DE29825142U1 - Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von Schmalband- und Breitbanddiensten für Teilnehmer - Google Patents

Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von Schmalband- und Breitbanddiensten für Teilnehmer Download PDF

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Abstract

DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer zum Einsatz in einem Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von DSL-Signalen für eine Vielzahl von Teilnehmerendstellen (118), beinhaltend einen Baugruppenträger (90, Hub) mit:
mindestens einer DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) zur Bereitstellung von DSL-Signalen über Punkt-zu-Punkt Verbindungen (116) zu mindestens zwei Teilnehmerendstellen (118),
mindestens einer Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) zur Bereitstellung von gemultiplexten Teilnehmer-Signalen zu mindestens einem Remote-DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer (96, 98, Remote, RAM), und einer Netzabschluss-Karte (12a, NT), die mit der mindestens einen DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) und der mindestens einen Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) verbunden ist und zur Bereitstellung einer gemeinsamen Schnittstelle zu einem Breitbandnetz dient.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Bereitstellung von Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsdiensten für Privathaushalte und Kleinbetriebe auf digitalen Teilnehmerleitungen.
  • Die plötzliche Ausbreitung des Internet hat einen dringenden Bedarf an Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsdiensten für Privathaushalte und Kleinbetriebe geschaffen. Diese Dienste zeichnen sich durch „Burst"-Datenmuster und eine asymmetrische Datenübertragung aus: Es werden weit mehr Informationen an die Endstelle des Teilnehmers gesendet als von ihr empfangen werden. Eine Teilantwort auf diese Notwendigkeit wurde zumindest auf der physikalischen Signalebene in den neuen "xDSL"-Übertragungstechnologien gefunden, wie zum Beispiel ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line; asymmetrische digitale Teilnehmerleitung). In jüngster Zeit sind diese ausreichend weit technisch ausgereift, um eine dynamische Bitratenanpassung auf jeder Teilnehmerleitung zu ermöglichen, so dass ein großer Bereich von Schleifenlängen untergebracht werden kann. Doch all diese Variationsmöglichkeiten („Burst"-Daten, dynamische Bitraten, usw.) haben es nahezu unmöglich gemacht, die jedem Teilnehmer gelieferte Dienstgüte (QoS für "Quality of Service") vorherzusagen, zu steuern, zu verwalten oder zu garantieren, wie es für einen praktikablen kommerziellen Dienst erforderlich ist.
  • Mehrere Unternehmen arbeiten an ADSL-Produkten unter Einsatz der DMT-(Discrete Multi-Tone; Mehrtonverfahren) und/oder der CAP- (Carrier-less Amplitude Phase Modulation; trägerlose Amplituden/Phasen-Modulation) Technologie, jeweils mit ihren eigenen Gerätekonfigurationen und Zielanwendungen. Diese Produkte multiplexen einfach die ADSL-Datenströme; dazu gibt es wenig oder keine flexible Bandbreitensteuerung und keine Leistungsmerkmale für QoS-Management.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Managementprobleme zu lösen, indem die Datenmanagement-Leistungsmerkmale von ATM (Asynchronous Transfer Mode; asynchroner Übertragungsmodus) mit der Übertragungsflexibilität der physikalischen Schicht von xDSL kombiniert werden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Architektur für ein Telekommunikationssystem bereitzustellen, in der ein herkömmlicher Telefondienst und ein digitaler Breitbanddienst gleichzeitig für die einzelnen Teilnehmer auf konventionellen Übertragungsleitungen bereitgestellt werden, die bereits für die Telefonie eingesetzt werden.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche Architektur auf eine Weise bereitzustellen, dass die Hardware der digitalen Teilnehmerleitung gewartet werden kann, ohne mit dem für den Betrieb unverzichtbaren Telefoniedienst für die Teilnehmer in Konflikt zu geraten.
  • Und noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Hardware-Komponenten für die Praxis zu liefern, die in der Lage sind, die obigen Zielsetzungen für ein solches System auszuführen.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem zur Bereitstellung sowohl von Schmalband- als auch Breitbanddiensten für eine Vielzahl von Teilnehmer-Endstellen mindestens einen Baugruppenträger für den Anschluss an das öffentliche Fernsprechnetz (PSTN für "Public Switched Telephone Network") und für den Anschluss an ein Netz mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM), um das PSTN- und das ATM-Netz an die Vielzahl von Teilnehmer-Endstellen über eine entsprechende Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen anzuschließen, sowie eine Vielzahl von Teilnehmer-Modems für den Anschluss an die entsprechende Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen, wobei jede der verdrillten Kupferdoppelleitungen dazu dient, eine digitale Teilnehmerleitung bereitzustellen, die sowohl den herkömmlichen Telefondienst (POTS für "Plain Old Telephone Service") als auch digitale Kanäle in einem ATM-Format aufnimmt. Die digitale Teilnehmerleitung kann eine asymmetrische digitale Teilnehmerleitung (ADSL) sein. Darüber hinaus kann sie mit einer Mehrtontechnik (DMT) arbeiten, wie sie durch die Spezifikation ANSI T1.413-1995 des American National Standards Institute (ANSI) bekannt ist. Oder sie kann mit trägerloser Amplituden/Phasen-Modulation (CAP) arbeiten.
  • ATM und xDSL sind bisher nicht auf diese Weise kombiniert worden, um ein vollständiges, praktikables Kommunikationssystem mit universellem Zugang für den Ortsanschlussbereich zu schaffen. Tatsächlich ist ADSL selbst erst in jüngster Zeit realisierbar geworden, da nicht klar war, wie die Bandbreite oberhalb des Telefonie- Spektrums (bis 3,4 kHz) über lange Strecken auf vorhandenen Kupferdoppelleitungen genutzt werden sollte. Neue LSI- ("Large-Scale Integration"; hoher Integrationsgrad) und DSP- ("Digital Signal Processing"; digitale Signalverarbeitung) Technologien haben ADSL nun mit Übertragungsraten von mehreren Megabit pro Sekunde in der Praxis realisierbar gemacht, und die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-Datendiensten (insbesondere Internetzugang) hat dies notwendig gemacht. Örtliche Telefongesellschaften stehen ebenfalls unter einem enormen Druck, bestehende Telefonvermittlungssysteme vom überwältigenden Internet-/Modem-Verkehr zu befreien, für dessen Bewältigung sie niemals ausgelegt wurden. Durch den Einsatz des in dieser Offenlegung beschriebenen Systems können Betreibergesellschaften gleichzeitig die Telefonvermittlungsanlagen von Überlastung befreien, Hochgeschwindigkeitsdienste für Kunden als neue Einkommensquelle anbieten und die Dienstarten (d.h., die QoS-Klassen) erweitern, die den Kunden entsprechend ihren individuellen Erfordernissen angeboten werden.
  • Die volle Bandbreitenflexibilität von ATM liefert den Rahmen für die Unterstützung eines breiten Spektrums an Diensten, die von unterschiedlichen Anwendungen benötigt werden, und erzielt eine hohe Ressourcennutzung. Besonders vorteilhaft in der vorliegenden Erfindung ist, dass ATM die Möglichkeit bietet, Ressourcen im Netz zu reservieren, um die Dienstgüteanforderungen der von den Teilnehmern gewünschten Anwendungen zu erfüllen. Dies trifft in besonderem Maße auf die vorliegende Erfindung zu, und zwar aufgrund der Wesensmerkmale von beispielsweise asymmetrischen digitalen Teilnehmerleitungen, bei denen eine sehr große Bandbreite nur für die Abwärts-Kommunikation zugewiesen ist, während eine relativ kleine Bandbreite für die Aufwärts-Kommunikationen von den Teilnehmern reserviert ist. In diesem Fall kann es bei einer Architektur, bei der eine große Zahl von Teilnehmern mit einem Aufwärts-Netzelement verbunden ist, abhängig von der Anzahl der potenziell mit dem Netzelement verbundenen Teilnehmer zu einem schwerwiegenden Bandbreitenkonfliktproblem in der Aufwärts-Richtung kommen. Dies kann in einem gewissen Umfang gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeglichen werden, indem den Teilnehmern voneinander abweichende Dienstgüten angeboten werden, welche von den Telefongesellschaften unter Anwendung unterschiedlicher Tarifstrukturen implementiert werden können.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem Teilnehmereinrichtungen und eine Provider-Einrichtung, wobei die Teilnehmereinrichtungen jeweils ein Tiefpassfilter für den Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers enthalten, das auf ein Telefonsignal reagiert, welches eine Basisbandposition in einem Frequenzmultiplexsignal belegt, welches auch ein Breitbandsignal beihaltet, das eine Position oberhalb des Basisbands belegt, um nur das Telefonsignal für Sprachverbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und einem öffentlichen Fernsprechnetz bereitzustellen; sowie jeweils ein Modem für eine digitale Teilnehmerleitung (DSL-Modem) zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers, welches auf das Frequenzmultiplexsignal anspricht, um den Breitbanddienst für digitale Verbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und einem Paketnetz bereitzustellen, und worin die Provider-Einrichtung einen Baugruppenträger enthält, der auf das Telefonsignal und auf das Breitbandsignal anspricht, um das Frequenzmultiplexsignal bereitzustellen.
  • Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es Telefonteilnehmern, effiziente digitale Hochgeschwindigkeitsdienste in ihren Privathäusern oder Geschäftsbetrieben über vorhandene Telefondoppelleitungen aus Kupfer zu erhalten, während konventionelle analoge Telefoniedienste als "Rettungsleine" („lifeline") gleichzeitig mit hoher Integrität auf denselben Doppelleitungen bereitgestellt werden.
  • Der Schlüssel zu diesen und anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist eine einzigartige Systemarchitektur und eine neuartige Kombination von xDSL- und Pakettechnologie, die zusammenarbeiten, um Dienste wie Internetzugang mit Geschwindigkeiten zu liefern, die 100 Mal schneller sind als konventionelle Analogmodems.
  • Dadurch, dass das Tiefpassfilter getrennt vom DSL-Modem bereitgestellt wird, kann das Modem separat gewartet werden und ohne mit den „Rettungsleine"-Telefoniediensten in Konflikt zu geraten, wodurch die oben erwähnte hohe Integrität gewährleistet wird. Eine ähnliche Trennung der Telefoniedienste von den Breitbanddiensten kann auch im Baugruppenträger erreicht werden, indem ein separates Tiefpassfilter bereitgestellt wird, welches nicht Teil des Leitungsabschlusses des Breitbanddienstes in dem Baugruppenträger ist.
  • Die weiter unten beschriebene bevorzugte Ausführungsform überlagert ADSL-codierte, ATM-formatierte Daten mit adaptiver Übertragungsrate auf vorhandenen Kupferdoppelleitungen; man sollte sich jedoch bewusst machen, dass die unten beschriebene Systemarchitektur jede Art von Paketnetz und/oder jede aus einer Vielzahl von Übertragungslinien für digitale Teilnehmerleitungen (DSL) umfassen kann, einschließlich ADSL, VDSL, HDSL, SDSL und ISDN-BRA. Die Anfangsimplementierung dieser Erfindung arbeitet mit einer DMT-Codierungsmethode für ADSL, die in der ANSI-Norm T1.413-1995 unter dem Titel "Network and Customer Installation Interfaces -- Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface" spezifiziert wurde; es sollte jedoch beachtet werden, dass auch andere Kodierungsmethoden verwendet werden können.
  • Zusätzlich dazu werden vielfältige ATM-Diensteklassen und ihre jeweiligen Dienstgüte- (QoS-) Parameter unterstützt, wodurch Teilnehmer die Möglichkeit haben, Verträge für CBR- ("Constant Bit Rate", konstante Bitrate), VBRrt- ("Variable Bit Rate -- real time"; variable Bitrate, Echtzeit), VBRnrt- ("Variable Bit Rate -- non real time"; variable Bitrate, nicht Echtzeit) und UBR- ("Unspecified Bit Rate"; nicht spezifizierte Bitrate) Dienste abzuschließen, ebenso wie auch für einen neuen Dienst mit Namen UBR+, der die Möglichkeit bietet, eine minimale Bandbreite für den UBR-Verkehr zu reservieren.
  • Die im vorliegenden Patent offengelegte Architektur wendet eine ATM-Mux-Funktion und eine einzigartige "IQ"-Bus-Erfindung an, die ausführlich in einer verbundenen vorläufigen US-Patentanmeldung unter dem Titel "Method for Prioritized Data Transmission and Data Transmission Arrangement" oftengelegt wird, welche eine laufende Nr. in den USA trägt (Register des Bevollmächtigten Nr. 902-583) und am selben Datum wie diese Anmeldung eingereicht wurde; diese Architektur dient dazu, Verkehr innerhalb erforderlicher Parameter basierend auf einer Prioritätssteuerung zuzuweisen, die mit gewichteten Dienstangeboten und einem Zellenalterungsmechanismus arbeitet. Das Konzept des "IQ"-Bus selbst ist eine Verbesserung gegenüber einem "I"-Bus-Zugangsmechanismus, wie er in der vorläufigen US-Patentanmeldung, laufende Nummer (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–581) unter dem Titel "Priority-Based Access Control Method and Arrangement" offengelegt wird, die am selben Datum zusammen mit dieser Anmeldung eingereicht wurde und die auf der europäischen Patentanmeldung 97400303 basiert, welche am 11. Februar 1997 eingereicht wurde und ebenfalls in ausgewählten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genutzt werden kann.
  • Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem mindestens einen Baugruppenträger zum Anschluss einer Vielzahl von Teilnehmerendgeräten zur Aufstellung an einer entsprechenden Vielzahl von Teilnehmerendstellen über verdrillte Kupferdoppelleitungen, wobei der mindestens eine Baugruppenträger zur Unterbringung einer Vielzahl von Karten dient, einschließlich einer Netzabschlusskarte zum Anschluss an ein Breitbandnetz, einer Vielzahl von Leitungsabschlusskarten zum Anschluss an die Netzabschlusskarte mittels eines Rückwandbusses des Baugruppenträgers, und eine Vielzahl von Tiefpassfilterkarten, jede zum Anschluss an ein öffentliches Telefonnetz, wobei jede Tiefpassfilterkarte zum Anschluss an eine entsprechende Leitungsabschlusskarte dient, um eine Vielzahl von Telefonsignalen und eine entsprechende Vielzahl von DSL-Signalen an einem Aufwärts-Ende einer verdrillten Kupferdoppelleitung zusammenzuführen, und wobei jedes Teilnehmerendgerät ein Tiefpassfilter zum Anschluss an ein Abwärts-Ende einer entsprechenden verdrillten Kupferdoppelleitung umfasst, um das Telefonsignal an ein Telefon zu liefern, und ein DSL-Modem ebenfalls zum Anschluss an das Abwärts-Ende der verdrillten Kupferdoppelleitung zum Anschluss an ein Datenendgerät.
  • Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem mindestens einen Baugruppenträger zur Aufnahme einer Netzabschlusskarte zum Anschluss an ein Breitbandnetz, eine Vielzahl von Leitungsabschlusskarten zum Anschluss an die genannte Netzabschlusskarte mittels eines Rückwandbusses des Baugruppenträgers sowie eine Vielzahl von Tiefpassfilterkarten am Aufwärts-Ende, jeweils zum Anschluss an ein öffentliches Fernsprechnetz, wobei jede Tiefpassfilterkarte zum Anschluss an eine entsprechende Leitungsanschlusskarte dient, um eine Vielzahl von Telefonsignalen und eine entsprechende Vielzahl von DSL-Signalen an einem Aufwärts-Ende einer entsprechenden Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen zusammenzuführen, sowie eine Vielzahl von Teilnehmerendgeräten zur Aufstellung in einer entsprechenden Vielzahl von Teilnehmerendstellen, wobei jedes Teilnehmerendgerät zum Anschluss an ein Abwärts-Ende einer entsprechenden verdrillten Kupferdoppelleitung dient, um die Verbindung mit einem entsprechenden Tiefpassfilter am Aufwärts-Ende und einer Leitungsabschlusskarte über diese verdrillte Kupferdoppelleitung herzustellen; hierbei enthält jedes Teilnehmerendgerät ein Tiefpassfilter am Abwärts-Ende zum Anschluss der entsprechenden verdrillten Kupferdoppelleitung an diesem Abwärts-Ende und zum Anschluss an ein Telefon in einer entsprechenden Teilnehmerendstelle, sowie ein DSL-Modem, ebenfalls zum Anschluss der entsprechenden verdrillten Kupferdoppelleitung an diesem Abwärts- Ende zum Anschluss an ein Datenendgerät in der entsprechenden Teilnehmerendstelle.
  • Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem Teilnehmereinrichtungen, die jeweils ein Tiefpassfilter am Abwärts-Ende zum Einsatz in der Teilnehmerendstelle enthalten, welches auf ein Telefonsignal anspricht, das eine Basisband-Position in einem Frequenzmultiplexsignal belegt, das auch ein Breitbandsignal beinhaltet, das eine Position oberhalb des Basisbandes belegt, um nur dieses Telefonsignal in Sprachverbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und einem öffentlichen Fernsprechnetz zu liefern, sowie ein DSL-Modem zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers, das auf das genannte Frequenzmultiplexsignal anspricht, um das genannte Breitbandsignal in digitalen Verbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und einem Paketnetz zu liefern, sowie eine Provider-Einrichtung, die einen Baugruppenträger umfasst, welcher auf das Telefonsignal und das Breitbandsignal anspricht, um dieses Frequenzmultiplexsignal bereitzustellen.
  • Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine Providereinrichtung zum Einsatz in einem Telekommunikationssystem, aufweisend einen Baugruppenträger zum Anschluss sowohl an ein Telefonnetz als auch an ein Breitbandnetz und aufweisend eine Vielzahl von Teilnehmerleitungen zum Anschluss an Teilnehmereinrichtungen in einer Vielzahl von Teilnehmerendstellen, wobei jede Teilnehmereinrichtung ein Tiefpassfilter zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers umfasst, welches auf ein Telefonsignal anspricht, das eine Basisbandposition in einem Frequenzmultiplexsignal belegt, das auch ein Breitbandsignal aufweist, das eine Position oberhalb des Basisbandes belegt, um nur dieses Telefonsignal zwischen dem Tiefpassfilter und einem Telefon des Teilnehmers für Sprachverbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und dem Telefonnetz zu liefern, sowie ein DSL-Modem zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers für die Verbindung zu diesem Frequenzmultiplexsignal, um nur dieses Breitbandsignal zwischen dem DSL-Modem und einem Datenendgerät des Teilnehmers für digitale Verbindungen zwischen der Endstelle des Teilnehmers und dem Breitbandnetz zu liefern.
  • Nach einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung: Ein Baugruppenträger zum Einsatz unter einer Vielzahl von Baugruppenträgern in einem Rack zum Einsatz in einem Telekommunikationssystem zur Bereitstellung sowohl von Schmalband- als auch von Breitbanddiensten für eine Vielzahl von Teilnehmergeländen, umfassend ein Gehäuse für den Anschluss an ein Schmalbandnetz und zum Anschluss an ein Breitbandnetz, um das Schmalbandnetz und das Breitbandnetz mit der Vielzahl von Teilnehmergeländen über eine entsprechende Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen zu verbinden, wobei dieses Gehäuse mehrere Abschnitte enthält, die einen oberen Abschnitt zur Aufnahme einer Vielzahl von Tiefpassfilterkarten in einem zentralen Bereich davon aufweisen, mit Anschlüssen daran zum Einstecken in eine Rückwand dieses Gehäuses, und wobei dieser obere Bereich des Gehäuses auch Endbereiche aufweist, die zum Anschließen des Schmalbandnetzes und der Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen reserviert sind, sowie einen unteren Abschnitt zur Aufnahme einer Vielzahl von Leitungsabschlusskarten in einem zentralen Bereich davon, jede mit Anschlüssen daran zum Einstecken in die Rückwand dieses Gehäuses, und wobei dieser untere Abschnitt mindestens einen Endbereich aufweist, der für mindestens eine Netzabschlusskarte für die Kabelverbindung zum Breitbandnetz reserviert ist.
  • Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung: Leitungsabschlusseinrichtung zum Einsatz in einem Baugruppenträger eines Telekommunikationssystems, wobei die Leitungsabschlusseinrichtung zum Anschluss einer Vielzahl von Teilnehmerleitungen dient, um die Verbindung zu einer entsprechenden Vielzahl von Teilnehmereinrichtungen in einer Vielzahl von Teilnehmerendstellen herzustellen, wobei die Leitungsabschlusseinrichtung umfasst: eine Vielzahl von Teilnehmerkanälen, jeweils enthaltend eine Gabelschaltung zum Anschluss an eine entsprechende verdrillte Doppelleitung von einem entsprechenden Teilnehmergelände, wobei jeder Kanal ein Hochpassfilter umfasst, um ein Telefonsignal, welches eine Basisbandposition in einem Frequenzmultiplexsignal belegt, von einem Breitbandsignal zu isolieren, das eine Position oberhalb des Basisbandes belegt; einen Modulator/Kodierer, der auf das Breitbandsignal anspricht, um ein kodiertes und moduliertes Breitbandsignal an die Gabelschaltung zu liefern, um dieses kodierte und modulierte Breitbandsignal auf dieser verdrillten Kupferdoppelleitung in dieser Position oberhalb des Basisbandes bereitzustellen; sowie einen Demodulator/Dekodierer, der auf ein Breitbandsignal von dieser Teilnehmerendstelle anspricht, um ein demoduliertes und dekodiertes Breitbandsignal an das Breitbandnetz zu liefern.
  • Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung: Eine auswechselbare Leiterplattenbaugruppe (PBA für "Printed Board Assembly") zum Einsatz in einem Baugruppenträger eines Telekommunikationssystems, wobei dieser Baugruppenträger zum Anschluss sowohl an ein Telefonnetz als auch an ein Breitbandnetz dient und eine Vielzahl von Teilnehmerleitungen zum Anschluss an Teilnehmereinrichtungen in einer Vielzahl von Teilnehmerendstellen besitzt, wobei diese auswechselbare PBA eine entsprechende Vielzahl von Tiefpassfiltern umfasst, von denen jeder einen ersten Port zum Anschluss einer Schnittstelle für das herkömmliche Telefonnetz besitzt, welche eine Vielzahl von verdrillten Kupferdoppelleitungen umfasst, sowie einen zweiten Port zum Anschluss einer entsprechenden zweiten Vielzahl verdrillter Kupferdoppelleitungen, um die Verbindung zu der entsprechenden Vielzahl von Teilnehmerendstellen und zu dem Breitbandnetz über einen Breitband-Multiplexbus dieses Baugruppenträgers herzustellen.
  • Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Telekommunikations-Rack zum Anschluss an einen Aufwärts-Network-Service-Provider zur Bereitstellung dieses Dienstes für Abwärts-Teilnehmereinrichtungen und auch für den Anschluss an dieses Rack eine Vielzahl von Baugruppenträgern, wobei mindestens ein Baugruppenträger zum Anschluss an diesen Aufwärts-Network-Service-Provider mittels Netzabschlusseinrichtungen dient und wobei jeder Baugruppenträger eine Verbindung zu unterschiedlichen Einrichtungen dieser Abwärts-Teilnehmereinrichtungen mittels Leitungsabschlusseinrichtungen herstellt; hierbei hat jeder aus der Vielzahl der Baugruppenträger eine selbe nichtredundante Funktion und mindestens ein Paar redundanter Leitungsabschlusseinrichtungen, wobei eine Leitungsabschlusseinrichtung dieses Paares in diesem mindestens einen Baugruppenträger in Verbindung mit dieser selben nichtredundanten Funktion von ihm eingesetzt wird und eine verbleibende Leitungsabschlusseinrichtung dieses Paares in einem anderen Baugruppenträger aus dieser Vielzahl von Baugruppenträgern in' Verbindung mit dieser selben nichtredundanten Funktion von ihm eingesetzt wird, sowie Vorrichtungen, um diesen mindestens einen Baugruppenträger und diesen anderen Baugruppenträger zu verbinden, um diese selbe nichtredundante Funktion redundant bereitzustellen.
  • Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung: Eine Netzabschlusseinrichtung zum Einsatz in einem Baugruppenträger eines Telekommunikations systems, wobei diese Netzabschlusseinrichtung dazu dient, die Verbindung zu einem ATM-Netz und zu einer Vielzahl von Leitungsabschlusseinrichtungen herzustellen, ebenfalls zum Einsatz in diesem Baugruppenträger zum Anschluss an eine Teilnehmereinrichtung, wobei diese Netzabschlusseinrichtung umfasst: Abschlusseinrichtungen des physikalischen Mediums, um eine Schnittstelle zu einem physikalischen Medium mittels einer seriellen Eingabe/Ausgabe-Verbindung zu diesem ATM-Netz herzustellen, um eine parallele Eingabe/Ausgabe bereitzustellen; Übertragungstransportmittel, das mit diesem parallelen Eingang/Ausgang verbunden ist, um ATM-Zellen von bzw. zu Frames eines Transportformats dieser seriellen Eingabe/Ausgabe wiederherzustellen/abzubilden; Verarbeitungsvorrichtungen der ATM-Schicht, die mit diesem Übertragungstransportmittel zur schichtbezogenen Verarbeitung von Abwärts-ATM-Zellen verbunden sind, die von dem Übertragungstransportmittel wiederhergestellt werden, sowie zur Lieferung von Aufwärts-ATM-Zellen an dieses Übertragungstransportmittel; und eine ATM-Bus-Schnittstelle, die auf Abwärts-ATM-Zellen von dieser Verarbeitungsvorrichtung der ATM-Schicht anspricht, um diese Abwärts-ATM-Zellen mit einem Schutzbyte an einen ATM-Bus in diesem Baugruppenträger zu liefern, und die auf Aufwärts-ATM-Zellen mit einem Schutzbyte anspricht, um diese Aufwärts-Zellen an diese Verarbeitungsvorrichtung der ATM-Schicht ohne dieses Schutzbyte zu liefern.
  • Konfigurationen der Architektur sind für Einrichtungen bestimmt, die in lokalen Vermittlungsstellen, an entfernten Standorten oder in Teilnehmerendstellen untergebracht sind, jeweils entsprechend den Erfordernissen für eine Vielzahl von Kabelanlagen-Technologien. Die Systembausteine (Leiterplatten, Anschlüsse, Abschirmungen usw.) sind verkörpert in einer neuen Baugruppenträgeranordnung organisiert, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird und die alle diese Funktionen in einen Baugruppenträger mit hoher Dichte packt, der einfach in herkömmlichen Vermittlungsstellen sowie in entfernten Schränken und Technikräumen installiert werden kann.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystem mit digitalem Zugang bereit, dass ein breites Spektrum an Konfigurationen und Anwendungen abdeckt und hierfür neue Paket- und xDSL-Technologien mit der Möglichkeit einsetzt, Teilnehmern eine Vielfalt an QoS-Klassen zu bieten, die beispielsweise in den verschiedenen Spezifikationen des ATM-Forums definiert sind. Da das System die vorhandene Kupferkabelanlage nutzt, die in allen Industrienationen durchgängig eingerichtet ist, ist es wirtschaftlich – und ermöglicht Gesellschaften, die lokale Vermittlungsanlagen betreiben (Local Exchange Carriers), mit alternativen Diensteanbietern wie beispielsweise CAN-Gesellschaften in Wettbewerb zu treten (die eine stark überlastete Kabelmodem-Technologie auf ihrer Koaxkabelanlage einsetzen). Das System wahrt auch die Zuverlässigkeit und Einfachheit eines analogen, als "Rettungsleine" dienenden herkömmlichen Telefonsystems, damit Teilnehmer und Telefongesellschaften nicht die Art und Weise verändern müssen, in der Sprachdienste bereitgestellt werden.
  • Diese und weitere Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Licht der folgenden ausführlichen Beschreibung ihrer besten Ausführungsform deutlicher zutage treten, wie dies in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist; darin:
  • Stellt 1 ein Basis-Layout eines x-DSL-Baugruppenträgers dar, der ein ADSL-Baugruppenträger in der dargestellten Ausführungsform sein kann, beispielsweise für den Einsatz in einem ATM-Teilnehmerzugangs-Multiplexersystem (ASAM-System) gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 1A den Baugruppenträger von 1 im Detail und zeigt insbesondere, wie der Zugang auf der Vorderseite realisiert ist.
  • Zeigt 1B eine Standardkonfiguration von xDSL-Baugruppenträgern im Rack einer Vermittlungsstelle ("CO" für "Central Office") gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 1C einen Baugruppenträger ohne Karten mit verschiedenen Steckverbindungen für den Anschluss an der Rückwand, einen Klemmenblock usw.
  • Zeigt 1D eine Seitenansicht eines Baugruppenträgers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 1E ein Rack gemäß der vorliegenden Erfindung zur Aufnahme einer ausgewählten Anzahl von Baugruppenträgern gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 2 ein Blockschaltbild der vorliegenden Verbindung, wobei paketierte Hochgeschwindigkeitsdaten, z.B. im ATM-Format, mit einem traditionellen Dienst eines herkömmlichen Telefonsystems z.B. in einem xDSL-Baugruppenträger kombiniert werden, der in der dargestellten Ausführungsform ein ADSL-Baugruppenträger sein kann, um die Mittel bereitzustellen, durch die als "Rettungsleine" dienende Dienste eines herkömmlichen Telefonsystems auf einer verdrillten Kupferdoppelleitung mit digitalen Hochgeschwindigkeitsdiensten überlagert werden, um die Kommunikation mit Diensten hoher Bandbreite zur Teilnehmerendstelle zu ermöglichen.
  • Zeigt 3 weitere Details des xDSL-Baugruppenträgers von 2, der in der dargestellten Weise ein ADSL-Baugruppenträger sein kann, um eine Vielzahl von Teilnehmerendstellen zu versorgen, in diesem Fall mit bis zu 48 Leitungen.
  • Stellt 3A ein Bus-Zugangsverfahren für priorisierte Daten dar, bei dem garantierte Bandbreite und Überbuchung in einer selben QoS-Klasse mit einer Fairness-Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung gemischt wird.
  • Zeigt 4 zusätzliche in einen xDSL-Baugruppenträger eingebaute Flexibilität, wobei der Baugruppenträger hier in zwei verschiedenen Ausführungsformen dargestellt ist, von denen die eine als "Hub" und die andere als "Remote" bezeichnet wird und die für den Einsatz in einem ASAM-System gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt sind.
  • Zeigt 4A LT-LPF BPA-Verdrahtung und LT-BPA-Transceiver zur Unterstützung der "Hub"-Anwendungen mit DS-3-Verbindungen zu "Remote"-Baugruppenträgern gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 4B eine Verdrahtung mit einer nicht redundanten DS-3-LT-Karte, die für die "Hub"-Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung installiert wurde.
  • Zeigt 4C redundante DS-3-Leitungsabschlüsse ("LTs" für "Line Terminations") auf demselben Baugruppenträger in einer "Hub"-Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 4D die Schaltsignalverdrahtung für redundante DS-3-LTs in demselben Baugruppenträger für eine "Hub"-Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 4E eine Lösung für eine DS-3-LT-Karten-Redundanz in separaten Baugruppenträgern für eine "Hub"-Anwendung, um eine IQ-Bus-Redundanz gemäß der Erfindung bereitzustellen, wobei pro Baugruppenträger nur ein einziger IQ-Bus bereitgestellt wird.
  • Zeigt 5, wie der Hub und die Remote-Einrichtungen von 4 in einer Ausführungsform eines ASAM-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnten.
  • Zeigt 6 vier xDSL-Baugruppenträger in einem Rack eines ASAM-Systems; die Baugruppenträger können ADSL-Baugruppenträger in der dargestellten Weise zum Einsatz mit redundanten IQ-Bus-Erweiterungskarten (EXT) in einer "A/B"- Bankumschaltungsanordnung sein, um den IQ-Bus auf zusätzliche Baugruppenträger zu erweitern, damit er z.B. mit drei solchen Racks bis zu 576 Teilnehmer bedienen kann.
