DE2940617C2 - Schaltungsanordnung zum Einleiten eines Verbindungsaufbaus in einer Fernmeldeanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Einleiten eines Verbindungsaufbaus in einer Fernmeldeanlage, die eine Vermittlungsstelle und mit dieser über Anschlußleitungen verbundene Teilnehmereinrichtungen aufweist, welche mit einem Detektor für digitale Signale, durch den auf der Anschlußleitung ankommende Signale festgestellt und im Falle des Eintreffens eines Signals die Stromversorgung der Teilnehmereinrichtung eingeschaltet wird, sowie mit einer Impulsformer-

schaltung versehen sind, durch die auf der Anschlußleitung ankommende Signalimpulse in Impulse definierter Form umgewandelt werden.

Eine bekannte solche Schaltungsanordnung enthält eine Detektor- und Impulsformerschaltung, die im wesentlichen aus zwei Zeitgliedern in Form von monostabilen Kippschaltungen, einer bistabilen Kippschaltung und einem Verzögerungsglied besteht (DE-AS 25 43 696). Tritt auf einer ankommenden PCM-Leitung ein Digitalsignal auf, so wird es von dieser Schaltung erkannt und daraufhin die Stromversorgung der Teilnehmereinrichtung eingeschaltet Die Detektorschaltung unterscheidet dabei aber lediglich Signalimpulse, die eine vorgegebene Zeitdauer erreichen, von Signalimpulsen, die kürzer als diese Zeitdauer sind. Die Schaltungsanordnung weist somit nur eine mäßige Sicherheit gegen Störimpulse auf. Es besteht die Gefahr, daß die Stromversorgung öfters unnötigerweise eingeschaltet wird.
Bekannt ist ferner eine Mehrimpulsauslösung bei der die auslösende Übertragung eine Reihe von mehr als zehn Frequenzzeichen im Takt der Nummernwahl aussendet, um eine fehlerhafte Auslösung einer Verbindung zu vermeiden (E. Hettwig, M. Oberarzbacher: Fernsprechtechnik für Bahnen, Straßen und Wasserwe-

ge, R. Oldenbourg Verlag, 1967, Seite 137).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die gegen durch Störirnpulse verursachte Fehlfunktionen gesichert ist und einen einfachen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Detektor mit einer vorgegebene Belegungssignalfolgen nachweisenden Erkennungsschaltung versehen ist, die einen Impulsteiler und ein

nachtriggerbares Zeitschaltglied aufweist, denen die ankommende Belegungssignalfolge zugeführt wird; bei der ein Ausgang des Zeitschaltgliedes mit den Reset-Eingängen des Impulsteilers und eines D-Flipflops und der andere Ausgang des Zeitschaltgliedes mit

dem Dateneingang des D-Flipflops verbunden sind, und bei der ein vorgegebener Zählerausgang des Impulsteilers mit dem Takteingang des D-Flipflops verbunden ist, an dessen Ausgang des Einschaltsignal für die Stromversorgung ausgegeben wird.

ω Besonders sicher gegen Fehlfunktionen ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, bei der erfindungsgemäß der Detektor mit einer vorgegebene Belegungssignalfolgen nachweisenden Erkennungsschaltung versehen ist, die ein die ankommende

Belegungssignalfolge empfangendes Schieberegister, eine aus der ankommenden Signalfolge ein Schiebetakt erzeugende Taktschaltung und eine mit den parallelen Ausgängen des Schieberegisters verbundene Dekodier-

einrichtung aufweist, deren Ausgang mit einem die Stromversorgung anschaltenden Flipflop verbunden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 gekennzeichnet.

