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Breitbandkommunikationssystem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Breitbandkommunikationssystem mit
jeweils zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Teilnehmerstelle verlaufenden
Lichtwellenleiter-Teilnehmeranschlußleitungen für TV- und/oder Stereoton-Breitbandsignale
und demgegenüber schmalbandige Digitalkommunikationssignale, etwa 64-kbit/s-Digital-Fernsprechsignale,
Bildschirmtextsignale, 8-kbit/s-Steuersignale, Programmwahlsignale.
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In einem Llchtwellenleiter-Breitbandkommunikationssystem können die
Teilnehmeranschlußleitungen jeweils einen einzigen, in beiden Ubertragungsrichtungen
ausgenutzten Lichtwellenleiter aufweisen oder aber jeweils zwei getrennte Lichtwellenleiter
für die beiden Ubertragungsrichtungen. Dabei sind im ersteren Falle beim derzeitigen
Stand der Lichtwellenleiter-Technik über einen Lichtwellenleiter, über den in Richtung
von der Vermittluntsstelle zur Teilnehmerstelle hin TV- u./o. Ton-Breitb2ndsignale
übertragen werden, in einem Rückkanal von der Teilnehmerstelle zur Vermittlungsstelle
hin nur Steuersignale oder relativ einfache Antworten bei interaktiven Diensten
übertragbar; sollen darüber hinausgehend (ggf.
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mehrere)64-kbit/s-Digitalsignale und (ggf. mehrere) 8-kbit/s-Digitalsignale
etwa für Digitalfernsprechen, 3ildschirmtext, Faksimile und für die Signalisierung
und Synchronisierung solcher Schmalband-Kommunikationsdienste zwischen Teilnehmerstelle
und Vermittlungsstelle bzw.
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umgekehrt übertragen werden, so werden zwei Lichtwellenleiter je Te'lneberanschluß
vorgesehen, nämlich für jede Ubertragungsricnung ein eigener Lichtwellenleiter (ntz
32(1979) 3, 15C...153), wobei dann über die beiden tichtwellenleit er ggf. auch
Videokommunikationssigale für eine 3ildfernsprechkommunikation geführt werden können
Eine
solche Signalübertragung über übertragungsrichtungs eigene Lichtwellenleiter erfordert
für die Übertragung in Richtung zur Teilnehm er stelle hin eine Bündelung von im
Rahmen einseitig gerichteter Kommunikationsdienste wie Fernsehen und Hörfunk zu
verteilenden TV- und ggf.
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Stereoton-Signalen mit im Rahmen bidirektionaler Kommunikationsdienste
wie z.B. RrnqWeSen, Fernschreiben, Datenkommunikation zu übermittelnden Telekommunikationssignalen
und bringt damit ggf. eine Verknüpfung von Kommunikationsdiensten unterschiedlicher
Betreiber mit sich, die aus telekommunikationspolitischen oder -rechtlichen Gründen
oder auch aus technischen Gründen unerwünscht sein kann, etwa wenn es sich - zur
Vermeidung eines teilnehmerseitigen zusätzlichen Decodieraufwandes - bei den Rreitbandsignalen
um Analogsignale (FM- oder PPM-Signale) handelt; es wären dann Analog-Breitbandsignale
mit Digital-Kommunikationssignalen gebündelt über den Lichtwellenleiter von der
Vermittlungs stelle zur Teilnehmerstelle hin zu übertragen.
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Im Prinzip wäre dies bei kombinierter Anwendung von Frequenzmultiplex-
und Zeitmultiplex-Techniken realisierbar; praktisch bereitet die Kombination von
Frequenzmultiplex- und Zeitmultiplextechniken allerdings Schwierigkeiten und verlangt
vom Übertragungssystem Verzerrungsfreiheit und hohe Linearität.
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Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein demgegenüber vorteilhafteres
Breitbandkommunikationssystem anzugeben.
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Die Erfindung betrifft ein Breitbandkommunikationssystem mit jeweils
zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmerstelle verlaufenden, jeweils zwei Lichtwellenleiter
aufweisenden Teilnehmeranschlußleitungen für TV- u./o.
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Stereoton-Breitbandsignale und demgegenüber schmalbandige Digitalkommunikationssignale,
in dem Breitbandsignale im
Multiplex über den einen Lichtwellenleiter
von der Vermittlungs- bzw. Verteilstelle zur Teilnehmerstelle übertragen werden
und Digitalkommunikations-Schmälbandsignale, insbesondere 64-kbit/ s-Digitalsignale,
sowie Programmwahlsignale im Multiplex über den anderen Lichtwellenleiter von der
Teilnehmerstelle zur Vermittlungs- bzw.