  • Zeigt 7A ein Blockschaltbild einer Tiefpassfilterkarte zum Einsetzen in einen der Steckplätze 24 im oberen Abschnitt 22 des Baugruppenträgers 10 von
  • 1.
  • Zeigt 7B eine Seitenansicht eines solchen Tiefpassfilters einer solchen Tiefpassfilterkarte mit vier Tiefpassfilter-/Splitter-Schaltungen darauf zum Einsetzen in einen Steckplatz im oberen Bereich 22 des Baugruppenträgers 10 von 1.
  • Zeigt 7C eine Vorderansicht der Karte von 7B, betrachtet von der Vorderseite des Baugruppenträgers von 1.
  • Zeit 7D einen optionalen separaten Splitter-Baugruppenträger gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 8 einen separaten Splitter-Baugruppenträger wie den von 7D, der eingesetzt wird, um einen xDSL-Dienst zu einem vorhandenen DCL ("Digital Loop Carrier") gemäß der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen.
  • Zeigt 8A einen ADSL-Remote-Schrank, wie er in 8 dargestellt ist, mit größerer Detailgenauigkeit, wobei die gezeigte Konfiguration bis zu 96 Leitungen in einem Schrank des Typs 3002 unterstützt.
  • Zeigt 9 einen kompakten xDSL-Baugruppenträger, in diesem Fall einen ADSL-RAM- ("Remote Access Mux") Baugruppenträger gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 10 ein Blockschaltbild einer LT-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 10A eine Vorderansicht einer LT-Karte.
  • Zeigt 10B eine Seitenansicht einer LT-Karte.
  • Zeigt 11 eine vereinfachte Blockschaltbilddarstellung eines Kanals einer LT-Karte in einem Baugruppenträger, der über eine verdrillte Doppelleitung mit einem Teilnehmer-ADSL-Modem gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
  • Zeigt 12 ein Beispiel der Frequenzzuweisung der Telefonie- und der QAM-modulierten Teilkanäle (Töne), die einzeln als Funktion der Leitungsbeeinträchtigungen gemäß der vorliegenden Erfindung optimiert werden.
  • Zeigt 13A ein vereinfachtes Blockschaltbild eines ADSL-Modems zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 13B die Außenansicht einer verkörperte Ausführungsform eines ADSL-Modems, wie in 13A gezeigt.
  • Zeigt 13C eine LED-Anordnung für das Modem von 13B.
  • Ist 13D eine Tabelle, welche die Bedeutungen der verschiedenen LED-Anzeigen von 13C erläutert.
  • Zeigt 13E ein detaillierteres Blockschaltbild eines ADSL-Modems zum Einsatz in der Endstelle des Teilnehmers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ist 14A eine vereinfachte Blockschaltbilddarstellung einer NT-Karte (für "Network Termination"; Netzabschluss) gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ist 14B eine Tabelle, welche einige der Abwärts- und Aufwärts-Funktionen der NT-Karte von 14A erläutert.
  • Zeigt 14C eine Vorderansicht einer NT-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 14D eine Seitenansicht einer NT-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 14E ein detaillierteres Blockschaltbild einer NT-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 14F die Struktur eines Zellen-Headers für eine ATM-Zelle, welche die Hauptdateneinheit ist, die durch ein ATM-Netz transportiert wird.
  • Ist 14G eine Tabelle, welche die Leitweglenkung empfangener ATM-Zellen in Abhängigkeit von bestimmten Bits im Zellen-Header darstellt, deren Kombinationen gemäß den in der Tabelle genannten Verfahren geprüft werden können.
  • Zeigt 14N die Anordnung einer IQ-Bus-Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zeigt 15 ein Blockschaltbild einer Alarmüberwachungseinheit, wie sie in 1 dargestellt ist.
  • Zeigt 16 eine tatsächliche verkörperte Ausführungsform einer ACU-Karte zum Einsetzen in den am weitesten rechts angeordneten Steckplatz des Baugruppenträgers von 1.
  • 1 zeigt eine neue Baugruppenträgeranordnung 10 zum Einsatz in einem Teilnehmerzugangs-Multiplexersystem gemäß der Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform ist für den Einsatz in einem ATM-Teilnehmerzugangsmultiplexer-(ASAM) System bestimmt; dies ist jedoch so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf ATM-Ausführungsformen beschränkt ist. Der Baugruppenträger 10 ist mit mindestens einem oder einem redundanten Paar von Netzabschluss- (NT) Karten 12a, 12b, bis zu zwölf xDSL-, in diesem Fall ADSL- (Asynchronous Digital Subscriber Line), Leitungsabschluss- (LT) Karten 14, einer gleichen Zahl von Tiefpassfilter- (LPF) Karten 24, einem optischen Netzelementprozessor (NEP) 16a (oder einem optionalen redundanten Paar 16a, 16b) und einer Alarmerfassungseinheit (ACU) 18 bestückt. Eine LT-Karte wird weiter unten ausführlicher im Zusammenhang mit 10 beschrieben, während eine Netzabschlusskarte weiter unten ausführlicher im Zusammenhang mit 14A – 14E beschrieben wird. Eine Tiefpassfilterkarte wird weiter unten ausführlicher im Zusammenhang mit den 7A, 7B und 7C offengelegt. Eine Alarmerfassungseinheit (ACU) 18 wird in Form eines Blockschaltbildes in 15 dargestellt, und eine verkörperte Ausführungsform ist in 16 dargestellt.
  • Diese Karten können so, wie in 1 gezeigt, im unteren Abschnitt 20 des Baugruppenträgers 10 eingebaut werden, und sie können z.B. sechs Rack-Höheneinheiten einnehmen, wobei eine Rack-Höheneinheit gleich 1,75 Zoll (4,45 cm) ist. Ein oberer Bereich 22 des Baugruppenträgers kann z.B. drei Rack-Höheneinheiten entsprechen und bis zu z.B. zwölf Tiefpassfilter- (LPF) Karten 24 enthalten, wobei jede LPF-Karte für einen ihr zugeordneten ADSL-Leitungsabschluss (ADSL-LT) direkt unter ihr bestimmt ist. Ebenfalls im oberen Bereich 22 des Baugruppenträgers 10 können Anschlüsse 26 Schnittstellen für den herkömmlichen Telefondienst (POTS) sowie Anschlüsse 28 für Drop Tip/Ring-Leitungen, Anschlüsse 30 für die Stromversorgung und eine kleine Steckkarte 32 für den Schutz von DS-3-NT-Einrichtungen, wie weiter unten erklärt. Der herkömmliche Telefondienst (POTS) kann, muss aber nicht, in Form eines analogen Basisbands vorliegen. Er könnte andere Formen annehmen, beispielsweise ISDN. Es ist zu beachten, dass die Tiefpassfilter 24 in der Mitte des oberen Bereichs 22 des Baugruppenträgers zusammengefasst sind, wobei die Anschlüsse 26 für POTS und die Anschlüsse 28 für Drop Tip/Ring-Leitungen dafür vorgesehen sind, an den Enden 33 des oberen Bereichs 22 des Baugruppenträgers untergebracht zu werden. Da die Tiefpassfilter beim Einsetzen in die Steckplätze des Baugruppenträgers in die Rückwand eingesteckt werden und keinen Anschluss an Kabel haben, sind sie in der Mitte des oberen Bereichs 22 angeordnet. Die Anschlüsse 26, 28, 30 und 32 andererseits erfordern einen Verkabelungszugang und sind gemäß der vorliegenden Erfindung an den Enden 33 angeordnet, um solche Anschlüsse nahe am Rand des Baugruppenträgers 19 zu erleichtern, statt Kabel zu benötigen, die durch zentrale Bereiche des Baugruppenträgers verlaufen. In ähnlicher Weise sind die LT-Karten 14 in der Mitte des unteren Abschnitts 20 des Baugruppenträgers 10 angeordnet, da sie keine Verkabelung benötigen und mit den anderen Modulen über die Rückwand verbunden sind, mit der sie beim Einsetzen über einen Steckverbinder verbunden werden. Daher sind die NTs 12A, 12B, die NEPs 16A, 16B und die ACU 18 an den Enden 35 des unteren Abschnitts 20 angeordnet, um einen einfachen Kabelzugang zu gewährleisten. Es wird auch darauf hingewiesen, dass der Baugruppenträger vollständig für einen Zugang von vorn konzipiert ist. Der Baugruppenträger 10 kann so dimensioniert werden, dass er sowohl zu den US- als auch den europäischen Geräte-Racks passt, d.h., mit 498 mm Breite und 285 mm Tiefe.
  • Die ADSL-LTS und die LPFs sind für vier Leitungen pro Karte ausgelegt. Daher unterstützt ein Basis-Baugruppenträger achtundvierzig ADSL-Leitungen in einer in 1 dargestellten physischen Konfiguration.
  • 1A zeigt eine Vorderansicht eines tatsächlichen Baugruppenträgers mit redundanten NT-Karten, 12 LT-Karten, 12 entsprechenden LPF-Karten und einer ACU-Karte, die alle darin eingesetzt sind. 1B zeigt eine Vielzahl von Baugruppenträgern, die in ein Vermittlungsstellen-Rack eingebaut sind, wie es in 1E dargestellt ist, und zwar in einer Standardkonfiguration zur Unterstützung von 192 ADSL-Leitungen. Bis zu vier benachbarte Racks können sich dieselbe Speiseleitung teilen, indem sie statt der NTs installierte Erweiterungseinheiten nutzen, wie dies weiter unten im Zusammenhang mit 6 erklärt wird. In diesem Fall kann eine einzelne, optional geschützte NT-Karte bis zu 576 ADSL-Leitungen unterstützen. 1C zeigt den Baugruppenträger von 1A ganz ohne eingebaute Karten und zeigt die in der Rückwand eingebauten Anschlüsse, in welche dazu passende Anschlüsse auf den Karten eingesetzt werden können, indem die Karten in die dargestellten Steckplätze geschoben werden. Auf diese Weise wird ein Zugang nur von der Vorderseite erreicht. Eine Seitenansicht des Baugruppenträgers ist in 1D dargestellt.
  • Es ist zu beachten, dass die LTs ohne Änderung im oberen Bereich und die LPFs im unteren Bereich angeordnet werden können. In ähnlicher Weise können die verschiedenen Abschnitte für Stromversorgung und Anschlüsse auf andere Weise angeordnet werden als genau so, wie in 1 dargestellt. Daher kann der oben beschriebene ATM-Teilnehmerzugangsmultiplexer- (ASAM) Baugruppenträger, obwohl er einzigartig ist, zusätzliche ebenso wie weitere verkörperte und den Gehäuseeinbau betreffende Anordnungen aufweisen, um auf bestimmte Anwendungen abgestimmt zu werden. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Baugruppenträger mit Zugang nur von der Vorderseite, der sowohl mit US- als auch mit internationalen Racks kompatibel ist, erleichtert der oben beschriebene Baugruppenträger eine hohe Dichte, d.h., eine Konzeption mit geringem Volumen pro Leitung. Ebenfalls enthalten ist ein praktischer Hochgeschwindigkeits- (155 – 622 MBit/s) Rückwand-Datenbus. Er enthält einen einfachen, flexiblen Baugruppenträger-ID- (Identifizierungs-) Mechanismus. Die Gestaltung von Anschlüssen und die Verdrahtung sind für künftige BITS-Fähigkeit konzipiert. Er erfüllt sowohl die US-amerikanischen als auch die europäischen Anforderungen an elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Er umfasst eine Kartenanordnung für NT- und LT-Verkabelung für verdrillte Doppelleitungen (TWP), Koaxkabel oder Glasfaser.
  • Wie weiter oben vorgeschlagen, kann er als LT-Baugruppenträger mit voller Größe für maximale Dichte und minimale Kosten genutzt werden, wie in 1B für eine Vermittlungsstelle (CO) dargestellt, oder so, wie weiter unten im Zusammenhang mit 9 ausführlicher beschrieben wird, als Baugruppenträger in Minigröße ("RAM") für kleine entfernte Standorte.
  • Die POTS-Tiefpassfilter (LPF) 24 von 1 können passive Filter sein, die, wie dargestellt, in separaten Einheiten enthalten sind, um die Immunität des herkömmlichen Telefondienstes (POTS) gegenüber xDSL-Ausfällen, Wartung und "Churn" sicherzustellen sowie für geringeres digitales/analoges Nebensprechen. Mit anderen Worten kann eine LT-Karte oder jeder andere Aspekt des ADSL-Kanals gewartet werden, ohne den herkömmlichen Telefondienst (POTS) zu stören. Infolgedessen wird die Gesamtleistung erhöht.
  • Dargestellt ist ein Blockschaltbild eines LT/LPF-Paares aus der Gruppe 14, 24 von 1, wo es eine einzelne Kupferdoppelleitung 36 in 2 bedient. Auch wenn nur eine einzelne verdrillte Kupferdoppelleitung 36 dargestellt ist, sollte beachtet werden, dass die bevorzugte Ausführungsform vier verdrillte Kupferdoppelleitungen pro LT/LPF-Karte enthält. Mit anderen Worten werden die LT/LPF-Blöcke, die innerhalb des ADSL-Baugruppenträgerabschnitts 34 dargestellt sind, für jedes solche in 1 dargestellte LT/LPF-Paar viermal wiederholt (siehe LT-Karte von 10).
  • Wie in 2 zu sehen, wird ein als ATM-Zellen formatierter ADSL-Datenstrom über die Kupferdoppelleitung 36 transportiert, die zuvor nur für die Telefonie (POTS-Dienst) verwendet wurde, und zwar in einem Überlagerungsverfahren durch die Verwendung von Hochpassfiltern 38, 39 und Tiefpassfiltern 40, 42 sowohl am ADS-Baugruppenträger links von der gestrichelten Linie 44 und in der Endstelle des Teilnehmers auf der rechten Seite der Linie 44. Die Linie 44 bedeutet den Ort, an dem die Kupferverteilung zum Teilnehmer beginnt. Normalerweise wird der ADSL-Baugruppenträgerabschnitt 34 Teil eines Baugruppenträgers 10, wie in 1A dargestellt, sein, innerhalb eines Racks in einer Vermittlungsstelle, wie in 1B dargestellt, wobei in dieser Vermittlungsstelle auch ein Vermittlungsstellen-Switch (CO-Switch) 46 und ein Breitband-Switch, beispielsweise ein Paket-Switch, z.B. ein ATM-Switch 48, untergebracht ist. Der Breitband-Switch könnte auch anderswo aufgestellt sein, zum Beispiel weiter in Aufwärts-Richtung. Der CO-Switch 46 dient dazu, die Verbindung zu einem Vermittlungsnetz herzustellen, beispielsweise dem öffentlichen Fernsprechnetz (PSTN), um einen POTS-Dienst auf einer Leitung 50 zu der verdrillten Kupferdoppelleitung 36 und in der Endstelle des Teilnehmers über Kupferdrähte 52 am teilnehmerseitigen Ende bereitzustellen, wie in 2 auf der rechten Seite der gestrichelten Linie 54 dargestellt, welche die Teilnehmerendstellenbegrenzung bedeutet, um die Verbindung zu einem Telefon 56 für die normale Sprachkommunikation herzustellen. Der ADSL-Baugruppenträger 34 könnte jedoch ebenso einfach in einem entfernten Schrank in Verbindung mit einem DLC- (Digital Loop Carrier) Baugruppenträger aufgestellt sein, wie er weiter unten beschrieben wird, wobei sowohl der ATM-Verkehr als auch der herkömmliche Telefondienst (POTS) zu ihm übertragen werden, z.B. von einem SONET- (Synchronous Optical NETwork) Transportprodukt.