Die Vorteile der Erfindung liegen iinter anderem darin, daß der Detektor in der Teilnehmereinrichtung oder in der Vermittlungsstelle nur beim Erkennen vorgegebener Belegungssignalfolgen, z. B. in Form eines digitalen Codeworts, die Stromversorgung einschaltet. Außerdem sind die Signalisierung und die ^ Energieübertragung funktionell getrennt, so daß die Schaltungsanordnung auch nach Einführung anderer Medien als die herkömmlichen elektrischen Leiter für die Signal- und Energieübertragung verwendet werden kann. Bei Lichtleitern ist es zweckmäßig, die beiden ^ Funktionen zu trennen, da ihre Eigenschaften hinsichtlich der Signal- und der Energieübertragung sehr unterschiedlich sind.

Eine digitale Endeinrichtung ist im Ruhezustand nicht mit dem Haupttakt in der Vermittlungsstelle synchronisiert. Bei einem von dem Teilnehmer ausgehenden Belegungswunsch sendet somit die Teilnehmerendeinrichtung ein asynchrones Signal. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann dieses Belegungssignal in der Vermittlungsstelle festgestellt und damit die Synchronisierung der Teilnehmerendeinrichtung eingeleitet werden.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung versehene Fernsprechvermittlungsanlage, von der nur eine an eine Vermittlungsstelle angeschlossene Teilnehmerendeinrichtung in schematischer Weise dargestellt ist.

F i g. 2 eine Belegungs-Erkennungsschaltung und eine Stromauskopplungsschaltung der Anordnung nach F i g. 1 und

Fig.3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Erkennungsschaltung nach F i g. I.

Eine Teilnehmer(end)einrichtung TLE ist durch eine Teilnehmer-Anschlußleitung ASL an eine Vermittlungsstelle VS7"(Fig. I) angeschlossen. Die Teilnehmereinrichtung TLE enthält im wesentlichen einen digitalen Teilnehmer(sprech)apparat TLA, eine Strom-Auskopplungsausschaltung AKS, eine Strom-Versorgungseinrichtung STR sowie eine Belegungs-Erkennungsschaltung DET, die durch Versorgungsleitungen VL 1 und VL 2 sowie über Steuer- oder Signalleitunjen SL 1 bis SL 3 miteinander verbunden sind.

Auf der Anschlußleitung ASL wird von der Vermittlungsstelle VST ein Gleichstrom für die Energieversorgung der Teilnehmereinrichtung TLE übertragen. Dem Gleichstrom sind digitale Sprach- und Datensignale überlagert, die zwischen der Vermittlungsstelle VST und der Teilnehmereinrichtung TLE ausgetauscht werden.

Der übertragene Gleichstrom wird in der Auskoppelungsschaltung AKS aus der Anschlußleitung ASL ausgekoppelt und gelangt über die Versorgungsleitung VL 1 zu der Versorgungseinrichtung STR und, wenn diese eingeschaltet ist, über die Versorgungsleitung VL 2 zu dem Sprechapparat TLA und gegebenenfalls weiteren hier nicht dargestellten Schaltungen der Teilnehmereinrichtung TLE Die Sprach- und Datensignale gelangen über eine Sprech- und Datenleitung SDL weiter zum Teilnehmerapparat TLA.

Geht ein Belegungswunsch vom Teilnehmer aus, so wird durch Abheben des Handapparates oder gegebenfalls durch Einschalten einer Zusatzeinrichtung die Strom-Versorgungseinrichtung STR über die Steuerleitung SL 1 eingeschaltet. Geht dagegen der Belegungswunsch von der Vermittlungsstelle VST aus, so wird er in noch zu beschreibender Weise in der Erkennungsschaltung DET erkannt, worauf diese über die Steuerleitung SZ. 2 die Stromversorgungseinrichtung STR einschaltet. Einzelheiten der Auskopplungsschaltung AKS und der Erkennungsschaltung DfTwerden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert.

Das Abschalten der Versorgungseinrichtung STR bei beendigter und nicht mehr gewünschter Belegung erfolgt ebenfalls über die Steuerleitung Si. 1.

