DE3146865A1

DE3146865A1 - "fernsprechkonferenzsystem"

Info

Publication number: DE3146865A1
Application number: DE19813146865
Authority: DE
Inventors: Adrianus Wilhelmus Maria van den 5621 Eindhoven Enden; Teunis Arno van 1223 Hilversum Harreveld; Job Fransiscus Petrus van 5621 Eindhoven Mil
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-12-01
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1982-07-01
Also published as: US4425478A; GB2088673B; NL8006519A; FR2495416A1; FR2495416B1; GB2088673A; JPH0351149B2; JPS57119549A

Description

N. V. Philips⁴ 61oeilampenfebrÄ"i;;r.. :.j::·^ ; ; 314686 5

PHN.9912. - yft 19-6.1981.

Fernsprechkonferenzsystem.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Konferenzsystem zur gleichzeitigen Herstellung eines Informationsaustausches zwischen einer Anzahl Teilnehmern mit einer Konferenzschaltung für Informationssignale der Konferenz, einer Verbindungsschaltung zum Anschliessen jedes der Teilnehmer an dem Informationsaustausch der Konferenzschaltung, wobei jede Verbindungsschaltung aus einer ersten Ausgangsschaltung zum Aussenden der Information von einem Teilnehmer zu der Konferenzschaltung und aus einer zweiten Ausgangsschaltung zum Empfangen der Information der Konferenzschaltung für diesen Teilnehmer besteht und die Konferenzschaltung dazu eingerichtet ist. Eingangsinfοrmationssignale von der ersten Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen zu empfangen und Ausgangsinformationssignale zu der zweiten Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen abzugeben, welche Ausgangsinformationssignale die algebraische Summe der Eingangsinformationssignale jedes der übrigen ersten Ausgangssignale mit einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis <X- enthalten.

Ein derartiges Konferenzsystem ist aus dem

Artikel "Conferencing fundamentals for digital PABX equipments" von R.J. d'Ortenzio, erschienen in Proceeding 1977» International Conference on Communications, Seite 2.5—29 bis 2.5-36, bekannt.

Fast alle elektronischen Zentrale, sowohl diejenigen vom Zeitverteilungsprinzip (TDM) als auch diejenigen, die entsprechend dem Raumverteilungsprinzip (SDM) arbeiten, sind vom Vierdrahtstyp. Verbindungsschaltungen (oft hybride Torschaltungen oder Gabelschaltungen) an dem Eingang und am Ausgang der Zentrale sorgen für die Zweidraht/Vierdrahtübergänge und umgekehrt. Die Teilnehmer an der Konferenz sind beim bekannten System an die Zwei-

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drahtseite der Gabelschaltung angeschlossen. Das Vierdrahteingangssignal jeder Gabelschaltung ist die algebraische Summe der Vierdrahtausgangssignale aller übrigen Teilnehmer. Es wird dafür gesorgt, dass das eigene Signal nicht zum eigenen Eingang zurückgeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass alle Vierdrahtausgangssignale summiert werden, wonach das eigene Vierdrahtaus— gangssignal aus den Sutnmens Lgnalen entfernt wird. Dies wird gemacht, um die Stabilität der Schaltung zu verbessern (siehe Seite 2.5-3I Zeilen 8-12). Denn die Quellenimpedanz Z, die mit dem Kreis, mit dem jeder Teilnehmer an der Zweidrahtseite der Gabelschaltung verbunden ist, ist im allgemeinen für jeden Teilnehmer verschieden (Diese Unterschiede der Quellenimpedanz werden u.a. durch den Apparat, den Kabeldurchmesser, die Kabellänge und den Kabeltyp verursacht). Dadurch werden die Gabe!schaltungen nicht in Balance sein und es können"folglich - durch Gabelüberlauf (Fehlanpassung) - spontan erzeugte Signale entstehen. Es wurde dargelegt, dass, wenn die Konferenzschaltung absolut stabil sein muss (absolut stabil bedeutet stabil bei jeder beliebigen komplexen, passiven Quellenimpedanz), eine zusätzliche Dämpfung eingeführt werden muss. Die Dämpfung ist abhängig von der maximalen Anzahl Teilnehmer (k + i), die an das Konferenzsystem angeschlossen werden kann und diese Dämpfung beträgt 20 log (k).