  • Der ATM-Switch dient dazu, die Verbindung zu einem ATM-Netz herzustellen, welches den Anschluss an verschiedene Dienste bereitstellt, einschließlich Internet Service Providern (ISPs) und anderen Diensteanbietern mit hoher Bandbreite. Der ATM-Switch 48 liefert ATM-formatierte Daten auf einer Leitung 58 an eine Netzabschluss- (NT) Karte 60, die ihrerseits mit einer Vielzahl von ADSL-Leitungsabschluss- (LT) Karten verbunden ist, beispielsweise der Karte 62, die das Hochpassfilter 38 enthält, um das ADSL-Signal auf einer Leitung 64 an einen Verbindungsleitungsknotenpunkt 66 zu liefern, wo es mit den normalen Telefonsignalen kombiniert werden kann, die vom Tiefpassfilter 40 geliefert werden. Der Knoten 66 bildet somit eine Vorrichtung zum Frequenzmultiplexen, das heißt, um den POTS-Dienst auf der Leitung 50 mit einer niedrigen Frequenz mit den Diensten hoher Bandbreite zusammenzuführen, die auf der Leitung 58 geliefert werden und vom LT 62 in ADSL auf einer höheren Frequenz umgewandelt werden, um das Filter 38 zu passieren, sowie auf der Leitung 64, um am Knoten 66 der verdrillten Kupferdoppelleitung 36 mit dem Telefoniedienst kombiniert zu werden. 12 (nicht maßstabsgetreu) zeigt ein Beispiel der Bandbreitenzuweisung für den POTS-Dienst im Basisband, z.B. 0 – 4 kHz, wobei die DMT-Technologie für das ADSL-Signal zwischen 40 kHz und 1,1 MHz verwendet wird. In diesem Fall ist das für die Abwärts-Nutzung zugewiesene Spektrum viel breiter, daher die Bezeichnung als "asymmetrische" digitale Teilnehmerleitung (ADSL).
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 ermöglicht am teilnehmerseitigen Ende 54 ein Knoten 68, dass das Signal auf der Leitung 36 auf einer Leitung 70 aufgesplittet wird, bevor ein Telefonsignal ein Tiefpassfilter 42 in einem Netzschnittstellengerät (NID für "Network Interface Device") (nicht dargestellt) durchläuft. Das NID kann ein Gehäuse (Box) zur Montage an der Wand eines Hauses sein, und sowohl der Knoten 68 als auch das LPF 42 können sich im Inneren des NID befinden. Die Leitung 70 ist mit einem ADSL-Modem 72 verbunden, welches eine Hochpassfilterung des Signals auf der Leitung 70 durchführt und das ADSL-Signal demoduliert und decodiert, um ein Signal hoher Bandbreite auf einer Leitung 74 an Einrichtungen in der Endstelle des Teilnehmers bereitzustellen, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, an einen Personal Computer (PC) 76. Das NID-Gehäuse kann zum Beispiel [ein Gehäuse sein] wie in der ebenfalls anhängigen und im Miteigentum stehenden Patentanmeldung, die am selben Datum wie die hier vorliegende eingereicht wurde, unter dem Titel "Apparatus for Mounting a Low Pass Filter in a Telephone Network Interface Box", und die in den USA eine laufende Nr. trägt (Register des Bevollmächtigten Nr. 907–158).
  • Es sollte erwähnt werden, dass die POTS-Signale im Basisband-Teil des Signalspektrums des Signals auf der Leitung 36 von 2 konventionelle Analogmodem- und sogar automatisierte Schleifentest- (MLT) Signale enthalten können, wobei keines von ihnen durch den ADSL-Dienst verrauscht wird oder den ADSL-Dienst beeinträchtigt.
  • Das in 2 gezeigte Blockschaltbild veranschaulicht sowohl die Daten- als auch die Telefonie-Pfade zum Teilnehmer. Die Architektur des Baugruppenträgers (Basis-Baugruppenträger) wird in 3 weiter veranschaulicht. Der Basis-Baugruppenträger 10 enthält einen "IQ-Bus", einschließlich Steuerleitungen 78, der ausführlicher in der ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung mit laufender Nummer (Register des Bevollmächtigten Nr. 902-583) unter dem Titel "Method for Prioritized Data Transmission and Data Transmission Arrangement" beschrieben, die am selben Datum mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde und die hierin durch Verweisung aufgenommen wird. Wie nach dem bisherigen Stand der Technik bekannt war, wird immer dann, wenn eine Anzahl einer beliebigen Art von Endgeräten auf ein gemeinsames Medium oder einen Bus zugreifen muß, ein Kriterium für die Gewährung des Zugangs benötigt, z.B. tritt auf ein Gewährungssignal hin jedes Endgerät in eine Zuweisungsentscheidungsphase ein, die auf den jeweiligen Prioritätswerten basiert, die dem Endgerät zugeordnet sind. Das Problem hiermit ist ein Problem der Fairness, uns zwar insofern, als das Endgerät, welches eine niedrige Priorität hat, möglicherweise niemals Zugang erhält. Kurz gesagt, und wie in 3A veranschaulicht, bewirkt die Erfindung des IQ-Bus, dass die Priorität nach jedem Gewährungszyklus angepasst werden kann, sodass dann, wenn ein Gerät keinen Zugang erhält, seine Priorität erhöht werden kann. Zusätzlich kann der Prioritätswert mit einem von dem Endgerät angeforderten Zugangsmodus verknüpft werden, z.B. Guaranteed Cell Rate GCR (CBR, VBR, ABR im Fall eines auf ATM basierenden Bus), Non-Guaranteed Cell Rate NGCR (VBR, ABR, EBR im Fall eines auf ATM basierenden Bus), indem jedem Zugangsmodus Wertebereiche zugeordnet werden, wobei die Erhöhung der Priorität dann durch die Grenzen der jeweiligen Bereiche eingeschränkt ist. Zum Beispiel sind fünf verschiedene Ebenen von QoS-Klassen auf der linken Seite von 3A dargestellt, wobei zu den drei unteren Klassen jeweils Unterklassen sowohl mit garantierter Zellenrate als auch mit nicht garantierter Zellenrate angegeben sind. Natürlicherweise haben die Klassen von konstanter Bitrate (CBR) und variabler Bitrate, Echtzeit (VBRrt) keine nicht garantierte Zellenrate (NGCR), da sie garantiert sein müssen. Die nicht garantierten Zellenraten sind zu einer Gruppe zusammengefasst am unteren Ende der Prioritätszuordnung rechts dargestellt, während QoS-Unterklassen mit garantierten Unterklassen oben (schraffiert) dargestellt sind. Trotzdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Überbuchung nicht garantierter Bandbreite zulässig, indem nicht nur eine Priorisierung in der dargestellten Weise bereitgestellt wird, sondern auch ein Alterungsmechanismus, wie er ganz rechts auf 3A gezeigt ist.
  • Wenn ein Endgerät, welches einen Teilnehmervertrag für eine nicht garantierte Dienstklasse besitzt, innerhalb einer festgelegten Zeitspanne keinen Zugang erhält, wird seine Priorität nach einem ausgewählten Algorithmus auf einen Wert innerhalb eines Bereichs erhöht, der einem Zugangsmodus mit höherer Zugangswahrscheinlichkeit entspricht. Ein einzelnes, nicht abschließendes Verfahren zur Definition von Prioritätswerten wird in 3A vorgeschlagen, wo 215-1 Prioritätswerte definiert und gleichmäßig (zum Beispiel) unter den QoS-Unterklassen zugewiesen werden. Als Beispiel wird bei einer QoS-Klasse mit "harter" UBR (Hardened UBR) die garantierte Zellenrate (GCR) normalerweise als die Anzahl der Zellen pro Sekunde definiert. Ein Zeitraum mit einer Zeit, die durch den Umkehrwert hiervon definiert ist, kann daher so definiert werden, wie in 3A gezeigt, wo angegeben wird, wie die Priorität der Zelle von der niedrigsten Unterklasse (Non-Guaranteed Hardened UBR) erhöht werden kann, nachdem ihr der Zugang zu dem Bus nach einer Wartezeit T = 1/GCR Sekunden nicht gewährt wurde. In dem dargestellten Beispiel wird die Priorität in einem einzigen Schritt auf die der Unterklasse "Guaranteed Hardened UBR" erhöht, womit statistisch eine Mindestzellenrate für die niedrigste Unterklasse implementiert wird. Diese Lehren bieten vorteilhafterweise eine flexible Methode, die den Zugang basierend auf einem Zugangsmodus-Typ und auf vereinbarten Zugangsparametern gestattet. Der IQ-Bus zeichnet sich somit durch einen einzigartigen Gewährungsmechanismus und einen Fairness-Algorithmus aus. Er stellt mehrere QoS-Klassen mit mehreren Zellenprioritäten pro Klasse bereit. Er weist einen auf der Zellenalterung basierenden Prioritätsmechanismus sowie einen QoS-Prioritätsmechanismus auf, um sicherzustellen, dass die Zellen die in der Bellcore Specification GR-1110 definierten Dienstklassenparameter einhalten. Er ist mit Fehlertoleranz- und Wiederherstellungsmechanismen ausgestattet, die eine schnelle Erkennung und Isolierung jedes Fehlers auf dem Multiplex-Bus ermöglichen. Er hat ebenfalls eine redundante Erweiterungsfähigkeit, wie weiter unten im Zusammenhang mit 6 beschrieben. Der IQ-Bus baut auf einem früheren "I*-Bus" (ohne QoS) auf, der in der ebenfalls anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung mit laufender Nummer (Register des Bevollmächtigten Nr. 902-581) unter dem Titel "Priority-Based Access Control Method and Arrangement" beschrieben wurde, welche am selben Datum wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde und die hierin ebenfalls durch Verweisung aufgenommen wird.
  • Wie auf beiden 1 und 3 gezeigt, können die NTs 12a, 12b entweder in einer redundanten oder in einer nicht redundanten Konfiguration bereitgestellt werden. In dieser Architektur wird die normale NE-Verarbeitung vom Netzabschluss (NT) ausgeführt, und der NT kann entweder mit einer Schnittstelle des Typs SONET User Network Interface (UNI), einer DS-3 UNI-Schnittstelle oder später einer DS1 Inversmultiplex-UNI-Schnittstelle ausgestattet sein. Wenn SONET NTs als redundante Paare vorgesehen sind, wird Automatic Protection Switching (APS) unter Verwendung eines normalen "1+1"-Umschaltmechanismus bereitgestellt, der im Bellcore-Dokument GR-253 ausführlich beschrieben wird. Auf SONET NTs ist die physikalische Schnittstelle (Faser) auf der Frontplatte des NT selbst untergebracht (siehe 14C und 14D), wobei keine Notwendigkeit einer zusätzlichen Schnittstellen-Schaltungsanordnung besteht. Wenn NTs jedoch als DS-3-Ports vorgesehen sind, wird ein Schutz der Einrichtungen (ohne Kabelschutz) unter Verwendung der in 1 dargestellten DS-3 E/A-Steckkarte 32 bereitgestellt, die über den NTs im Baugruppenträger eingebaut ist, was die Möglichkeit bietet, die DS-3-Einrichtung (Koaxkabel-Tx/Rx-Paar) aufzuteilen und darauf über jeden NT zuzugreifen (die Kommunikation zwischen den NTs entscheidet, welcher aktiv ist).
  • Aus dem vorstehenden wird man einschätzen können, dass das Herzstück der ADSL-Baugruppenträgerarchitektur der oben erwähnte IQ-Bus und die Steuerleitungen 78 sind. Der IQ-Bus wirkt tatsächlich als Multiplexer mit derselben effektiven Geschwindigkeit wie die physikalische Schnittstelle des Netzabschlusses (NT). Da ADSL-LTs mehrere Dienstklassen (gemäß der Definition im Bellcore-Dokument GR-1110 und den Normen des ATM-Forums) bereitstellen, ermöglicht ein Gewährungsmechanismus Aufwärts-Zellen mit höherer Priorität einen größeren Zugang zu diesem ATM-MUX-Bus, um die geforderten QoS-Parameter der jeweils bereitgestellten Dienste zu erfüllen. Wie erwähnt, können zwei Verfahren der Zellenpriorität gewählt werden, um die QoS-Anforderungen und eine relative Fairness zu garantieren -- ein Gewichtungs-Prioritätsmechanismus (basierend auf den Dienstgarantien) und ein Alterungsmechanismus (basierend auf der Zeit, welche eine Zelle auf eine Gewährung gewartet hat). Dieser Mechanismus ist einzigartig und der Gegenstand der oben erwähnten vorläufigen Patentanmeldung mit laufender Nr. (Register des Bevollmächtigten 902-583), die durch Verweisung hierin aufgenommen wurde.
  • Die ACU 18 in 3 wird in Form eines Blockschaltbildes in 15 dargestellt, und sie erfüllt folgende Funktionen: (1) sie erfasst externe, vom Kunden bezeichnete Alarmkontakte auf den Leitungen 80 und leitet diese Ereignisse an den NT 12a über Leitungen 78 weiter; (2) sie erfasst Fehleranzeigen im Rack und leitet diese Informationen an den NT 12a weiter; (3) sie empfängt verarbeitete Alarmdaten vom NT und zeigt die Alarmbedingung (kritisch, bedeutend, geringfügig) auf der Frontplatte der ACU an und liefert gleichfalls Kontaktschlüsse für visuelle und akustische Alarme (und Telemetrie-Alarme) an eine Rack-Sicherungstafel und an eine Alarmschnittstelle der Vermittlungsstelle (CO) über eine Leitung 82. Die ACU enthält auch: (4) eine Alarmabschalt- (ACO) Funktion, um akustische Anzeigen zum Verstummen zu bringen, bis ein neuer Alarm erkannt wird (und ebenso eine Remote-ACO-Funktion über die Leitung 82); (5) einen Bedienerschnittstellen-Anschluss 84 zur Steuerung von OAM- und P-Funktionen des ADSL-Netzelements (NE) (unter Verwendung einer Verbindung zu dem Prozessor im NT); (6) einen Ethernet-Anschluss für die OS-Verbindung über den Netzelementprozessor (NEP); und (7) eine Lampentestfunktion. Wenn ein System mehrere Racks umfasst, wird eine ACU-Karte pro Rack bereitgestellt. Wenn mehrere Systeme in einem gegebenen Rack untergebracht sind, wird eine ACU pro NT (oder redundantem NT-Paar) bereitgestellt. Mehrere Systeme sind in einem gegebenen Rack untergebracht, wenn eine sehr große Bandbreite z.B. von einem einzigen Baugruppenträger bedient werden soll. In einem solchen Fall kann ein einzelner Baugruppenträger die Übertragungskapazität bis zur vollen Bandbreite eines OC-3- oder DS-3-Kabels nutzen.
  • Wie in 3 und 10 dargestellt, kommuniziert jeder ADSL LT 14a, 14b,..., 141 mit bis zu vier entfernten Modems (ADSL NT oder ANT) in den entsprechenden Teilnehmerendstellen über DMT (Discrete Multi-Tone) pro T1.413 (siehe 12), wobei ATM-Zellen als Datentransportformat gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Teilnehmer kann ein Tiefpassfilter (LPF) 42 eingebaut haben, zum Beispiel an der Außenwand seines Hauses in einer NID- (Network Interface Device) Box, um den niederfrequenten Dienst (Telefonie) von den Diensten mit hoher Frequenz (ADSL) zu trennen. Wie erwähnt, ist ein Verfahren zum Einbau eines solchen LPF innerhalb eines NID nach vorhandener Bauart in der ebenfalls anhängigen Anmeldung unter der laufenden Nr. in den USA (Register des Bevollmächtigten 907–158) dargestellt, die am selben Datum wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde und die hiermit durch Verweisung aufgenommen wird. Nachdem die beiden Dienste aufgeteilt sind, verwenden sie verschiedene verdrillte Doppelleitungen in der Hausverkabelung, wobei die ADSL-Doppelleitung entweder in einem ANT oder direkt in einem PC über eine Netzschnittstellenkarte (NIC; für "Network Interface Card") endet. ANTs können beispielsweise in zwei Typen vorliegen: einer mit einer ATMF-Schnittstelle für 25,6 MBit/s, der andere mit einer Ethernet-Schnittstelle (in diesem Fall packt der ANT die Ethernet-Daten als ATM-Zellen unter Verwendung des AAL5- (ATM Adaptation Layer 5) Protokolls. Beide Optionen können auf demselben ANT bereitgestellt werden, wie in 13B gezeigt.