Über die Steuerleitung Si. 3 kann beim Ausschalten der Versorgungseinrichtung STR, d. h. beim Übergang in den Ruhezustand, die Erkennungsschaltung DET eingeschaltet und beim Einschalten der Versorgungseinrichtung STR, d. h. beim Übergang in den Betriebszustand, die Erkennungsschaltung DET ausgeschaltet werden. Dieses Umschalten ist nicht unbedingt erforderlich, erhöht aber die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Die Bestandteile der Vermittlungsstelle VSTsind nur soweit dargestellt, wie sie zum Verständnis der Erfindung erforderlich erscheinen. Die Teilnehmereinrichtung TLfist über die Anschlußleitung ASL mit einer ihr in der Vermittlungsstelle VST zugeordneten Teilnehmeranschlußschaltung TAS verbunden. Die Steuerung, das Koppelfeld und die sonstigen zum Durchschalten der Verbindungen erforderlichen Einrichtungen der Vermittlungsstelle sind durch einen Block SKE dargestellt. Von der nicht dargestellten Amtsbatterie wird über eine Versorgungsleitung VL 3 eine Stromquelle STQ in der Vermittlungsstelle gespeist. Von dort gelangt der Versorgungs-Glcichstrom über eine Versorgungsleitung VL 4 /u einer Strom-Einkopplungsschaltung EKS und wird dort in die Anschlußleitung ASL eingekoppelt. Zwischen der Einkopplungsschaltung EKS und der Tcilnchmeranschlußschaltung TAS werden die Sprach- und Datcnsignale ohne den Versorgungs-Gleichstromanteil auf der Sprech- und Datenleitung SDL übertragen.

Ein von der Teilnehmereinrichtung TLE über die Anschlußleitung ASL abgegebener Belegungswunsch kommt in der Vermittlungsstelle in Form eines mit deren Haupttakt asynchronen Signals an und wird durch eine in der Vermittlungsstelle vorhandene Belegungs-Erkennungsschaltung DET', die mit der Sprechleitung SDL verbunden ist, erkannt. Die Erkennungsschaltung DET' gibt über eine Steuerleitung SL 5 ein Signal ab, durch das die Teilnehmer-Anschlußschaltung TAS eingeschaltet wird. Von der Anschlußschaltung TAS werden danach Synchronisiersignale an die Teilnehmereinrichtung TLE gesendet, wodurch diese mit dem Haupttakt der Vermittlungsstelle VST synchronisiert wird. Danach kann die gewünschte Verbindung aufgebaut und der Sprechweg oder die Datenübermittlungsstrecke durchgeschaltet werden.

Über eine Steuerleitung SZ. 6 kann die Erkennungsschaltung DET durch die Anschlußschaltung TAS im Ruhezustand, d. h. beim Ausschalten der Stromversorgung, eingeschaltet und im Betriebszustand, d. h. beim Einschalten der Stromversorgung, ausgeschaltet werden. Dieses Ein- und Ausschalten der Belegungs-Erkennungsschaltung ist nicht unbedingt erforderlich, hat aber zur Folge, daß einerseits Leistung eingespart wird und daß andererseits die Erkennungsschaltung DET' der Vermittlungsstelle VST und die Erkennungsschaltung

DETm der Teilnehmereinrichtung 7"Lf gleich ausgebildet sein können.

Über eine Stcuerleitung Si-7 kann die Stromquelle STQ zwischen dem Ruhezustand und dem Betriebszustand umgeschaltet werden. Diese Umschaltung ist nicht unbedingt notwendig, sie bewirkt aber, daß die Betriebsspannung der Teilnehmereinrichtung TLE im Ruhezustand so niedrig wie im Betriebszustand gehalten werden kann. Damit kanti der in der Teilnehmereinrichtung TLE erforderliche Überspannungsschutz allein für die niedrigere Betriebsspannung ausgelegt werden und ist damit wirtschaftlicher herzustellen.