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Verteilstelle übertragen werden; ein solches Breitbandkommunikationssystem
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß über den einen Lichtwellenleiter
nur die TV- u./o. Stereoton-Breitbandsignale von der Vermittlungs- bzw. Verteilstelle
zur Teilnehmerstelle übertragen werden und über den anderen Lichtwellenleiter alle
Digitalkommunikations-Schmalbandsignale zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmerstelle
und umgekehrt übertragen werden; in weiterer Ausgestaltung der Erfindung können
über den genannten anderen Lichtwellenleiter auch Bildkommunikationssignale sowohl
zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmerstelle als auch umgekehrt übertragen werden.
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Die Erfindung bringt neben dem Vorteil, daß in dem Breitbandkommunikationssystem
die TV- und Stereoton-Prograsmverteilung einerseits und die bidirektionale Schmalband-Digitalkommunikation
und ggf. auch Bildtelefon-Digitalkommunikation andererseits unabhängig voneinander,
ggf.
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auch nacheinander, realisiert werden können, den weiteren Vorteil
mit sich, daß die zu ihrer Verwirklichung benötigte Technologie bereits heute den
praktischen Erfordernissen genügt: So können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
die Digitalkommunikationssignale der beiden Übertragungsrichtungen über den genannten
anderen Lichtwellenleiter im Zeitgetrenntlageverfahren übertragen werden, so daß
in der optischen Ebene eine Entkopplung der Signale der beiden Ubertragungsrichtungen
beispielsweise durch Farbfilter oder hochwertige Richtungskoppler nicht notwendig
ist, vielmehr ein einfacher (etwa
3-dB-)Koppler zwischen dem genannten
anderen Lichtwellenleiter einerseits und einem vom jeweiligen elektro-optischen
Wandler kommenden Lichtwellenleiter bzw. einem zum jeweiligen opto-elektrischen
Wandler führenden Lichtwellenleiter andererseits genügt.
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Die Breitbandsignale können über den genannten einen Lichtwellenleiter
vorteilhafterweise auf analogmodulierten Trägern im Frequenzmultiplex übertragen
werden, während die Digitalkommunikationssignal orteilhafterweise in Zeitmultiplex
gebündelt über den genannten anderen Lichtwellenleiter übertragen werden können.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung noch näher erläutert.
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Dabei zeigen FIG 1 und FIG 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines
3reitbandkommunikationssystems gemäß der Erfindung; FIG 2 und FIG 4 verdeutlichen
für solche Breitbandkommunikationssysteme den Zeitablauf einer Signalübertragung
im Zeitgetrenntlageverfahren.
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Die Zeichnung FIG 1 zeigt schematisch in einem zum Verständnis der
Erfindung erforderlichen Umfange ein Ausführungsbeispiel eines Breitbandkommunikationssystems
gemäß der Erfindung. In diesem Breitbandkommunikationssystem ist eine Teilnehmerstelle
TlnSt über eine zwei - z.B. durch Gradientenfasern mit 50 » Kerndurchmesser und
150 F Manteldurchmesser gebildete - Lichtwellenleiter Lb, Ls aufweisende Teilnehmeranschlußleitung
Al mit der zugehörigen Vermittlungss.telle VSt verbunden, wobei in FIG 1 angedeutet
ist, daß die Teilnehmerstelle TlnSt für Digitalfernsprechen, Faksimiledienst, Bildschirmtext,
Tastwahl und Displaranzeige sowie TV- und St ereotonrr.1p fan eingerichtet sein
kann.