  • Der Basis-Baugruppenträger 10 enthält auch, wie in den 1 und 3 dargestellt, ein redundantes Paar 16a, 16b eines optischen Netzelementprozessors (NEP), der über den Mechanismus des IQ-Bus 78 kommuniziert und mit seinem redundanten Partner über separate Leitungen 86 kommuniziert, um festzustellen, welcher aktiv ist. Der NEP kann Signalisierungskanäle für SVC- (Switched Virtual Connection) Dienste oder PVC- (Permanent Virtual Connection) Dienste abschließen und kann den ACU-Ethernet-Port abschließen.
  • Derzeit sind die zwei NEP-Karten 16a, 16b von 1 und 3 nicht implementiert, obwohl zwei Steckplätze dafür reserviert sind. Es ist geplant, dass sie später verfügbar sind, um SVC- (Switched Virtual Circuit) Signalisierungskanäle abzuschließen und zu verarbeiten, und um einen Ethernet-Abschluss für den ACU-Ethernet-Port bereitzustellen. Es gibt noch weitere Funktionen, die derzeit für die NEP-Karten geplant sind.
  • Wie in 4 gezeigt, kann der Basis-Baugruppenträger 10 auch als "Hub"-Baugruppenträger 90 eingesetzt werden, wobei einer oder mehrere ADSL-LT-Steckplätze mit DS-3-LTs oder anderen Karten wie beispielsweise OC-3, DS-1-Inversmultiplex-LTs usw. belegt werden. Jeder DS-3-LT verbindet den Hub mit einem verknüpften "Remote"-ADSL-Baugruppenträger 96, 98, wie in 4 dargestellt. In solchen Fällen werden für den Hub die "LPF"-Module über den DS-3-LTs durch DS-3-LT-Schnittstellenmodule ersetzt (ein Typ für den nicht redundanten Betrieb und ein anderer Typ für den redundanten Betrieb mit DS-3-"Geräteschutz"). Ein dritter Typ eines DS-3-LT-Schnittstellenmoduls kann für den redundanten IQ-Bus-Betrieb bereitgestellt werden, wobei sich die DS-3-LTs aus Gründen der Zuverlässigkeit auf separaten Baugruppenträgern befinden (da es nur einen IQ-Bus pro Baugruppen träger gibt). Die vorliegende Architektur trifft in einzigartiger Weise Vorkehrungen für jede dieser Redundanzoptionen.
  • Wie in 4A gezeigt, wird die LT-LPF-Rückwandverdrahtung mit LT-Transceivern dargestellt. In diesem Fall können die LPF- und LT-Karten für eine Redundanz der LT-Karten konfiguriert werden, die in die LT-Steckplätze entweder im selben Baugruppenträger oder in separaten Baugruppenträgern eingesetzt werden sollen. Zum Beispiel wird in 4B ein LT mit nicht redundanter Option mit einer DS-3-Schnittstelle dargestellt, die in den LPF-Steckplatz 1 eingesetzt ist, wobei Eingabe- und Ausgabe-DS-3-Koaxkabel von einem CO-Switch mit einer DS-3-Schnittstellenkarte zum Einsetzen in den LPF-Steckplatz 1 verbunden sind, welcher über die Rückwand mit einer DS-3-LT-Karte zum Einsetzen in den LT-Steckplatz 1 verbunden ist, beispielsweise der DS-3-LT-Karte 92 von 4. Die Tiefpassfilter-Funktion wird am Remote-Baugruppenträger 96 von 4 ausgeführt, wo ein DLC verfügbar ist. Die in 4B dargestellte Konfiguration für den LT-Steckplatz 1 und den LPF-Steckplatz 1 könnte auch im Zusammenhang mit 4E verwendet werden, wie weiter unten erklärt wird.
  • 4C zeigt eine Anwendung mit redundanten DS-3-LT-Karten zum Einsetzen z.B. in den LT-Steckplatz 1 und LT-Steckplatz 2 eines gegebenen Baugruppenträgers. In diesem Fall wird eine andere Art einer DS-3 E/A-Karte verwendet, und zwar mit doppelter Breite, wie dargestellt, mit einem Transformator mit Mittelabgriff auf der Karte, der sowohl mit der Übertragungs- (TXA/TXB) als auch mit der Empfangs- (RXA/RXB) Rückwandverdrahtung verbunden ist, die sowohl dem LPF-Steckplatz 1 als auch dem LPF-Steckplatz 2 zugeordnet ist. Der NT steuert, welcher LT-Steckplatz aktiv ist.
  • 4D ist ähnlich wie 4A, sie zeigt jedoch zusätzlich Zuweisungsentscheidungs-Schnittstellen zwischen redundanten DS-3-LTs.
  • Wie oben vorgeschlagen, wird, da es nur einen nicht redundanten IQ-Bus pro Baugruppenträger gibt, der von 4C implizierte Geräteschutz mit redundanten DS-3-LT-Karten A und B in den Steckplätzen 1 und 2 unwirksam sein, wenn der IQ-Bus selbst einen Ausfall aufweist. Wenn gewünscht wird, diese Art von Ausfall zu vermeiden, kann eine andere Art von Redundanz in den DS-3-Karten bereitgestellt werden, wie in 4E gezeigt. In diesem Fall wird die Hälfte der Übertragungs- und Empfangssignale in dem Baugruppenträger genutzt und die andere Hälfte kann zu einem anderen Baugruppenträger geleitet werden, statt zu Steckplatz 2 im selben Baugruppenträger. Die in 4E dargestellten oberen zwei Kabel würden so zu einem anderen Baugruppenträger geleitet und z.B. an den Transformatoren DS-3 OUT und DS-3 IN angeschlossen werden, die in 4B in einem anderen Baugruppenträger dargestellt sind. Die Kabel DS-3 OUT und DS-3 IN von 4E würden zum CO-Switch oder zu einem anderen Netzelement verlaufen.
  • Wie in 4 festgestellt werden wird, kann ein ADSL-Baugruppenträger 90 sowohl ADSL-LTs 14a als auch Summentyp-LTs wie die dargestellten DS-3-LTs 92, 94 haben. Dienstklassen in beiden Fällen werden für Teilnehmer durch separate Puffer pro Dienstklasse (CBR, VBR, UBR usw.) bereitgestellt, wobei jeder um den Aufwärts-Zugang zum IQ-Bus über die Steuerleitungen und den Gewährungsmechanismus kämpft, der zum Teil auf der jeder Aufwärts-Zelle zugewiesenen Priorität basiert. Im Fall von Summen-LTs, wie im Hub 90 von 4 dargestellt, haben die Dienstklassenpuffer eine Zellenpriorität gleich der Summe der gesamten Zellenprioritäten in jedem Puffer (oder sogar einen gewissen Prozentsatz davon), damit den entfernten Teilnehmern ein gerechter Anteil der Betriebsbandbreite des Hub zugewiesen wird. In Zeiten eines „Burst"-weisen Aufwärts-Verkehrs werden Verkehrsstauung und der DS-3-LT-Puffer-Überlauf verwaltet, indem die Bandbreite der DS-3-Verbindung begrenzt wird und indem gestattet wird, dass temporäre Puffer die Remote-ADSL-LTs auffüllen (solange die Verkehrsspitze anhält). Es wird darauf hingewiesen, dass POTS-Schnittstellen in 4 nicht gezeigt sind, dass sie normalerweise jedoch vorgesehen werden würden, z.B. von DLCs neben den oder integriert in die Remote-Einheiten 96, 98.
  • 5 zeigt den Hub 90 von 4, untergebracht in einer Vermittlungsstelle 100, die auch einen CO-Switch 102 und einen ATM-Switch 104 enthalten kann. Der CO-Switch ist mit einem öffentlichen Telefonwählnetz (PSTN) 106 und der ATM-Switch mit einem ATM-Netz 108 verbunden, welches seinerseits mit anderen Diensten 110 verbunden ist, zu denen verschiedene Internet Service Provider 112, ..., 114 gehören können. Wie in 4 dargestellt, kann der Hub-Baugruppenträger 90 sowohl mit ADSL-LT Karten wie der Karte 14a und verschiedenen anderen Karten bestückt sein, darunter die DS-3-LT-Karten 92, 94. Vier Kupferdoppelleitungen, die von der ADSL-LT-Karte 14a von 4 ausgehen, sind als eine Vielzahl von Kupferdoppelleitungen 116 sowohl auf 4 als auch 5 dargestellt. Diese Leitungen stellen eine ADSL-Verbindung direkt zwischen dem Hub und den verschiedenen dargestellten Teilnehmerendstellen bereit, einschließlich einer Teilnehmerendstelle 118, das im Detail dargestellt ist. Wenn der Baugruppenträger 90 ausschließlich mit ADSL-LTs 14 genutzt würde, wie in 1 gezeigt, wären alle Teilnehmerleitungen wie die Leitungen 116, ohne den Baugruppenträger 90 als Hub zu nutzen und ohne die Remote-Einheiten von 5. Mit anderen Worten: Es würde zwölf Gruppen von 4 POTS- plus ADSL-Leitungen 116 geben, die 48 verschiedene Teilnehmerendstelle versorgen. Die Implementierung von 5 sieht viel mehr Teilnehmerendstellen vor, die von einem einzigen Baugruppenträger versorgt werden, jedoch mit dem damit einhergehenden erhöhten Wettbewerb um Aufwärts-Bandbreite. Dies kann in Fällen toleriert werden, in denen die Mehrzahl der Teilnehmer einen Dienst geringerer Qualität nutzt.
  • Ein Tiefpassfilter 120 ist in eine (nicht dargestellte) Netzschnittstellengeräteanordnung eingebaut, um die Teilnehmerleitung in der Endstelle abzuschließen. Es filtert alles bis auf die niederfrequenten Telefonsignale aus der Kupferdoppelleitung heraus und liefert sie auf einer Leitung 122 an ein traditionelles Telefon 124 für Sprachverbindungen. Es filtert auch Wählimpulse hoher Frequenz oder Umlaufzeittransienten heraus, damit sie nicht in der Aufwärts-Richtung mit dem Hochgeschwindigkeits-Datenverkehr in Konflikt geraten. Eine zweite vor dem Tiefpassfilter angeschlossene Kupferdoppelleitung, wie dargestellt, wird zu einem ADSL-Modem 126 bereitgestellt, welches nach der Hochpassfilterung das ADSL-Signal demoduliert und dekodiert und Ausgabebits auf einer Leitung 128 an ein Benutzerendgerät 130 liefert, beispielsweise einen Personal Computer, Internet Computer usw., z.B. für den Internetzugang oder für den Zugang zu anderen Diensten 110 mit hoher Bandbreite. Es sollte beachtet werden, dass das ADSL-Modem auch in umgekehrter (Aufwärts-) Richtung arbeitet, wenn auch in einer viel schmaleren Bandbreite, um Bits auf die ADSL-Leitung vom Teilnehmer zum ATM-Netz zu kodieren und zu modulieren, und zwar gemäß ANSI T1.413 (siehe 12).
  • Die Remote-Baugruppenträger 96, 98 von 4 werden auch in 5 dargestellt, verbunden mit verschiedenen Teilnehmerendstellen, die ähnlich der Endstelle 118 sind.
  • 6 zeigt im Detail das oben erwähnte Merkmal der vorliegenden Architektur, wobei eine Vielzahl von ADSL-Baugruppenträgern 10a, 10b, 10c, 10d, wie sie in 1 dargestellt sind, in einer Kaskade in einem Rack zusammen verkettet werden kann, und zwar mittels einer Erweiterungskarte (EXT) in jedem folgenden Baugruppenträger. Die Erweiterungskarte hat die Aufgabe, den IQ-Bus von Baugruppenträger zu Baugruppenträger effektiv zu erweitern (als Daisy-Chain-Kaskade, d.h., bis zu einem Maximum von insgesamt zwölf Baugruppenträgern), wodurch es möglich wird, dass z.B. bis zu 576 ADSL-Teilnehmer auf das System zugreifen. Mit anderen Worten: die Erweiterungskarte ermöglicht einer NT-Karte in einem ersten Baugruppenträger als NT-Karte für einen anderen Baugruppenträger oder für eine Vielzahl anderer Baugruppenträger zu handeln. Das heißt in diesem Fall, drei Racks mit insgesamt zwölf in Kaskade verketteten Baugruppenträgern. Die Erweiterungskarten können so, wie in 6 gezeigt, in die NT-Steckplätze der folgenden Baugruppenträger eingebaut werden, und sie können redundant sein. In diesem Fall schaltet jeder Ausfall einer NT- oder Erweiterungskartenbank alle LTs von NT-/Erweiterungskette "A" auf die Kette "B" um. Die aktive Kette übernimmt dann die Steuerung des IQ-Bus jedes Baugruppenträgers. Der IQ-Bus selbst (innerhalb jedes Baugruppenträgers) ist nicht redundant; er erfüllt jedoch die Zuverlässigkeitsanforderungen, da der NT die Fähigkeit hat, jeden einzelnen LT vom IQ-Bus zu entfernen (zu deaktivieren), um einen Fehler zu isolieren und ihn aus dem Dienst zu entfernen.
  • Wie oben vorgeschlagen, kann das POTS-Tiefpassfilter für verschiedene Optionen bereitgestellt werden, darunter auch integriert in einen VO-Baugruppenträger für maximale Packungsdichte, minimale Verkabelung und Installationskomplexität und minimale Kosten, wie oben beschrieben, oder "separat" (remote, nicht integriert) für regulatorische Flexibilität und Zugang zu vorhandenen (vollen) DLC-Schränken.
  • 7A zeigt eine Tiefpassfilterkarte, wie beispielsweise eine der in 1 dargestellten LPF-Karten 24, in Form eines Blockschaltbildes. Auf der Karte sind vier verschiedene Tiefpassfilter/Splitter gezeigt. Links von jeder Karte befindet sich ein Sprach-Port zum Anschluss an das Schmalband- (NB) Netz über den CO-Switch 46 über die Leitung 50. Auf der rechten Seite jedes Tiefpassfilters/Splitters befindet sich ein Port, der sowohl mit der verdrillten Kupferdoppelleitung 36 zum Teilnehmer als auch mit dem Hochpassfilter 38 des LT 62 verbunden ist (siehe 2). Eine Seitenansicht der physischen Abmessungen einer solchen Vierkanal-LPF-Karte ist in 7B dargestellt, während eine Vorderansicht in 7C gezeigt wird.
  • 7D zeigt einen Splitter-Baugruppenträger zum Einsatz in Anwendungen, in denen Tiefpassfilter vom ADSL-Baugruppenträger entfernt sein müssen. Ein solcher Baugruppenträger kann zum Beispiel verwendet werden, wenn (a) getrennte Service Provider für Telefonie- und ADSL-Dienste verantwortlich sind, oder (b) in DLC-(Digital Loop Carrier) Konfigurationen, in denen Remote-Schränke von DLC-Einrichtungen keine ADSL-Einrichtungen (aufgrund von physischem Platzmangel) aufnehmen können; doch da die Doppelleitungen für die Teilnehmerübertragung in dem DLC-Schrank abgeschlossen werden (und genügend Platz für einen kleinen Tiefpassfilter-"Splitter" vorhanden ist), wird dieser Baugruppenträger nur im DLC-Schrank installiert.
  • In diesem Fall wird der Basis-xDSL-Baugruppenträger verwendet, wie zuvor dargestellt, ohne jedoch mit LPF-Steckkarten bestückt zu sein. Ein separater "Splitter"-Baugruppenträger, wie in 7 gezeigt, wird dann vorgesehen und hat eine Konfiguration, die identisch oder so ähnlich ist wie der obere Bereich des Basis-xDSL-Baugruppenträgers 10 von 1. Der Hauptunterschied bei Remote-Splitter-Konfigurationen besteht in der Verkabelung und Nutzung der "stapelbaren" Anschlüsse. Der Splitter-Baugruppenträger ist in 7 dargestellt, und eine typische Konfiguration unter Verwendung von Splitter-Baugruppenträgern ist in 8 dargestellt. In einer Anfangsimplementierung benötigen LPFs (und der Splitter-Baugruppenträger) keine Stromversorgung, da die gesamte Schaltungsanordnung passiv ist.