Aus Fig. 2 sind Einzelheiten der Belegungs-Erkennungsschaltung DET, einschließlich ihrer Speiseschaltung, sowie der Auskopplungsschaltung AKS für die Stromversorgung der Teilnehmereinrichiung ersichtlich. Der Eingang der Erkennungsschaltung ist mit der Sprech- und Datenleitung SDL verbunden. Über einen Kondensator Cl und einen Spannungsteiler Ri, R 2, der an der Speisespannung + Uixtiegl, gelangt ein über die Leitungen ASL und SDL ankommender Impuls in eine Impulsformerschaltung PS, die z. B. aus einem Schmitt-Trigger bestehen kann, und wird dort in den Signalpegel der in der Schaltungsanordnung verwendeten Schaltkreistechnologie (z. B. CMOS) umgesetzt.

Er triggert dann ein nachtriggerbares Zeitschaltglied oder Monoflop MFL das die Reset-Eingänge eines dekadischen Zählers DEC und eines D-Flip-Flops DFF freigibt. Die nachfolgend eintreffenden Impulse schalten den dekadischen Zähler DEC jeweils um eine Einheit weiter. Wird ein vorgegebener Zählerstand, der z. B. zwischen eins und zehn gewählt werden kann, erreicht, so triggert das Ausgangssignai des Zählers DEC das Flip-Flop DFF, das dadurch eine »1« von seinem Eingang auf den Ausgang durchschaltet. Das Ausgangssignal EIN gelangt über die Steuerleitung SL 2 (F i g. 1) zu der Versorgungseinrichtung STR und schaltet dabei die Stromversorgung der Teilnehmereinrichtung TLE ein. Gleichzeitig wird ein Weiterzählen des Zählers DfC durch eine »1« an dessen Eingang »Cl. Enable« unterbunden.

Das Monoflop MFL wird durch neu eintreffende Impulse jeweils nachgetriggert. Sind die Pausen zwischen den einzelnen Impulsen zu groß, so kehrt das Monoflop MFL vor Erreichen des vorgegebenen Zählerstandes in seine Ruhelage zurück und setzt den Zähler DfCüber seinen Reset-Eingang wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Somit wird die Stromversorgung nur dann eingeschaltet, wenn die Erkennungsschaltung Df rinnerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine vorgegebene Anzahl von Impulsen, die das vereinbarte digitale Belegungssigrsa! darstellen, empfängt.

Nach dem Ende einer Belegung setzt das Monoflop MFL nach Ablauf seiner Standzeit Γ den Zähler DEC und das Flip-Flop DFF zurück und schaltet damit die Stromversorgung wieder aus.

Die Vorteile dieser Erkennungsschaltung liegen darin, daß einzelne Störimpulse nicht registriert werden, daß die Schaltzeiten exakt definiert sind und daß die Schaltung leicht zu integrieren ist

Um die Teilnehmereinrichtung TLE als hochintegrierte leistungsarme Halbleiterschaltung, z. B. in CMOS-Technologie, ausführen zu können, ist eine Betriebsspannung zwischen 3 V und 15 V erforderlich. Für das Ausführungsbeispiel ist eine Betriebsspannung von 12V gewählt worden. Die untere Grenze der Betriebsspannung, bei der die Teilnehmereinrichtung noch funktionsfähig sein muß, sei mit Lkmm = 10 V vorgegeben. Die Nennspannung der Amtsbatterie in der Vermittlungsstelle VSTbeträgt ungefähr 60 V. Sie kann kurzfristig einen maximalen Wert von 72 V erreichen.

Da die über die Anschlußleitung ASL übertragene Betriebsspannung Un somit zwischen 8 V im Betriebszustand und 72 V im Ruhezustand schwanken kann, benötigt die Belegungs-Erkennungsschaltung DfT eine eigene Speise- oder Spannungsversorgungsschaltung. Diese besteht aus einer an der Betriebsspannung liegenden Reihenschaltung eines Feldeffekttransistors FET, eines Widerstandes Λ 3 und einer Zenerdiode Z (Fig. 2). An dem mit dem Gate-Anschluß des Feldeffekttransitors FfTverbundenen Verbindungspunkt Pt des Widerstands /?3 und der Zenerdiode Z wird die Speisespannung ίΛχ für die Erkennungsschaltung DET abgegriffen.