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Konferenzsystem der obengenannten Art zu schaffen, das unter Beibehaltung absoluter Stabilität weniger Dämpfung ergibt. Das Konferenzsystem weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass die Ausgangsxnformationssignale, die' der zweiten Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen zugeführt werden, weiterhin das von der betreffenden ersten Ausgangsschaltung herrührende Eingangsinformationssignale enthalten mit einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis β .

Es stellt sich heraus, dass das erfindungsgemässe Konferenzsystem für drei Teilnehmer eine Dämpfung von nur 3>5 dB (das bekannte System 6 dB) und ein Konfe-

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renzsystem für 8 Teilnehmer eine Dämpfung von 12,0 dB (das bekannte System 16,9 dB aufweist.

Es sei bemerkt, dass es aus der U.S. Patentschrift k.119.807 an sich bekannt ist, den Teilnehmern der Konferenz eine abgeschwächte Form des eigenen Beitrags zurückzuführen. Es handelt sich dabei um ein Konferenzsystem mit einem digitalen PCM-TDM-Schaltsystem, das u.a. keine Zweidraht-/Vierdrahtübergänge und Verbindungsschaltungen aufweist und wobei die damit eingeführte obenstehend angegebene Entwurfsproblematik nicht in Frage kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Vierdrahtkonferenzsystems,

Figur 2 das Gebiet in der (o(.,/3>)-Ebene, in dem das erfindungsgemässe Konferenzsystem absolut stabil ist.

In Figur 1 ist ein Vierdrahtkonferenznetzwerk CN dargestellt, das einen Teil eines Konferenzsystems zur gleichzeitigen Herstellung eines Informationsaustausches zwischen einer Anzahl Teilnehmer (k + i) bildet, die an die Klemmen η , η ... η, angeschlossen werden können. Die Teilnehmer sind über zwei Zweidraht-fullduplex an diese Klemmen η . τχ ... η. angeschlossen. De,r Signal-

beitrag eines Teilnehmers wird in der Figur als Spannungsquelle E. in Reihe mit einer Quellenimpedanz Z. mit i = 0, 1, ... k dargestellt. Die Quellenimpedanz Z. ist infolge von Unterschieden in u.a. Kabellänge, Kabeldurchmesser, Kabeltyp und Teilnehmerapparat im allgemeinen für jeden

Teilnehmer verschieden. Das Konferenzsystem weist weiterhin eine Verbindungsschaltung CS. auf mit i=0, 1, ... k zum Verbinden des an die Klemme n. angeschlossenen Teilnehmers mit dem Konferenznetzwerk CN. Die Verbindungsschaltung weist eine (nicht dargestellte) erste Ausgangs—

schaltung auf zum Aussenden der Information von einem Teilnehmer zu der Konferenzschaltung CN über den Leiter bzw. das Leiterpaar SW. und eine zweite Ausgangsschaltung

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(nicht dargestellt) zum Empfangen der Information von der Konferenzschaltung CN über den Leiter bzw. das Leiterpaar RV.. In der Praxis ist die Verbindungsschaltung oft als hybride Tor- oder Gabelschaltung ausgebildet, mit der der Zweidraht-fullduplex der Teilnehmerverbindung in eine Vierdrahtverbindung zum getrennten Senden und Empfangen der Informationssignale zu bzw. von den anderen Teilnehmern umgewandelt wird. Derartige, im übrigen bekannte hybride Torschaltungen enthalten eine Gegentaktimpedanz

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R, die möglichst gut an den Nennwert der Quellenimpedanz Z der Teilnehmer angepasst ist, die an die Zweidrahtseite angeschlossen sind. Es ist eine Eigenschaft der hybriden Torschaltung, dass wenn Z = R, eine perfekte Trennung der Sende- und Empfangssignale an der Vierdrahtseite bewirkt wird. In diesem (idealen) Fall ist die mögliche Schleife, die durch die hybride Torschaltung, den Sendeleiter SW , das Konferenznetzwerk CN und den Empfangsleiter RW gebildet wird, unterbrochen, wodurch das Auftreten regenerativer Erscheinungen vermieden wird. Wie bereits angegeben, ist in der Praxis durch mehrere in den elektrischen Teilnehmer-Parametern eine perfekte Balancierung unmöglich.