  • 8A zeigt einen Remote-Schrank, der eingesetzt werden kann, wenn der ADSL-Dienst zu vorhandenen, über eine metallische Verbindung gespeisten DLCs hinzugefügt wird. Diese Konfiguration unterstützt bis zu 96 Leitungen in einem Schrank des Typs 3002.
  • Es sollte beachtet werden, dass die "Getrenntheit" der Tiefpassfilter 24, wie in 1 dargestellt, von den LTs sowie die Getrenntheit der LPFs von 7, 8 und 8A nicht nur aus dem oben genannten Grund vorteilhaft ist, d.h., zur Erleichterung der Nutzung separater Service Provider für Telefonie- und ADSL-Dienste, sondern auch aus dem sehr wichtigen Grund gemäß der vorliegenden Erfindung, um den als "Rettungsleine" dienenden Telefoniedienst vom ADSL-Dienst physikalisch zu trennen. Eine solche Getrenntheit bietet einen höheren Grand an Integrität für den als "Rettungsleine" dienenden POTS-Dienst, da eine solche physikalische Getrenntheit an sich dafür sorgt, dass alle Wartungsmaßnahmen, die möglicherweise am ADSL-Teil des Systems ausgeführt werden müssen, in einer physikalisch getrennten Weise ausgeführt werden können und deshalb so, dass der POTS-Dienst nicht beeinträchtigt wird (und umgekehrt).
  • Ein weiterer Baugruppenträger für Einrichtungen ist der RAM- (Remote ADSL Mux) Baugruppenträger, wie er in 9 gezeigt ist. Dieser Baugruppenträger wird in sehr ähnlicher Weise wie die in 4 gezeigten Remote-ADSL-Baugruppenträger 96, 98 eingesetzt, und in der Tat kann er dieselbe Baugruppenträger-Architektur aufweisen wie die in 3 gezeigte. Der Unterschied besteht darin, dass der RAM-Baugruppenträger besser für CPE- oder DLC-Anwendungen geeignet ist, in denen z.B. nicht mehr als vierundzwanzig Leitungen benötigt werden und ein kleinerer Baugruppenträger (6 HE statt 9 HE) gewünscht wird. Als solcher kann der RAM-Baugruppenträger zum Beispiel so ausgelegt und physikalisch konfiguriert werden, wie in 9 dargestellt. Dies zeigt die Flexibilität des xDSL-Baugruppenträgers der vorliegenden Architektur.
  • 10 zeigt ein Funktionsschaltbild einer der ADSL-LT-Karten 14a aus der 1, 3 und 4. Die Implementierung der verschiedenen Funktionsblöcke erfolgt in dieser Implementierung durch die Anwendung des ADSL-Chipsatzes des Abtretungsempfängers der DMT-Technologie. Dieser Chipsatz besteht aus drei Chips (integrierten Schaltungen), die gekennzeichnet sind als RCHAP für ATM-Funktionen, DACHA/SACHA-Chip für die Reed-Solomon-Kodierung und Dekodierung sowie ein Frontend-DSP-Chip unter der Bezeichnung ADSLB. Die übrigen Blöcke werden vorzugsweise von anderen Vorrichtungen außerhalb des Chipsatzes ausgeführt. Der Chipsatz aus den drei Chips RCHAP, SACHA und ADSLB ist auch in 11 in einem vereinfachten Blockschaltbild dargestellt, das den Chipsatz sowohl in einem LT 14a in einem ADSL-Baugruppenträger 34 als auch in einem ADSL-Modem 72 in der Teilnehmerendstelle mit umgekehrter Anordnung der Chips zeigt.
  • Im Hinblick auf die ATM-Funktionen, die vom RCHAPB-Chip ausgeführt werden, kümmert sich dieser um die Kapselung der ATM-Zellen in 54-Byte-Zeitschlitze und den Zugang zu zwei separaten IQ-Bussen, d.h., in Aufwärts- und Abwärts-Richtung. Es gibt auch eine Leerzelle, die zu den 53 Standard-ATM-Zellen hinzugefügt wird, um ein Umschalten von einem LT zu einem anderen an der Aufwärts-IQ-Schnittstelle (zwischen Zellen) zu ermöglichen. An der Abwärts-IQ-Schnittstelle wird dieses Byte nicht ausgefüllt, und an der Aufwärts-IQ-Schnittstelle befindet sich der Bus während dieses Bytes in einem Zustand mit hoher Impedanz.
  • Die Hauptdateneinheit, die durch ein ATM-Netz transportiert wird, ist eine Zelle, die in zwei Teile unterteilt ist, von denen jeder eine feste Größe hat: der Header (5 Byte) und das Informationsfeld (48 Byte). Abhängig von Wert des Headers der ATM-Zelle kann eine Anzahl ATM-bezogener Funktionen ausgeführt werden, beispielsweise das Einfügen und Extrahieren von Wartungszellen, Zellenratenentkopplung, Erzeugung/Kontrolle der Kopffehlersicherung (HEC), Nutzlast-Verwürfelung (Scrambling), Zellen-Loopback usw.
  • Die Daten, die auf der ADSL-Leitung gesendet werden, werden durch Reed-Solomon- (RS) Kodierung einer Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC) unterzogen, um die Bitfehlerrate zu verbessern. Um einen noch besseren Schutz gegen „Burst"-Fehler zu erreichen, wird eine Verschachtelungsmöglichkeit eingebaut, jedoch mit dem Nachteil einer höheren Übertragungsverzögerung bei verschachtelten Daten. Ebenso wird ein Scrambler einbezogen, um die Daten vor dem RS-Kodierer einer Zufallsfunktion zu unterziehen. Nach dem RS-Dekodierer werden die Daten wieder descrambelt.
  • Ebenfalls vom SACHA-Chipsatz wird neben der Reed-Solomon-(De)kodierung die Zuordnung und Aufhebung der Zuordnung ausgeführt. Im ADSL-System kann ein DMT-Ansatz verfolgt werden, bei dem zum Beispiel bis zu zweihundertsechsundfünfzig Trägerfrequenzen genutzt werden können (siehe 12). Jede dieser Frequenzen transportiert eine Anzahl von Bits entsprechend einer Zuordnungstabelle. Die Funktion der Zuordnungsvorrichtung (Mapper) besteht darin, die Bits den verschiedenen Frequenzen zuzuweisen. Der Mapper kann auch einige spezielle DMT-Symbole für Verbindungsinitialisierung und Wartung senden. Die Vorrichtung zur Aufhebung der Zuordnung (Demapper) demoduliert und überwacht die empfangenen Symbole. Nach der Demodulation liefert er die Daten an den RS-Decoder auf dem Chip. Einige Sonderfunktionen sind im Demapper zur Initialisierung und Wartung der ADSL-Verbindung enthalten. Ein Beispiel eines ADSL-Mappers ist in 1 der ebenfalls anhängigen und im gleichen Eigentum stehenden Anmeldung mit laufender Nr. 08/677.486, eingereicht am 10. Juli 1996, dargestellt und wird von Seite 7, Zeile 5 bis Seite 9, Zeile 23, beschrieben. Eine ähnliche Beschreibung wird in der ebenfalls anhängigen vorläufigen Anmeldung mit laufender Nummer (Register des Bevollmächtigten 902–575) gegeben, die am selben Datum mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde, unter dem Titel "Method and Windowing Unit to Reduce Leakage, Fourier Transformer and DMT Modem Wherein the Unit is Used", und zwar von Seite 5, Zeile 10, bis Seite 7, Zeile 26 dieser Anmeldung.
  • Der Ausgang des Mappers ist eine komplexe Darstellung aller Trägerfrequenzen. Ein inverser Fast-Fourier-Transformator (IFFT) wird zum Umwandlung dieser Darstellung in ein Zeitsignal verwendet. In Zusammenarbeit mit dem IFFT kann eine Carrier-selektive Skalierung installiert werden. In Aufwärtsrichtung wird mit Hilfe eines Fast-Fourier-Transformators (FFT) das empfangene Zeitsignal in eine Frequenzdarstellung umgewandelt.
  • Die Hauptfunktion der Frontend-Verarbeitung des digitalen Signals besteht darin, das empfangene Signal so weit wie möglich vom übertragenen Signal zu trennen und für die Leitung und analoge Front-End-Merkmale zu korrigieren.
  • Die Funktion des ADSLB-Chips umfasst die Analog/Digital- (A/D) und die Digital/Analog- (D/A) Umwandlung. Die Funktion der analogen Anschlussschaltung (Front End) der Teilnehmerleitung besteht im Abschluss der analogen Leitungsschnittstelle und der Umwandlung der digitalen Daten in ein analoges Durchlassbandsignal, das auf einer physikalischen Teilnehmerleitung 26 übertragen werden kann und umgekehrt. Für die D/A- und A/D-Umwandlung wird ein Sigma-Delta- (SD) Verfahren verwendet.
  • Wie in 11 gezeigt, enthält die analoge Front-End-Funktion der Teilnehmerleitung einen Leitungstreiber, der dazu dient, den ADSLB-Ausgang auf die Pegel zu verstärken, die sich zur Übertragung über die Teilnehmerleitung eignen. Eine Gabelschaltung ist als passives Netz enthalten, das den Abschluss der Teilnehmerleitung mit ihrer Nennimpedanz ausführt und die Umwandlung zwischen Vierdraht und Zweidraht im LT am Aufwärts-Ende handhabt. Sie führt die Trennung in der Aufwärtsrichtung zwischen den Aufwärts- und Abwärtssignalen durch sowie die Kombination in der Abwärtsrichtung. Der umgekehrte Vorgang wird am Abwärts-Ende der Leitung ausgeführt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 10 wird darauf hingewiesen, dass der LT 14a vier separate Leitungsabschlusspfade für vier separate Teilnehmer enthält. Auch wenn dies in 10 oder 11 nicht dargestellt ist, sollte beachtet werden, dass die verdrillte Doppelleitung nicht nur mit dem HP-Filter und der Gabelschaltung verbunden ist, die in den 10 und 11 dargestellt sind, sondern auch mit einem Tiefpassfilter 40, wie in 2 dargestellt. 10A zeigt eine Vorderansicht einer LT-Karte, während 10B eine Seitenansicht zeigt.
  • Da POTS-Signale und ADSL-Signale mit einem Frequenzmultiplexverfahren auf einer Teilnehmerleitung transportiert werden, wie in 12 gezeigt, ist ein POTS-Tiefpassfilter 26 erforderlich, das die folgenden Funktionen ausführt: (1) Kombinieren der POTS- und ADSL-Signale, die zur Teilnehmerendstelle übertragen werden; (2) Trennen der POTS- und ADSL-Signale in der Teilnehmerendstelle; (3) Schützen des herkömmlichen Telefondienstes (POTS) vor hörbaren Interferenzen, die durch Signale vom ADSL-Modem und vom ADSL-Baugruppenträger erzeugt werden; und (3) Schützen des ADSL-Empfängers vor mit dem herkömmlichen Telefondienst (POTS) verbundenen Signalen, insbesondere Wählimpulsen, Ruftönen und Umlauf-Transienten (Ring Trip Transients).
  • Diese Funktionen werden ausgeführt, während alle Anforderungen an die POTS-Leistung erfüllt werden, beispielsweise Rückflussdämpfung, Einfügungsdämpfung und Gruppenlaufzeit, wie sie beispielsweise in der ANSI-Norm T1.413 definiert sind. Die Kombination und Trennung von POTS- und ADSL-Signalen wird durch Tiefpass- und Hochpass-Filterung erzielt, wie in 2 dargestellt. Nur das Hochpassfilter und die Gabelschaltung sind Teil des Leitungsabschlusses (LT). Wie oben erwähnt, befindet sich das Tiefpassfilter vorzugsweise auf einer anderen Leiterplattenbaugruppe (LPF).
  • Ebenfalls auf 10 ist ein On-Board-Controller (OBC) dargestellt, der als enthaltener Mikroprozessor ausgeführt werden kann, um eine Vielzahl von Aufgaben zu bewältigen, beispielsweise die Initialisierung von ASICs, Überwachung und Verarbeitung von Wartungsmeldungen sowie die Erkennung eines Fehlfunktionen aufweisenden LT. Der On-Board-Speicher kann Flash-PROM und DRAM enthalten, die für ausführbaren Kode und Daten eingesetzt werden. Bestandsinformationen können ebenfalls auf einem EEPROM gespeichert werden, um die erforderlichen Daten für eine angemessene Identifizierung eines austauschbaren Artikels bereitzustellen. Hierzu können die Produktkennzeichnung, Herstellungsinformationen und Bestandsinformationen gehören. Ebenfalls in 10 dargestellt sind Stromversorgungsinformationen über auf der Baugruppe montierte DC/DC-Wandler. Ein Testzugangsanschluss (nicht dargestellt) kann ebenfalls bereitgestellt werden.
  • Wie jedem Fachmann auf diesem Gebiet einleuchten wird, kann auf der Grundlage der amerikanischen Telekommunikations-Norm (American National Standard for Telecommunications) "Network and Customer Installation Interfaces -- Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface", ANSI T1.413-1995, die Art des Signals auf der verdrillten Doppelleitung 36, die in 11 und in 2 dargestellt ist, ein standardisiertes ADSL-Signal sein, welches die Bereitstellung des herkömmlichen Telefondienstes (POTS) und eine Vielzahl digitaler Kanäle ermöglicht. In der Richtung vom Netz zur Teilnehmerendstelle können die digitalen Kanäle aus Vollduplex-Kanälen mit niedriger Geschwindigkeit und Simplex-Hochgeschwindigkeitskanälen bestehen; in der Aufwärtsrichtung werden nur Kanäle mit niedriger Geschwindigkeit bereitgestellt. Das System ist für den Betrieb auf zweiadrigen verdrillten Metallkabelpaaren mit gemischten Kabeldicken konzipiert. Die Norm basiert auf der Verwendung von Kabeln ohne Ladespulen; überbrückte Abgriffe sind jedoch akzeptabel, wobei für ungewöhnliche Situationen Ausnahmen gelten. Wie in 12 gezeigt, ist zum Beispiel das Leistungsspektrum so dargestellt, dass es ein für den POTS-Dienst reserviertes 4-kHz-Band enthält, wobei der Anteil des Spektrums zwischen 40 kHz und 1,1 MHz von einer großen Vielzahl von Netzbetreibern (Carriern) mit einem Tonabstand von 4,3125 kHz belegt wird. Ein kleiner Teil des Spektrums wird für Aufwärts-Daten genutzt, wie dargestellt, während der übrige Teil für Abwärts-Daten verwendet wird. Jeder der 4-kHz-Töne ist QAM-moduliert und einzeln in Abhängigkeit von den Merkmalen der einzelnen Teilnehmerleitung ausgewählt und optimiert. Einige Töne werden mit einer großen Anzahl von Bits zugewiesen, während andere mit einer kleineren Anzahl oder gar keinen, je nach Leitungsbedingungen, zugewiesen werden.
  • Wie in 11 gezeigt, werden die bereits im Zusammenhang mit einem ADSL-LT 14a beschriebenen Funktionen im ADSL-Modem 72 wiederholt. Zusätzlich dazu kann eine ausgewählte Schnittstelle zum Teilnehmer-PC 76 z.B. eine ATM-25- und/oder eine Ethernet-Schnittstelle enthalten, wie in 11 gezeigt.
  • 13A zeigt eine vereinfachte Blockschaltbild-Darstellung einer ADSL-Netzabschluss- (ANT) Einheit. Sie enthält einen Modem-Teil, der die Funktionen des ATU-R-Senderreferenzmodells ausführt, zum Beispiel so, wie in Abschnitt 4.3 von ANSI T1.413-1995 dargestellt. Eine ATM-Funktion wird gemäß der vorliegenden Erfindung zur ATM-Umsetzung und Signalverarbeitung hinzugefügt. In Abwärtsrichtung schließt die ANT-Einheit das ADSL-Signal ab, demoduliert, und die Verbindungsfunktion wandelt die ATM-Zellen in einen digitalen Bitstrom an die digitale Endeinrichtung (DTE für "Digital Terminal Equipment") des Teilnehmers um. In der dargestellten Ausführungsform enthält der Schnittstellenblock zur Teilnehmereinrichtung sowohl ATM als auch/oder Ethernet-Schnittstellen, wie dargestellt. 13B zeigt eine ADSL-Netzabschlusseinheit mit der Leitung, wobei ATM- und Ethernet-Anschlüsse dargestellt werden. Der Leitungsanschluss ist RJ14, während die Anschlüsse von ATMF-25 und 10Base-T RJ45 sind. 13C zeigt fünf LED- Anzeigen, die auf der Oberseite des Gehäuses von 13B zu sehen sind, um die in der Tabelle von 13D genannten Anzeigen zu liefern.