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Über den einen Lichtwellenleiter Lb werden von der Vermittlungs stelle
VSt her nur die TV- und/oder Stereoton-Breitbandsignale zur Teilnehmerstelle TlnSt
hin übertragen. In FIG 1 ist dazu angedeutet, daß die Breitbandsignale der jeweils
zu dem betreffenden Teilnehmer zu übertragenden TV-Programme über ein Breitband-Koppelfeld
KFb -5beispielsweise der aus DE-AS 28 28 662, DE-OS 29 32 588 oder DE-OS 29 32 587
bekannten Art, -und jeweils über einen nachfolgenden Analogmodulator MOD, beispielsweise
einen das betreffende Breitbandsignal in eine jeweils eigene Trägerfrequenzlage
umsetzenden Frequenzmodulator, einem in der Vermittlungsstelle VSt teilnehmerindividuell
vorgesehenen, beispielsweise mit ausgangsseitig zusammengeschalteten Bandpässen
gebildeten Breitbandsignalmultiplexer MUL zugeführt werden, der über einen elektro-optischen
wandler E/O zum Lichtwellenleiter Lb führt; ebenso wird auch das durch einen beispielsweise
mit Frequenzumsetzern eines Trägerfrequenz-Tonkanalsystems MSt15 zu realisierenden
Multiplexer STM aus den Stereotonprogrammsignalen gebildete Breitbandsignal über
einen Analogmodulator MOD dem Breitbardsignalmultiplexer tUL zugeführt.:Dem den
Lichtwellenleiter Lb teilnehmerstellenseitig abschließenden opt-elektrischen Wandler
O/E ist in dem Breitbandkommunikationssystem nach FIG 1 ein Breitbandsignal-Demultiplexer
DEX nachgeschaltet, an den über entsprechende Anschlußleitungen tv bz.
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st entsprechende Tt-2mDfänger TVE bzw. Stereotonempfänger STE angeschlossen
sind.
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Über den anderen Lichtwellenleiter Ls werden alle Digitalkommunikations-Schmalbandsignale
von der Vermittlungs stelle VSt zur Teilnehmerstelle TlnSt und in umgekehrter Richtung
von der Teilnehmerstelle TlnSt zur Vermittlungsstelle VSt übertragan. Dabei werden
in der Vermittlungsstelle VSt über ein Schmalbandkoppelfeld KFs - beispielsweise
der aus A1-PS 354 527bekannten Art - durchvermittelte (z.B. 64-kbit/s-)Digital-Fernsprechsignale,
Faksimilesignale
und von der Vermittlungssteuerung Vs herrührende (z,B. 8-kbit/s-)Steuersignale sowie
Bildschirmtext-(Btx-)Signale und von der Einstelleinrichtung Eb des Breitband-Koppelfeldes
KFb herrührende Quittungssignale in einem in der Vermittlungsstelle VSt teilnehmerindividuell
vorgesehenen - zusammen mit einem entsprechenden Demultiplexer DEXv beispielsweise
mit Multiplexgeräten ZD 1000 Cl und ZD1000 E10 für ein 64-kbit/s-Multiplexsignal
und einem Multiplexgerät DSE64K/2 für die Zusaumenfassung von 64-kbit/s-Signalen
zu einem 2,048-Mbit/s-Multiplexsignal zu realisierenden - Multiplexer I<ULv zu
einem dann zur Teilnehmerstelle TlnSt hin zu übertragenden Multiplexsignal, im Beispiel
Zeitmultiplexsignal, zusa=engefaßt; ein in der umgekehrten Über tragungsrichtung
von der Teilnehmerstelle TlnSt zur Vermittlungsstelle VSt gelangtes Multiplexsignal,
insbesondere Zeitmultiplexsignal, wird in dem entsprechenden Demultiplexer DEXv
in die entsprechenden Einzelsignale, beispielsweise über das Schmalband-Koppelfeld
KFs durchvermitteltes (z.B. 64-kbit/s-Digital-Fernsprechsignal und Faksimilesignal,
der Vermittlungssteuerung Vs zuzuführendes (z.B. 8-kbit/s-)Steuersignal sowie 3ildschirmtextsignal
und der Einstelleinrichtung Eb des Breitbandkopnelfeldes KFb zuzuführendes Pro grammwahl
signal, aufgefächert.
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Eine entsprechende Signalbündelung bzw. -entbündelurg findet - jeweils
in umgekehrter Übertragungsrichtung -in der Teilnehmerstelle TlnSt statt, wozu dort
ein er.tsprechender Multiplexer IULt bzw. Demultiplexer DEXt vorgesehen ist.
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In der Vermittlungsstelle VSt ist mit dem Ausgang des dort vorgesehenen
teilnehmerindividuellen Multiplexers t/tTLv der elektrische Anschluß eines elektro-optischer
Wandlers e/o verbunden; der Eingang des in der Vermittlungsstelle VSt vorgesehenen
Demultiplexers DEXv ist mit dem Ausgang eines opto-elektrischen Wandlers e\o
verbunden.
Die optischen Anschlüsse dieser beiden Wandler sind über einen Glasfaser-Richtungskoppler
RKv mit dem Lichtwellenleiter Ls verbunden.