Das Konferenznetzwerk CN enthält eine Anzahl Summierverstärker SA. mit i = 0,2, ... k. Jeder Summierverstärker weist (k + 1) Eingänge und nur einen Ausgang auf. Von den (k + 1) Eingängen, beispielsweise des Summierverstärkers SA (p = 0, 1, ... k), sind k Eingänge über die Sendeleiter SW. (i = 0, 1, 2, k, i φ ρ) mit den Verbindungsschaltungen CS. (i = 0, 1, 2, k, i φ ρ) zur Verstärkung der Informationseingangssignale um einen Faktor oc verbunden. Nur ein Eingang des Summierverstärkers SA (p = 0, 1, ... k) ist über den Leiter SW mit der Verbindungsschaltung CS (p = 0, 1, 2, ... k) zur Verstärkung des Informationssignals um einen Faktor ß , /3 φ 0 verbunden. Die Summe dieser beiden verstärkten Signale ist an dem Ausgang jedes Summierverstärkers SA. verfügbar und wird über den Empfangsleiter RW. der Verbindungsschaltung CS. zugeführt. Dadurch erhält jede Verbindungsschaltung CS. über den Leiter RW. nicht nur die Informationseingangssignale aller übrigen Teilnehmer an der Konferenz um Cs verstärkt sondern zugleich auch das eigene Informationseingangssignal um β verstärkt angeboten. Für den Fall, dass die Quellenimpedanz Z. mit i = 0, 1, ... k beliebig, komplex und passiv ist, ist festgestellt, dass ein absolut stabiles Konferenzsystem erhalten wird, wenn für c< und ß ein Wert gewählt wird, der in dem schraffierten Gebiet von Figur 2 liegt. In Figur 2 ist <X als Funktion von β dargestellt in einem Achsensystem mit dem Ursprung 0.

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Es stellt sich heraus, dass die Dämpfung des Konferenzsystems für Z. = Z mit i = O, 1, ... k für OC - 2/(k + 1) und./? = (1 - k)/(i + k) oder für<£ =

und/? =

(k - i)/(k +1) minimal ist und diese Dämpfung beträgt 20 log{_ J . Für den Fall, bekannt aus dem Zeitschrift artikel von R.J. d'Ortenzio, Conference fundamentals for digital PABX equipment Proceeding 1977, International Conference on Communications, Section 2-5, Seite 29-36, in dem das Informationseingangssignal der Verbindungsschaltung CS. nicht über den Summierverstärker SA. zurück geführt wird, d.h. /-' = 0, beträgt diese Dämpfung, wie aus Figur 2 ersichtlich, 10 log k. In der Tabelle I ist die minimale Dämpfung des Konferenzsystems nach der Erfindung (β φ θ) und des bekannten Konferenzsystems (ß= θ) für eine Anzahl Werte der Anzahl Teilnehmer (k + 1) an der Konferenz dargestellt.

TABELLE I.

k	Dämpfung (dB)	/9-0
1	βφ 0	0
2	0	6
7	3,5	16,9
15	12,0	23,5
18, 1

Aus der Tabelle geht hervor, dass die Dämpfung des Konferenzsystems mit P φ 0 wesentlich niedriger ist als die für das bekannte System mit /3=0, während die Anforderung absoluter Stabilität nach wie vor erfüllt wird. Für sehr grosse Werte von k geht der Unterschied in der Dämpfung nach 6 dB, wie aus den obenstehenden Formeln hervorgeht.

Das schraffierte Gebiet in Figur 2 kann auch als das Gebiet dargestellt werden, das innerhalb der nachfolgenden vier Geraden liegt :

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+ ß - 1 =0;
+ β + 1 = 0;

oi -/3 + 1 s Oi

ς^ -β _ 1 =0.

Wenn äusserst hohe und äusserst niedrige Quellenimpedanzen Z nicht auftreten, kann die Anforderung absoluter Stabilität abgeschwägt werden zu einer Stabilität in dem zu erwartenden Impedanzbereich. In diesem Fall kann die Dämpfung des Konferenzsystems (sowohl das System nach der Erfindung als auch das bekannte) niedriger sein als die obenstehend angegebenen Verte bei absoluter Stabilität. Die Differenz in der Dämpfung zwischen den beiden Systemen wird jedoch nach wie vor beibehalten. Eine niedrigere Dämpfung bedeutet, dass ein Wert von X und /J erforderlich ist, der ausserhalb des schraffierten Gebietes in Figur 2 liegt.