  • Ein weiter ins Detail gehendes Blockschaltbild eines ADSL-Modems 72 (wie es bereits in 11 dargestellt wurde) wird in 13 gezeigt. Das Tiefpassfilter 42 von 2 wird als Teil eines externen "Splitters" in 13 dargestellt, worin auch der Knoten 68 von 2 enthalten ist.
  • Ein externer AC/DC-Wandler (6 V DC / x V AC) und eine DCIDC-Stromversorgung auf der Baugruppe sind in 13 dargestellt und dienen dazu, die Baugruppe mit Strom zu versorgen. Die externe Stromversorgung (AC/DC) wandelt die Hochspannung von Wandnetzsteckdose in eine Spannung um, die vom ADSL-Modem genutzt werden kann, beispielsweise +6 Volt Gleichstrom. Weitere Umwandlungen sind von der DC/DC-Stromversorgung aus dargestellt.
  • Eine analoge Anschlussschaltung (Front End) kann das bereits in 2 dargestellte Hochpassfilter 39 enthalten sowie eine Gabelschaltung und einen Leitungstreiber, wie in 11 dargestellt. Die Gabelschaltung dient für die Umwandlung von bzw. zu Zweidraht/Vierdraht.
  • Ein ADSLB-Block ist dargestellt zum Abschließen der Analogleitungs-Schnittstelle und zur Umwandlung digitaler Daten von einem DACHA/SACHA-Block in ein analoges Durchlassbandsignal, das auf einer physikalischen Teilnehmerleitung übertragen werden kann und umgekehrt. Der ADSLB-Block führt die Analog/Digital-(A/D) und die Digital/Analog- (D/A) Umwandlung aus.
  • Auch hier ist der SACRA der Modulator/Demodulator des DMT-Signals. Diese Software-konfigurierte anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) verarbeitet die ATM-Zellen (verwürfelt) vom RCHAP-Block und liefert das DMT-modulierte Signal an den ADSLB und umgekehrt. Es ist zu beachten, dass es keinen Unterschied zwischen dem DACHA und dem SACHA gibt, abgesehen von den niedrigeren Kosten für den SACHA. Ein DACHA kann ebenfalls verwendet werden und ist insbesondere erforderlich, um einen standardisierten Tonabstandsmodus von 4,3125 kHz zu unterstützen.
  • Der RCHAP stellt die Verbindung zwischen dem SACHA/DACHA und dem übrigen System bereit. Er enthält 16 ATM-Zellen-Puffer sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung und führt die Umsetzung virtueller Pfad/virtueller Kanal (VP/VC) aus, das Extrahieren und Einfügen von ATM-Zellen und wickelt die Aufgaben auf der Baugruppe ab.
  • Ein RAPID-Block liefert die Schnittstelle zwischen RCHAP-, ATMizer- und IDT-PHY-Blöcken. Er enthält auch DMA-Controller und Logik für Ethernet-Funktionen.
  • Der IDT-PHY-Block setzt ATM-Zellen zwischen dem parallelen Datenbus auf der Baugruppe (mit Standardbyte-breiten Zellen) und den seriellen Daten über den physikalischen ATM-Forum-Anschluss um (mit verwürfelten 4B5B-codierten Daten).
  • Der ATMizer ist der Controller in Aufwärtsrichtung, der für die Dienstgüte in Aufwärtsrichtung, Zellen-Shaping und ausgleichende Steuerungsfunktionen verantwortlich ist. Er ist dafür verantwortlich, AAL5-Pakete in Abwärtsrichtung in Ethernet-Frames umzusetzen und umgekehrt. Die Handhabung von ATM-Forum-Daten in Aufwärtsrichtung wird ebenfalls vom ATMizer ausgeführt.
  • Ein 182596-Controller führt die CSMA/CD-Medienzugangskontrolle aus und bewegt Ethernet-Frames zwischen dem SRAM-Paketspeicher und einem seriellen Ethernet-Transceiver. Er wird vom On-Board-Controller (OBC) überwacht. Ein 182503 führt eine serielle Transceiver-Funktion zu 802.3 10Base-T aus und dient als direkte Schnittstelle zum 182596.
  • Für die Kodeverarbeitung ist ein 1960-Mikroprozessor enthalten, um eine Vielzahl von Aufgaben abzuwickeln, beispielsweise die Initialisierung von ASICs, Speichern usw., die Überwachung und Verarbeitung von Wartungsmeldungen und Online/Offline-Testunterstützung. Auch ein Speicher ist im OBC enthalten, beispielsweise ein 2 MBit DRAM für ausführbare Programmelemente und ein 1,5 MBit F-PROM für Bootcode, Einschalttest, 512 kBit für Ethernet-Paketspeicher usw. Ein kleiner EEPROM (4 kBit) wird für einen "Remote-Inventor"-Kreis verwendet.
  • 14A zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer NT-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie stellt einen optischen oder elektrischen Hochgeschwindigkeitszugang zu einem SONET- (für "Synchronous Optical NETwork") Transportsystem bereit. Sie wandelt ATM- (für "Asynchronous Transfer Mode") Zellen in SONET-Pakete (d.h., Frames) um und umgekehrt. Somit passt die NT-Karte auf dem IQ-Bus transportierte ATM-Zellen an das SONET-Übertragungssystem an und umgekehrt. Sie enthält auch die in der Tabelle von 14B aufgelisteten notwendigen Funktionen für Betrieb und Wartung des ATM-Teilnehmerzugangsmultiplexers der vorliegenden Erfindung.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Tabelle von 14B in zwei Spalten unterteilt ist, die Funktionen in Abwärtsrichtung und in Aufwärtsrichtung darstellen. Die Funktionen in Abwärtsrichtung sind zum Beispiel zusammengefasst und von 1 – 4 nummeriert worden und in ähnlicher Weise in 14A im oberen Bereich der jeweiligen vier Blöcke bezeichnet. In ähnlicher Weise wurden bei den Funktionen in Aufwärtsrichtung diese auf der rechten Seite der Tabelle zusammengefasst und von 5 – 8 nummeriert, wobei dieselben Nummern in der unteren Hälfte der Blöcke von 14A erscheinen. Es sollte beachtet werden, dass diese Funktionen zwischen Blöcken verschoben werden können und dass dies lediglich ein Beispiel ist.
  • Was den Block des physikalischen Mediums betrifft, so kann dies eine optische Schnittstelle für die Verbindung eines optischen Transportsystems mit einer Lichtleitfaser für Empfang und Übertragung sein, die Signale z.B. mit einer Nennbitrate von 155,52 MBit/s transportiert. Die Schnittstelle ist symmetrisch, d.h., sie hat dieselbe Bitrate in beiden Richtungen und könnte z.B. mit einer Wellenlänge von 1,3 um arbeiten. Dieses Signal kann ein SONET- (für "Synchronous Optical Network") Signal auf der OC-3-Ebene zur Umwandlung in STM-1/STS-3c im elektrischen Bereich sein. Dies ist ein serielles Signal, welches der Schnittstellenblock des physikalischen Mediums in eine parallele Form mit niedrigerer Rate zur Verarbeitung auf der NT-Karte umwandelt, wobei der parallele Abwärts-Ausgang auf das empfangene Taktsignal eingestellt wird.
  • Die Verarbeitung der Übertragungsanpassungs-Teilschicht erfolgt im zweiten Block, in dem die ATM-Zellen innerhalb einer hierarchischen Übertragungsrahmenstruktur abgebildet werden, die zum Transportieren von ATM-Zellen verwendet wird. Diese Zellen sind in zwei Teile unterteilt, jeder mit einer festen Größe, der Kopf mit fünf Byte, wie in 14F dargestellt, und die Nutzlast mit 48 Byte, wie in 14H dargestellt. In dem ATM-Block von 14A wird die Verarbeitung der ATM-Schicht ausgeführt. In Aufwärtsrichtung werden alle Felder in den ATM-Zellen, die an der IQup-Schnittstelle empfangen wurden, auf transparente Weise transportiert, ausgenommen das Feld der Kopffehlersicherung (HEC) (siehe ITU-Empfehlung 1.361, "B-ISDN ATM Layer Specification"). Die Kopffehlersicherung (HEC) kann wahlweise geprüft werden oder nicht. Die Leitweglenkung der empfangenen ATM-Zellen hängt von den VPI- (für "Virtual Path Identifier") und VCI- (für "Virtual Channel Identifier) Bits im Zellen-Header ab. Das volle VPI-Byte und die acht niederwertigsten Bits des VCI können auf VPI/VCI-Kombinationen geprüft werden, die einem abzufragenden Datenkanal entsprechen. Dieses Verfahren bietet maximal 216 Kanäle, die zum Extrahieren gekennzeichnet werden können. Alle von der IQ-Schnittstelle empfangenen gültigen Zellen werden entweder aufwärts in einen virtuellen Container oder einen synchronen Nutzlast-Envelope (VC-4/SPE) übertragen oder zu einem On-Board-Controller geleitet.
  • Für die Verarbeitung der ATM-Schicht in Abwärtsrichtung im ATM-Block von 14A transportiert jeder VC-4/SPE das Äquivalent von 44.151 Zellen (53 Bytes), für die ein Byte-Abgleich durchgeführt wurde und die sich innerhalb des VC-4/SPE frei bewegen. Die ATM-Zellen-Abbildung nutzt die Korrelation zwischen der Kopffehlersicherung (HEC) im Zellen-Header und dem Hellen-Header selbst. Der Mechanismus zur Zellenabbildung wird der ITU-T Empfehlung 1.432, "B-ISDN User-Network Interface-Physical Layer Specification" verwendet. Wenn die Identifizierung der ATM-Zellengrenze in Byte H4 verwendet wird, beginnt die Zellenabbildung mit der Suche an dem von H4 angegebenen Byte. Wenn nicht, beginnt die Suche beim ersten Byte der Nutzlastperiode. Die Informationsfelder der ATM-Zelle werden nach dem von ITU-T empfohlenen selbst synchronisierenden Scrambling/Descrambling-Schema descrambelt.
  • Gültige nicht leere Zellen, jede mit ihrem bestätigten HEC-Byte und descrambelten Informationsfeld, werden an die IQ-Down-Schnittstelle gesendet, die der letzte in 14A dargestellte Block ist. In diesem Block werden leere Zellenperioden hinzugefügt, um eine empfangene Bitrate von bis zu 149,76 MBit/s an 152,64 MBit/s anzupassen.
  • Die Leitweglenkung empfangener ATM-Zellen hängt von den VPI-, VCI- und PTI- (für "Payload Type Identifier") Bits im Zellen-Header ab. Insgesamt können 16 Bit oder vier Halbbytes von VPI/VCI-Kombinationen nach den in 14G dargestellten Modi geprüft werden. In jedem erwähnten Modus werden andere VPI/VCI-Halbbytes ausgewählt. Die ausgewählte VPI/VCI-Halbbyte-Kombination entspricht einem spezifischen abzufragenden Datenkanal. Zellen können abgefragt werden, indem nur die VPI/VCI-Kombination betrachtet wird, oder indem die VPI/VCI-Kombination und die PTI-Bits betrachtet werden. Im zweiten Fall kann jeder PTI (insgesamt 23) zum Extrahieren gekennzeichnet werden. Diese Kennzeichnung wird anschließend für alle VPI/VCI-Kombinationen verwendet, die zum Extrahieren angegeben sind, und zwar unter Einschluss der PTI-Prüfung. Alle gültigen Zellen, die im virtuellen Container oder im synchronen Nutzlast-Envelope empfangen wurden, werden unabhängig von ihrer VPI/VCI-Kombination abwärts an der IQ-Down-Schnittstelle übertragen (zum Extrahieren gekennzeichnete Zellen werden ebenfalls an den ATM-Schnittstellenbus gesendet).
  • Einfügen und Extrahieren von ATM-Zellen wird am Netzabschluss (NT) sowohl in Richtung des Netzes als auch in Richtung des IQ-Bus bereitgestellt, um die Übertragung und den Empfang von Betriebs- und Wartungs- sowie von Signalisierungszellen vorzusehen. Das Einfügen und Extrahieren von Zellen steht unter der Kontrolle eines On-Board-Controllers (OBC).
  • In Aufwärtsrichtung hat der OBC die Möglichkeit, ATM-Zellen in den abgehenden VC-4/SPE einzufügen. Der OBC muss einen gültigen Zellen-Header ohne HEC liefern, gefolgt von mindestens sechs Byte und höchstens der vollständigen Zellennutzlast (insgesamt 52 Byte). Die HEC wird berechnet, bevor die Zelle in den VC-4/SPE gestellt wird. Die Schnittstellenfunktion zwischen dem OBC und dem Zellenstrom in Aufwärtsrichtung wird ausgeführt, indem ein FIFO-Puffer verwendet wird, an dem ein Rückstausignal angibt, ob der OBC eine Zelle einfügen darf oder ob er warten muss, bis die zuvor eingefügte Zelle übertragen wurde. Zellen, die an der IQ-Up-Schnittstelle empfangen werden, haben eine höhere Priorität als Zellen, die vom OBC kommen. Die Synchronisation wird von einem Synchronisationssignal ausgeführt, das der Zelleneinfügevorrichtung angibt, wo die Grenze zwischen zwei eingefügten Zellen im FIFO-Puffer liegt. In Abwärtsrichtung hat der OBC die Möglichkeit, ATM-Zellen in den abwärts gerichteten IQ-Zellenstrom einzufügen. Der OBC muss einen gültigen Zellen-Header ohne HEC liefern, gefolgt von mindestens sechs Byte und höchstens einer vollständigen Zellennutzlast (insgesamt 52 Byte). Die HEC wird erzeugt, wenn sie an die IQ-Schnittstelle übertragen wird. Die Schnittstellenfunktion zwischen dem OBC und dem Zellenstrom in Abwärtsrichtung wird von demselben Zellen-FIFO-Puffer ausgeführt wie beim Einfügen von Zellen in Aufwärtsrichtung. Auch beim Einfügen von Zellen in Abwärtsrichtung wird ein Rückstaumechanismus implementiert. Im VC-4/SPE empfangene Zellen haben eine höhere Priorität als Zellen vom OBC. Die Synchronisation erfolgt durch ein Synchronisationssignal, das der Zelleneinfügevorrichtung angibt, wo die Grenze zwischen zwei eingefügten Zellen im FIFO-Puffer liegt.
  • Das Extrahieren von Zellen in Aufwärtsrichtung erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Zellenfilterungsmechanismus. Nur die ersten vier Byte des Zellen-Headers und die vollständige Nutzlast werden aus der IQ-Up-Schnittstelle extrahiert. Für die Schnittstellenfunktion zwischen der Extrahierungsschaltung und dem OBC wird ein FIFO-Puffer verwendet. Der OBC sollte mit dem extrahierten Zellenstrom durch das Lesen von Blöcken mit 52 Byte synchronisiert werden, bis der Puffer leer ist.
  • Das Extrahieren von Zellen in Abwärtsrichtung erfolgt unter Verwendung des oben beschriebenen Zellenfilterungsmechanismus. Nur die ersten vier Byte des Zellen-Headers und die vollständige Nutzlast werden aus dem VC-4/SPE extrahiert. Vor einer möglichen Extrahierung wird die HEC in diesen Zellen bereits auf Fehler geprüft. Für die Schnittstellenfunktion zwischen der Extrahierungsschaltung und dem OBC wird ein FIFO-Puffer verwendet. Der OBC sollte mit dem extrahierten Zellenstrom durch das Lesen von Blöcken mit 52 Byte synchronisiert werden, bis der Puffer leer ist. Die Zelle, die in Richtung des OBC extrahiert wird, kann wahlweise auch an die IQ-Down-Schnittstelle gesendet werden.