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In entsprechender Weise ist in der Teilnehmerstelle TlnSt der Lichtwellenleiter
Ls über einen Glasfaser-Richtungskoppler RKt mit dem optischen Ausgang eines elektro-optischen
Wandlers o\e und dem optischen Eingang eines opto-elektrischen Wandlers o/e verbunden,
wobei der elektrische Eingang des elektro-optischen Wandlers o\e mit dem Ausgang
des genannten Multiplexers t4ULt und der elektrische Ausgang des opto-elektrischen
Wandlers o/e mit dem Eingang des genannten Demultiplexers DEXt verbunden ist. Mit
den Eingängen des Multiplexers MULt bzw. den ausgängen des Demultiplexers DEXt sind
dann die einzelnen Schmalbandkommunikations-Endgeräte bzw.
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-teilgerä'e verbunden, ohne daß dies hier noch weiter erläutert werden
müßte.
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An die Glasfaser-Richtungskoppler RK, die hier ebenfalls nicht weiter
erläutert zu werden brauchen, da Glasfaser-Richtungskoppler an sich (z.3. aus nachrichten
elektronik (1979)1, 18) bekannt sind, werden keine besonderen Anforderungen hinsichtlich
der Entkopplung der Multiplexsignale der beiden Übertragungsrichtungen voneinander
gestellt, wenn, wie dies auch in FIG 1 angedeutet ist, die Multiplexsignale der
beiden Übertragunsrichtungen im Zeitgetrenntlageverfahren über den Lichtwellenleiter
Ls übertragen werden.In den in FIG 1 dargestellten Breitbandkommunikationssystem
ist dazu in der Vermittlungs stelle VSt zwischen Multiplexer bzw. Demultiplexer
tiULv, DSYv und elektro-optischem bz, opto-elektrischem Wandler e/o, e\o eine beispielsweise
mit einem Schieberegister zu realisierende Sufferschaltung Zv vorgesehen; in entsprechender
Weise ist in der Teilnehmerstelle TlnSt zwischen vlultiplexer ULt und Deinultiplexer
D2(t einerseits und elektro-optischem
Wandler o\e und opto-elektrischem
Wandler o/e andererseits eine entsprechende ZeitgetrenntlagerPufferschaltung Zt
vorgesehen.
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Die somit bewirkte Verlagerung der eigentlichen Richtungstrennung
von der optischen Ebene in die elektrische (und digitale) Ebene hat den Vorteil,
daß die Zeitgetrenntlage-Steuerschaltungen Zv, Zt in herkömmlicher IC-Technologie
(beispielsweise mit Schieberegistern) realisierbar sind. Die mit dem Einsatz des
Zeitgetrenntlageverfahrens verbundene Tatsache, daß die Bitfolgefrequenz in den
Signalbursts auf der Leitung ein Mehrfaches der Nutzbitrate beträgt, kann beim Einsatz
auf dem Lichtwellenleiter Ls vorteilhafterweise außer Betracht bleiben, weil hier
zum einen keine hochfrequente Störstrahlung auftritt und zur anderen die Leitungsdämpfung
des Lichtwellenleiters nicht mit zunehmender Bitrate ansteigt, die Reichweite davon
also nicht wie bei einer Cu-Leitung beeinflußt wird. Bei der Festlegung der Parameter
für die Zeitgetrenntlageubertragung, beispielsweise von Burstlänge und Burstpause,
ist es deshalb zweckinäßig, die bei der Signalübertragung über einen Lichtwellenleiter
maximal mögliche Reichweite zugrunde zu legen.
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Ein entsprechendes Beispiel des zeitlichen Ablaufs der Burstübertragung
wird durch FIG 2 verdeutlicht: Nach diesem Beispiel steht für einen 25/us dauernden
Digitalsignalblock (Burst) eine maximale SirnallauQzeit von 100 es je Ubertragungsrichtung
zur Verfügung, was einer Lichtwellenleiterlänge von etwa 20 km entspricht.
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Dabei wird davon ausgegangen, daß, wie dies an sich (aus DE-PS 25
11 619) bekannt ist, in beiden Übertragungsrichtungen abwechselnd Bursts mit den
Digitalsignalworten jeweils zweier aufeinanderfolgender (125/1s-)Pulsrahmen übertragen
werden. Venrendet man dabei den in Digital-Vermittlungen ohnehin vorhandenen 2,048-Bit/s-Tat
auch als Bitfolgetakt in den Bursts, dann ergibt sich bei der angenomee Burstlänge
von
etwa 25 pis eine Übertragungskapazität von z.B.