Die Auskopplung der Versorgungs-Gleichspannung Uo für die Teilnehmereinrichtung TLE erfolgt, wie bereits erwähnt, in der Auskopplungsschaltung AKS (Fig. 1 und Fig.2). Sie enthält einen die Sprech- und Datenleitung SDL gleichstrommäßig von der Anschlußleitung ASL trennenden Übertrager ÜT. Die Versorgungsleitung VL I ist mit den beiden Polen eines im Inneren der anschlußleitungsseitigen Spule des Übertragers Üriiegenden Kondensators C2 verbunden, d.h. die Auskopplung der Versorgungsspannung Uo erfolgt an der Innenseite des Übertragers ÜT.
Die Einkopplungsschaltung EKS, durch die in der Vermittlungsstelle VST die von der Stromquelle STQ gelieferte Versorgungsspannung in die Anschlußleitung ASL eingekoppelt wird, weist einen der Auskopplungsschaltung /4/^entsprechenden Aufbau aus.
Die vorstehend beschriebene Speiseschaltung für die Erkennungsschaltung Df Γ weist den Vorteil auf, daß der Speisestrom /«unabhängig von der Spannung U_n ist. Die Zenerdiode Z verhindert, daß die Spannung ansteigt, wenn nur ein kleiner Strom /« fließt. Eine vereinfachte, in der Zeichnung nicht dargestellte Speiseschaltung wird durch eine Reihenschaltung des Widerstandes R 3 und der Zenerdiode Z gebildet, an deren Verbindungspunkt PI die Spannung LOcabgegriffen wird. Der Wirkungsgrad dieser Schaltung ist aber bei hoher Spannung LO schlecht, da dabei der Strom durch den Widerstand R 3 stark ansteigt.

Eine andere Ausführung der Erkennungsschaltung DfT ist aus F i g. 3 ersichtlich. Über die Sprechleitung SDL an dem Eingang UEankommende Impulse werden ebenfalls in der Impulsformerschaltung PS auf den Signalpegel umgesetzt und danach in einem Schieberegister SR gespeichert Eine Decodiereinrichtung oder -Logik Di, deren Eingänge mit den parallelen Ausgängen des Schieberegisters SR verbunden sind, überprüft den Inhalt des Schieberegisters SR. Erkennt sie eine vorgegebene Bitkombination, die dem vereinbarten codierten Synchronisierwort entspricht so setzt sie ein Flip-Flop FF, dessen Ausgangssigna] EIN über die Steuerleitung SL2 (Fig. 1) die Stromversorgung go 5777 einschaltet Nach dem Ende der Belegung kann das Flip-Flop FFz. B. mit Hilfe eines »Auslösequittungs«-Signals AQzurückgesetzt werden.

Da diese Erkennungsschaltung auf ein vorgegebenes Bitmuster anspricht werden von ihr ebenfalls einzelne Störimpulse nicht registriert Außerdem können Teile der Schaltung. z.B. das Schieberegister und die Decodierlogik DL, während der Belegung abgeschaltet werden, wodurch der Leistungsverbrauch herabgesetzt

wird. Allerdings ist ein ziemlich langes Schieberegister SR erforderlich. Der zum Weiterschalten des Schieberegisters erforderliche Schiebetakt wird in einer Taktschaltung rSausdem Eingangssignal abgeleitet.

Abschätzungen der Energieaufnahme in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben, daß die Summe der Leistungsaufnahme der Belegungs-Erkennungsschaltung und der maximalen Verlustleitung der Spannungsversorgung der Belegungserkennungsschaltung DET gegen die gesamte Leistungsaufnahme der Teilnehmereinrichtung TLE vernachlässigbar klein ist, so daß dadurch die Möglichkeit der Fernspeisung durch die Amtsbatterie nicht beeinträchtigt wird. Im Ruhezu-

stand der Teilnehmereinrichtung TLE beträgt die Leistungsaufnahme nur etwa 2 mW.