In dem Ausführungsbeispiel, das in Figur 1 dargestellt ist, werden die Ausgangsinformationssignale jeder Verbindungsschaltung CS. zu den Summierverstärkern SA (p = O, 1, ... k, ρ ^ i) der übrigen Teilnehmer geführt, wo der Beitrag des eigenen Teilnehmers, verstärkt um einen Faktor /3 , hinzugefügt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Ausgangsinformationssignale, die von allen Verbindungsschaltungen herrühren, zu summieren und von diesem Summen- signal je Summierverstärker den Beitrag des eigenen Teilnehmers, verstärkt um einen Faktor (-CX + β ), zu dem genannten Summensignal hinzuzufügen.

Es dürfte einleuchten, dass die Funktion des Konferenznetzwerkes CN, die in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in "hard-ware" ausgebildet ist, auch in "software" ausgebildet werden kann.

In der Praxis sind die hybriden Torschaltungen nicht ideal. So wird die hybride Torschaltung eine gewisse Dämpfung beim Übertragen des Signals von der Klemme n.

zumdem Leiter SW. verursachen. Dies ist jedoch kein unüberwindlicher Nachteil, da, sofern die übrigen hybriden Torschaltungen dieselbe Dämpfung aufweisen, der Verstärkungsfaktor bzw. die Verstärkungsfaktoren s-X , β der Summier-

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Verstärker SA. an diese Situation angepasst werden können. Bei einer Dämpfung von \ durch alle hybriden TorSchaltungen könnten alle Verstärkungsfaktoren 2Xbzw. 2/3 gewählt werden. Es ist auch möglich, dass die Teilnehmer an der Konferenz einen ungleichen Leistungspegel aufweisen, beispielsweise dadurch, dass manche Teilnehmer an dasselbe Ortsamt angeschlossen sind und ein oder mehrere andere Teilnehmer über ein (oder sogar mehrere) Amt bzw. Amter höherer Ordnung an die Konferenzschaltung angeschlossen ist bzw. sind. In diesem Fall muss der Verstärkungsfaktor für manche Teilnehmer angepasst werden, was dazu führen wird, dass nicht alle Signale, die einem Suinmierverstärker SA. zugeführt werden, um X (β ) verstärkt werden, sondern dass das von bestimmten Teilnehmern herrührende Signal etwas weniger oder mehr verstärkt wird als um C*. ( β ) .

Leerseite

Claims

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PHN. 9912 y^ 19.6. 1981.

PATENTANSPRÜCHE

rl) Konferenzsystem zur gleichzeitigen Herstellung eines Informationsaustausches zwischen einer Anzahl Teilnehmer mit einer Konferenzschaltung für Informationssignale der Konferenz, einer Verbindungsschaltung zum Anschliessen jedes der Teilnehmer an dem Informationsaustausch der Konferenzschaltung, wobei jede Verbindungsschaltung aus einer ersten Ausgangsschaltung zum Aussenden der Information von einem Teilnehmer zu der Konferenzschaltung und aus einer zweiten Ausgangsschaltung besteht zum Empfangen der Information der Konferenzschaltung für diesen Teilnehmer und die Konferenzschaltung dazu eingerichtet ist, Eingangsinformationssignale zu empfangen von der ersten Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen und Ausgangsinformationssignale der zweiten

'5 Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen abzugeben, welche Ausgangsinformationssignale die algebraische Summe der Eingangsinformationssignale jedes der übrigen ersten Ausgangssignale enthalten mit einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis o<- , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsinformationssignale, die der zweiten Ausgangsschaltung jeder der Verbindungsschaltungen zugeführt werden, weiterhin das von der betreffenden ersten Ausgangsschaltung herrührende Eingangsinformationssignal enthalten mit einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis ß .
2. Konferenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konferenzsystem absolut stabil ist in einem Gebiet, das um den Ursprung eines (¹^, ß ) Achsenkreuzes liegt und durch die Geraden <X k + /> — 1 =0, CXk +/» + 1 = 0, OC _ /? + 1 =0 und oC -/0 - 1 =0 begrenzt wird, wobei (k + 1) die maximale Anzahl Teilnehmer ist, die an das Konferenzsystem angeschlossen werden kann.