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etwa 3 x 64 kbit/s, d.h. Übertragungskapazität für beispielsweise
zwei 64-kbit/s-Digitalkommunikationskanäle (beispielsweise für Digitalfernsprechen
und Faksimile) und acht 8-kbit/s-Digitalkommunikationskanäle (für Signalisierung,
Synchronisierung und Datenübertragung).
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Die Zeichnung FIG- 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Breitbandkommunikationssystems gemäß der Erfindung, das zunächst einmal die auch
im Breitbandkommunikationssystem gemäß FIG 1 vorgesehenen Kommunikationsdienste
vorsieht, darüber hinaus aber auch Digital-Bildfernsprechen, wobei über den Lichtwellenleiter
Ls, über den die Digitalkommunikations-Schmalbandsignale in beiden Übertragungsrichtungen
übertragen werden, auch die Bidirektional-Bildkommunikations-Digitalsignale zwischen
Vermittlungsstelle VSt und Teilnehmerstelle TlnSt und umgekehrt übertragen werden.
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Die zeichnerische Darstellung in FIG 3 geht von der Darstellung in
FIG-1 aus, so daß die obenstehenden, sich auf FIG-1 beziehenden Erläuterungen auch
für das Ausführungsbei spiel gemäß FIG 3 gelten und somit hier nicht wiederholt
zu werden brauchen. Ergänzend ist dann in FIG 3 angedeutet, daß die Teilnehmerstelle
TlnSt auch eine Videokommunikationsanlage VKA mit einer Kamera und einem Bildschirmgerät
aufweist undamit auch für bidirektionale Videokommunikation (zildfernsprechen) eingerichtet
ist. Die Videokommunikabionsanlage VKA ist dabei in Senderichtung über einen Analog/Digi
tal-U.msetzer D\A mit einem Eingang des Multiplexers :iuLt und in Empfangsrichtung
über einen Digital/Analog-Umsetzer D/Ä mit einer. Ausgang des Demultiplexers DEXt
verbunden.
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In der Vermitturgsstelle VSt ist geräß FIG 3 mit einem Ausgang des
Multiplexers iETLv ein Eingang und mit einem Eingang des Demultiplexers Dv ein zugehöriger
Ausgang eines Bildkommunikations-Koppelfeldes 5 verbunden, das ebenfalls von der
Vermittlungssteuerurg Vs gesteuert
wird und über das die Bildkommunikationsverbindungen
durchvermittelt werden.
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Über den Lichtwellenleiter Ls werden dann in beiden Richtungen neben
beispielsweise 64-kbit/s-Fernsprechsignale, Faksimilesignale und (z.B. 8-kbit/s-)Steuersignale
nun auch Bildfernsprechsignale bündelnde Multiplexsignale beispielsweise in Form
von 8-Mbitls- oder 34-Mbit/s-Digitalsignalen übertragen, wozu Multiplexer und Demultiplexer
zusätzlich mit Multiplexgeräten DSIVYS2/8 (bei einem 8-wit/s-Digitalsignal) und
zusätzlich DSCE8/34 (bei einem 34-t4bit/s-Digitalsignal) realisiert sein können.
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Ein Beispiel des zeitlichen Ablaufs einer entsprechenden Burst-Übertragung
wird durch FIG 4 verdeutlicht: Mach diesem Beispiel steht für einen 80 es langen
Digitalsignalblock (Burst) eine maximale Signallaufzeit von 40 µs je Übertragungsrichtung
zur Verfügung, was einer Lichtwellenleiter-Länge (Reichweite) von etwa 8 km entspricht;
innerhalb jedes Bursts können dabei jeweils beispielsweise 8 kbit mit einer Ubertragzngsgeschwindigkeit
von z.B. 100 ,Zit/s übertragen werden.
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Abschließend sei noch bemerkt, daß das in FIG 3 angedeutete Bildkoppelfeld
KFB - wie übrigens ebenso auch das Breitbandkoppelfeld KFb - in einer ECL-Technik
realisierte Koppelpunktschaltkreise aufweisen kann, die durch untereinander zu mehrstufigen
Koppelpunktpyramiden verbundene steuerbare Multiplexer gebildet sind, wie dies auch
bereits an anderer Stelle (DE-P 3204 900.5) angegeben wird.