  • Wie oben vorgeschlagen, transportieren die Busse IQ Down und IQ Up ATM-Zellen mit einem Header aus fünf Byte und einem Informationsfeld mit 48 Byte. Vor jeder Zelle befindet sich ein Leerbyte, wie in 14H dargestellt. Die ATM-Zellen werden in 54-Byte-Schlitze gekapselt, und ihnen wird der Zugang zum IQ-Bus gewährt. Die Anpassung von 155,52 MBit/s an 152,64 MBit/s (53/54*155,52 MBit/s) erfolgt durch das Löschen von Leerzellen. Dies ist deshalb möglich, weil die maximale Bitrate gültiger ATM-Zellen, die in VC-4s/SPEs enthalten sind, auf 149,76 MBit/s (26–27*155,52 MBit/s) begrenzt ist.
  • Das Leerbyte wird zur ATM-Zellen hinzugefügt, um ein Umschalten von einem Leitungsabschluss (LT) zu einem anderen an der IQ-Up-Schnittstelle (zwischen Zellen) zu ermöglichen. An der IQ-Down-Schnittstelle wird dieses Byte nicht ausgefüllt, an der IQ-Up-Schnittstelle befindet sich der Bus während dieses Bytes in einem Zustand mit hoher Impedanz.
  • Die NT-Karte wird von einer ADSL-Workstation (AWS) verwaltet, die in einem Betriebssystem (OS für "Operating System") untergebracht sein kann, wie in 5 gezeigt. Ein solches OS kann über ein ATM-Netz und einen ATM-Switch in einer Vermittlungsstelle mit der NT-Karte im Baugruppenträger kommunizieren. Siehe die ebenfalls anhängige und im selben Eigentum stehende US-Patentanmeldung mit laufender Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 907–160) unter dem Titel "ASAM Network Management System with Open Loop Flow Control", eingereicht am selben Datum wie die vorliegende Anmeldung, die hiermit durch Verweisung aufgenommen wird. 14C zeigt eine Vorderansicht und 14D eine Seitenansicht einer NT- Karte, wie sie in einem Steckplatz eines Baugruppenträgers von 1 verwendet werden kann.
  • 14E zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild einer NT-Karte 12a von 1. Ein optischer/elektrischer Transceiver stellt eine SONET/SDH-kompatible Schnittstelle für STM1- oder STS3-c-Signale mit 155,52 MBits/s in einem integrierten Paket bereit. Die Wiederherstellung des Taktsignals erfolgt in S/UNI+. Um diese Wiederherstellung des Taktsignals durchzuführen, ist ein Referenz-Taktsignal erforderlich. Das wiederhergestellte Taktsignal (155,52 MHz) wird in S/UNI+ durch acht geteilt und dient als einer der Eingänge, der als Referenz-Taktsignal für eine PLL-Schaltung dienen soll, die sich in einem UIAC-Block befindet, dem ein VCXO-Ausgangstaktsignal folgen muss (wenn Schleifen-Zeittakt aktiviert ist). Der daraus resultierende Taktsignalausgang des VCXO dient als Eingangstaktsignal zur Übertragung von Daten in Richtung eines optischen Transceivers, wo dieses Taktsignal zum Synchronisieren des Übertragungstaktsignals verwendet wird und auch als Systemtaktsignal dient. Der Referenz-Taktsignaleingang und das VCXO-Ausgangstaktsignal werden ferner durch einen Faktor N in UIAC geteilt (N = 2048 für Bellcore und N = 128 für ITU). Nach einem Phasenvergleich zwischen den beiden daraus resultierenden geteilten Taktsignalen wird die resultierende Spannung zu einem Tiefpassfilter geführt, nach dem das Signal den VCXO antreibt. Der Schleifen-Zeittakt kann festgelegt werden, indem das Übertragungstaktsignal (Systemtaktsignal) auf das Empfangstaktsignal eingestellt wird.
  • Auf der ATM-Seite von S/UNI+ sind zwei interne synchrone Vier-Zellen-FIFO-Puffer vorhanden, die von UIAC gesteuert werden. Diese Schnittstelle wirkt als SCI/PHY- (Utopia-ähnliche) Schnittstelle. Ein Rückstau (in Aufwärtsrichtung) ist aufgrund dessen, dass der FIFO-Puffer in S/UNI integriert ist, von Natur aus vorhanden. In Aufwärtsrichtung bedeutet dies, dass dann, wenn eine volle Last von 155,52 MBit/s am IQ-Bus vorliegt (152,64 MBit/s an der Utopia-Schnittstelle) und eine maximale Übertragungskapazität von ATM-Zellen mit 149,76 MBit/s, der Vier-Zellen-FIFO-Puffer nach 1,5 ms voll ist.
  • Die UIAC-Komponente ist eine LCA-Einrichtung, die während "Einschalten-Reset" von einem seriellen PROM aus programmiert wird. Sie verwendet drei synchrone 512 × 9 Bit FIFO-Puffer zum Einfügen und Extrahieren von Zellen und einen 128 k × 8 Bit SRAM für die Leitweglenkung. Das UIAC-Modul hat eine SCI/PHY- (Utopia-ähnliche) Schnittstelle zur Komponente S/UNI+. Das Einfügen von ATM-Zellen sowohl in Richtung des Netzes (SDH/SONET) als auch in Richtung der Leitungsabschlüsse (LTs) wird von einem SIF- (für "Signaling Insertion FIFO") Puffer gehandhabt. Ein PBC-Bus ist direkt mit den acht Dateneingängen des FIFO-Puffers verbunden. Die Richtung der Zelleneinfügung wird vom OBC durch Schreiben in ein zusätzliches UIAC-Register spezifiziert. Das neunte Bit des FIFO wird zur Zellensynchronisation und zur Spezifikation der Einfügerichtung verwendet. Eine RAM-Referenztabelle wird für die Zellenfilterung nach VPI/VCI-Kombinationen verwendet. Der RAM fasst 128 k Einträge von je acht Bit.
  • Das Extrahieren von Zellen in Abwärtsrichtung wird von einem FIFO-Puffer für die Signalisierungsextrahierung in Abwärtsrichtung (DSEF) ausgeführt. Die Acht-Bit-Ausgangsdaten dieses Puffers werden mit einem Peripheriebus verbunden. Alle Zellen, die extrahiert werden, werden standardmäßig auf den Verkehrsstrom in Abwärtsrichtung kopiert. Dies kann jedoch durch ein Verkehrssteuerungsregister in UIAC deaktiviert werden.
  • Das Extrahieren der Zellen in Aufwärtsrichtung wird über den USEF (für "Upstream Signal Extraction FIFO") ausgeführt. Die Acht-Bit-Ausgangsdaten dieses Puffers werden mit dem Peripheriebus verbunden. Eine an der IQ-Schnittstelle in Aufwärtsrichtung empfangene Zelle wird entweder an den OBC oder an die SDH/SONET-Schnittstelle in Aufwärtsrichtung gesendet. Alle Zellen, die extrahiert werden, werden standardmäßig auf den Verkehrsstrom in Aufwärtsrichtung kopiert. Dies kann jedoch durch das Verkehrssteuerungsregister in UIAC deaktiviert werden.
  • In Abwärtsrichtung werden ATM-Zellen an eine ICOM-Schnittstelle übertragen. In Aufwärtsrichtung werden ATM-Zellen von der ICOM empfangen.
  • Die UIAC-Komponente kann mit einer Grenzabtastungs-Schnittstelle gemäß der Spezifikation von IEEE 1149.1 (JTAG) ausgestattet sein.
  • Ein Blockschaltbild einer ADSL-Alarmüberwachungseinheit (ACU) ist in 15A dargestellt, während ihre Funktionen in der Tabelle von 15B aufgeführt sind. 16 zeigt eine Vorderansicht und 17 eine Seitenansicht der ACU.
  • Zusätzlich zu der vorstehenden Offenbarung werden die folgenden Offenbarungen hiermit durch Verweisung aufgenommen:
    • US-Patent Nr. 5.636.253, veröffentlicht am 3. Juni 1997 unter dem Titel "Method for Detecting Erasures in Received Digital Data";
    • US-Patent Nr. 5.633.817, veröffentlicht am 27. Mai 1997 unter dem Titel "Fast Fourier Transform Dedicated Processor";
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/561.445, eingereicht am 21. November 1995 unter dem Titel "Signal Processor Module", worin ein ADSL-selektiver DPLL offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/560.938, eingereicht am 20. November 1995 unter dem Titel "Signal Processor", worin ein DMT-basierter Transceiver offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/593.885, eingereicht am 30. Januar 1996 unter dem Titel "Frequency Division Multiple Access (FDMA) Dedicated Transmission System, Transmitter and Receiver Used in Such a System", worin ein DMT-Modem für Mehrfachzugriff offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/677.468, eingereicht am 10. Juli 1996 unter dem Titel "Method for Allocating Data Elements in Multicarrier Applications and Equipment to Perform This Method", worin eine ADSL-Bitzuweisung offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/675.323, eingereicht am 10. Juli 1996 unter dem Titel "Method of Allocation Data Elements to a Set of Carriers, Mapping Unit and Modulator to Perform this Method", worin ein ADSL-BIGI-Algorithmus offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/700.756, eingereicht am 15. August 1996 unter dem Titel "Method for Interleaving Data Frames, Forward Error Correcting Device and Modulator Including Such a Device", worin Verschachtelung in ADSL offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/718.641, eingereicht am 17. September 1996 unter dem Titel "Sensing Circuit", worin ein Aktivitätsdetektor für ADSL offengelegt wird, bei dem die Vermittlungsstelle ruhig auf Remote-Aktivität wartet;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/729.429, eingereicht am 11. Oktober 1996 unter dem Titel "Method for Transmission Line Impulse Response Equalization and a Device to Perform this Method", worin ein ISI-Reduktionsalgorithmus in einem analogen (Front End-) Transceiver offengelegt wird;
    • US-Patentanmeldung, lfd. Nr. 08/783.859, eingereicht am 16. Januar 1997 unter dem Titel "Method and Modem for Adaptive Allocation of the Pilot Carrier in a Multi-Carrier System", worin eine DMT-Pilotton-Neuzuweisung oftengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–575), eingereicht am selben Datum wie die vorliegende Anmeldung, unter dem Titel "Method and Windowing Unit to Reduce Leakage, Fourier Transformer and DMT Modem, Wherein the Unit is Used", in der Einzelfrequenz- oder Bandrauschen-Immunität offengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–576), unter dem Titel "Transmitter with Phase Rotor, Modulator/Demodulator, Communications System and Method Performed Thereby", worin ein Rotor für DMT offengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–577), unter dem Titel "Method to Transparently Transport an Incoming Clock Signal over a Network Segment and Related Transmitter and Receiver Unit", worin ein ATM-Zeitbezugstransport über ADSL offengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–578), unter dem Titel "A Method to Synchronize Data and a Transmitter and Receiver Realizing Said Method", worin die Umkehrung von Taktsignalen für ATM über ADSL oftengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–579), unter dem Titel "Initialization Protocol for Adaptive Data Rates and Related Transceiver", worin ein Renegotiating der ADSL-Rate oftengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–580), unter dem Titel "Method to Allocate Data Bits, Multicarrier and Transmitter and Receiver Using the Method, and Related Allocation Message", worin HF-Störungs-Reduzierung in DMT-Systemen oftengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902-581), unter dem Titel "Priority-Based Access Control Method and Arrangement", worin ein früherer I*-Bus zum Anschließen eines Netzabschusses (NT) an Leitungsabschlüsse (LTs) offengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–582), unter dem Titel "Current Control Interface Arrangement", worin ein Einschaltkreis offengelegt wird;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902-583), unter dem Titel "Method for Prioritized Data Transmission and Data Transmission Arrangement", worin ein bevorzugter IQ-Bus zum Anschließen eines Netzabschusses (NT) an Leitungsabschlüsse (LTs) offengelegt wird, wie oben in 3 beschrieben;
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–584), unter dem Titel "Multicarrier Telecom System with Power Reduction Means"; und
    • Vorläufige US-Patentanmeldung, lfd. Nr. (Register des Bevollmächtigten Nr. 902–585), unter dem Titel "Multicarrier Telecom System with Power Adaptation Means".
  • Obwohl die Erfindung bezogen auf eine beste Ausführungsform von ihr dargestellt und beschrieben wurde, sollte für die Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich sein, dass das Vorstehende sowie verschiedene weitere Änderungen, Auslassungen und Zusätze in ihrer Form und in ihren Details daran vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

  1. DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer zum Einsatz in einem Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von DSL-Signalen für eine Vielzahl von Teilnehmerendstellen (118), beinhaltend einen Baugruppenträger (90, Hub) mit: mindestens einer DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) zur Bereitstellung von DSL-Signalen über Punkt-zu-Punkt Verbindungen (116) zu mindestens zwei Teilnehmerendstellen (118), mindestens einer Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) zur Bereitstellung von gemultiplexten Teilnehmer-Signalen zu mindestens einem Remote-DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer (96, 98, Remote, RAM), und einer Netzabschluss-Karte (12a, NT), die mit der mindestens einen DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) und der mindestens einen Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) verbunden ist und zur Bereitstellung einer gemeinsamen Schnittstelle zu einem Breitbandnetz dient.
  2. DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1, beinhaltend: eine redundante Netzabschluss-Karte (12b, NT(reduntant)), die mit der mindestens einen DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) und der mindestens einen Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) verbunden ist und zur Bereitstellung einer redundanten gemeinsamen Schnittstelle zum Breitbandnetz dient.
  3. DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) ausgestaltet ist, ATM Funktionen durchzuführen.
  4. DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) und die mindestens eine Multiplex-Leitungsabschluss-Karte (92, 94, DS3 LT) über mindestens einen Rückwandbus miteinander verbunden sind.
  5. Vermittlungsstelle (100) beinhaltend: einen DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1, der ausgestaltet ist, ATM-Multiplexen durchzuführen, und einen ATM-Switch (48, 104), der mit dem DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer verbunden ist und ausgestaltet ist, ATM-formatierte Daten zu schalten.
  6. Telekommunikations-Rack zum Einsatz in einem Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von DSL-Signalen und Telefonsignalen für eine Vielzahl von Teilnehmerendstellen (118), beinhaltend: einen DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine DSL-Leitungsabschluss-Karte (14a, ADSL LT) mindestens zwei Hochpassfilter (38) zur Weiterleitung der DSL-Signale beinhaltet, und einen Splitter-Baugruppenträger beinhaltend mindestens eine Tiefpassfilter-Karte (LPF), wobei jede Tiefpassfilter-Karte (LPF) mindestens zwei Tiefpassfilter (40) zur Weiterleitung der Telefonsignale beinhaltet, und wobei jedes Tiefpassfilter (40) mit einem korrespondierenden Hochpassfilter (38) verbunden ist.
  7. Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von DSL-Signale für eine Vielzahl von Teilnehmerendstellen (118), beinhaltend: einen DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer gemäß Anspruch 1 und mindestens einen Remote-DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer (96, 98, Remote, RAM), wobei jeder Remote-DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer (96, 98, Remote, RAM) beinhaltet: mindestens eine DSL-Leitungsabschluss-Karte (ADSL LT) zur Bereitstellung von DSL-Signalen über Punkt-zu-Punkt Verbindungen (116) zu mindestens zwei Teilnehmerendstellen und eine Multiplex-Netzabschluss-Karte (DS3 NT), die mit der mindestens einen DSL-Leitungsabschluss-Karte (ADSL LT) verbunden ist.
  8. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 7, zur zusätzlichen Bereitstellung von Telefonsignalen für die Vielzahl von Teilnehmerendstellen (118), beinhaltend: einen Splitter-Baugruppenträger, der mit dem DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer verbunden ist und zur Weiterleitung von Telefonsignale dient, sowie mindestens einen weiteren Splitter-Baugruppenträger, der jeweils mit einem Remote-DSL-Teilnehmerzugangsmultiplexer (96, 98, Remote, RAM) verbunden ist und zur Weiterleitung von Telefonsignale dient.
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