während der gesamten Gesprächsdauer eine normale Verbindungseinrichtung in der Verbindung halten.

Zur V«. -vollständigung der Beschreibung und zur weiteren Verdeutlichung der Vorteile der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen der Aufbau der Verbindungseinrichtungen beschrieben, obwohl diese an sich nicht zum eigentlichen Erfindungsgegenstand gehören.

In Fig. 3 wird eine vereinfachte Verbindungseinrichtung dargestellt, wovon in der Gruppe 7 in Fig. 1 achtundvierzig Stück vorhanden sind. Die einzige Aufgabe dieser Einrichtung besteht darin, den Teilnehmer mit Mikrofonstrom der sogenannten Umkehrpolung zu versorgen. Der Teilnehmer ist galvanisch über Klemmen 9 und 10, die mit dem räumlichen Netz 4 in Verbindung stehen, an diese Verbindungseinrichtung angeschlossen. In der Gesprächsschleife liegen zwei Unterbrecherkontakte eines der Speisung und

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dem Verbindungsaufbau dienenden Relais 11. Wenn dieses Relais aktiviert wird, sendet eine an die Klemmen 12 geschaltete Batterie über zwei Spulen 13, die als Tiefpassfilter dienen. Strom zum Teilnehmer. Im Speisezweig liegt ein Relais 14, das den Besetztzustand der Teilnehmerschleife überwacht und auf einem zusätzlichen Draht 15 dem Konzentrator die Herstellung der Verbindung mit dem Teilnehmer meldet. Zwei Klemmen 17 und 18 der Verbindungseinrichtung führen zur in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 8.

Wenn, wie es häufig der Fall ist, der Mikrofonstrom umgepolt werden muß, sobald der angerufene Teilnehmer abhebt, kann mit dem erfindungsgemäßen Aufbau diese Stromumkehrung auf sehr einfache Weise erreicht werden. Es genügt nämlich, die Drähte am Eingang der Gesprächsverbindungseinrichtung zu kreuzen, und die Umpolung erfolgt automatisch bei Verbindungseinrichtungswechsel. Die vereinfachte Verbindungseinrichtung braucht deshalb nicht mehr mit einem Umpolungsrelais versehen zu sein, wie es die universelle Verbindungseinrichtung sein muß,

Diese universelle oder normale Verbindungseinrichtung wird in Fig. 4 gezeigt. Wie die vereinfachte Version ist auch sie über die Klemmen 9· und 10¹ mit dem räumlichen Netz 4 und über die Klemmen 17* und 18' mit der Vorrichtung 8 verbunden; ferner ist sie wie die vereinfachte Version über zwei Klemmen 12* an eine Batterie angeschlossen und besitzt im Speisezweig zwei Spulen 13', um einen Kurzschluß der Gesprächssignale über die Batterie zu vermeiden. Außerdem wird das Schleifenüberwachungsrelais 14* mit der zusätzlichen Leitung 15' sowie das Speiserelais II¹ gezeigt.

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Über diese Bauteile hinaus, die bereits in der vereinfachten Verbindungseinrichtung enthalten sind und der Gesprächsübertragung dienen, enthält die normale Verbindungseinrichtung ein Relais 19, mit dem die Umpolung des Mikrofonstroms vorgenommen werden kann, ferner ein Relais 20, mit dem über einen Transformator 21 die von einem gemeinsamen Ferngebührsignalgenerator 22 stammenden Ferngebühren eingespeist werden, sowie ein Klingelrelais 23, das in die Teilnehmerschleife von einem allen normalen Verbindungseinrichtungen gemeinsamen Klincelsignalgerarator 24 kommende Klingelsignale einspeist.

Eine derartige Verbindungseinrichtung wird in herkömmlichen Konzentratoren üblicherweise verwendet, so daß ihre Funktionsweise, die von der hier nicht dargestellten Steuerlogik gesteuert wird, nicht im einzelnen erläutert zu werden braucht.

Um die Bedeutung der Erfindung noch einmal zu unterstreichen, seien die durch die Erfindung ermöglichten Vorteile noch einmal zusammengefaßt : Ein erster Vorteil liegt in der Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Aufbaus hinsichtlich des Konzentrationsgrades, d.h. das Verhältnis zwischen der Anzahl von Teilnehmern und der Anzahl von Multiplexkanälen. Die Anpassungsfähigkeit ergibt sich aus dem zeitlichen Kopplungsnetz, das bekanntlicherweise in kleineren Schritten geändert werden kann als ein räumliches Netz, dessen Konzentrationsgrad praktisch nur jeweils um den Faktor 2 geändert werden kann. Hieraus ergibt sich eine Einsparung von notwendigen Multiplexleitungen.

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Eine zusätzliche Einsparung ergibt sich durch die Möglichkeit, im zeitlichen Kopplungsnetz einen von einer
ganzen Zahl verschiedenen Konzentrationsgrad zu erreichen; wie Fig. 1 zeigt, gibt es 64 Verbindungseinrichtungen, die durchschnittlich zwei Multiplexleitungen mit jeweils dreißig Kanälen versorgen. Dank dieser Konzentration im zeitlichen Koppelfeld 5 kann die Ausgangskapazität des räumlichen Netzes voll genutzt werden.

Ein weiterer ins Auge fallender Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus besteht in der Materialeinsparung durch Ersetzen der meisten normalen Verbindungseinrichtungen durch vereinfachte Verbindungseinrichtungen.

Eätentansprüche

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRUCHE

1 J- Konzentrator für ein PCM-Telefonnetz, über den Teilnehmerleitungen an eine Vermittlungsstelle angeschlossen werden und der hintereinander Leitungseinrichtungen, mindestens ein räumliches Konzentrationsnetz, Verbindungseinrichtungen und kombinierte Kodierer und Dekodierer für Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei unterschiedliche Typen (6, 7) von Verbindungseinrichtungen verwendet werden, von denen ein Typ (7),eine vereinfachte Ausführung, lediglich ein Gespräch übertragen kann, ohne die dafür notwendige Verbindung herstellen zu können, und von denen der andere Typ (6) die übliche universelle Funktion besitzt, und daß ein zeitliches Koppelfeld (5) auf die Kodierer folgt bzw. den Dekodierern (8) vorausgeht, wobei die Steuerung dieses Koppelfeldes den Wechsel von einer Verbindungseinrichtung zur anderen im Rahmen eines Gesprächs berücksichtigt, so daß derselbe Zeitkanal bei einem Umschalten von einer Verbindungseinrichtung eines Typs auf eine Verbindungseinrichtung eines anderen Typs belegt bleibt.

2 - Konzentrator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitliche Koppelfeld (5) Konzentrationsfunktion besitzt.

3 - Konzentrator gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitliche Koppelfeld (5) mindestens zwei Konzentrationsmoduln (1, 2) versorgt.

^0 9822/0708 ORIGINAL INSPECTED ./.

2 6 b 1 9

4 - Konzentrator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinfachten Verbindungseinrichtungen (7) Mittel (12, 13) aufweisen, mit denen die Teilnehmergeräte nur mit dem Strom einer Polarität versorgt werden, während die universellen Verbindungseinrichtungen (6), mit denen ein Verbindungsweg aufgebaut werden kann, Mittel (12',13¹^9 ) aufweisen, mit denen die Teilnehmergeräte mit Strom wählbarer Polarität versorgt werden, und wexter Mittel aufweisen, mit denen Klingelstrom (23, 24) und Ferngebührensignale (2O, 21, 22) eingespeist werden.

χ . χ

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