Die Erkennungsschaltung DET, die Auskopplungsschaltung AKS und die Stromversorgung 577? der Teilnehmereinrichtung 77_£ sind in der Zeichnung getrennt von dem Teilnehmerapparat TLA dargestellt, es ist aber zweckmäßig, sie in diesen zu integrieren. Entsprechendes gilt für den vermittlungsseitigen Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, wo die Erkennungsschaltung DET, die Einkopplungsschaltung EKS und die Stromquelle STQ integrierte Bestandteile der Anschlußschaltung 7"/45sein können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Einleiten eines Verbindungsaufbaus in einer Fernmeldeanlage, die eine Vermittlungsstelle (VST) und mit dieser über Anschlußleitungen (ASL) verbundene Teilnehmereinrichtungen (TLE) aufweist, welche mit einem Detektor für digitale Signale, durch den auf der Anschlußleitung (ASL) ankommende Signale festgestellt und im Falle des Eintreffens eines Signals die Stromversorgung der Teilnehmereinrichtung (TLE) eingeschaltet wird, sowie mit einer Impulsformerschaltung (PS) versehen sind, durch die auf der Anschlußleitung ankommende Signalimpulse in Impulse definierter Form umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor mit einer vorgegebene Belegungssignalfolgen nachweisenden Erkennungsschaltung (DET) versehen ist, die einen Impulsteiler (DEC) und ein nachtriggerbares Zeitschaltglied (MFL) aufweist, denen die ankommende Belegungssignalfolge zugeführt wird; daß ein Ausgang des Zeitschaltgliedes (MFL) mit den Reset-Eingängen des Impulsteilers (DEC) und eines D-Flipflops DFF) und der andere Ausgang des Zeitschaltgliedes mit dem Dateneingang des D-Flipflops verbunden sind, und daß ein vorgegebener Zählerausgang des Inipulsteilers (DEC) mit dem Takteingang des D-Flipflops verbunden ist, an dessen Ausgang das Einschaltsignal (EIN) für die Stromversorgung ausgegeben wird.

2. Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor mit einer vorgegebene Belegungssignalfolgen nachweisenden Erkennungsschaltung (DET) versehen ist, die ein die ankommende Belegungssignalfolge empfangendes Schieberegister (SR), eine aus der ankommenden Signalfolge ein Schiebetakt erzeugende Taktschaltung (TS) und eine mit den parallelen Ausgängen des Schieberegisters (SR) verbundene Dekodiereinrichtung (DL) aufweist, deren Ausgang mit einem die Stromversorgung anschaltenden Flipflop (FF) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer aus einem Feldeffekttransistor (FET), einem Widerstand (R 3) und einer Zenerdiode ^bestehenden, zwischen den Adern der Anschlußleitung (ASL) liegenden Reihenschaltung versehen ist, und daß an dem mit der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors verbundenen Verbindungspunkt (Pi) des Widerstandes (R 3) und der Zenerdiode (Z) die Speisespannung für die Erkennungsschaltung (DET) abgegriffen wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermittlungsstelle (VST) mit einer Erkennungsschaltung (DET) versehen ist, durch die auf der Anschlußleitung (ASL) ankommende Signale geprüft und im Falle des Erkennens eines vorgegebenen Belegungssignals die der jeweiligen Teilnehmereinrichtung (TLE) zugeordnete Anschlußschaltung (TAS^eingeschaltet wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung (DET) über eine Steuerleitung (SL 7) einer Stromquelle (STQ) in der Vermittlungsstelle zugeführt und dadurch die Stromquelle zwischen dem Betriebs- und dem Ruhezustand umgeschaltet wird.