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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Herstellung von
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Konferenzverbindungen zwischen Teilnehmerstellen eines Fernmeldenetzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellüng von Konferenzverbindunger zwischen
Teilnehmerstellen eines Fernmeldenetzes, wobei die richtungsgetrennte Durchschaltung
von über AnschluBleitungen übertragenen Fernsprech oder Datensignalen in einem Raumvielfach-topselfeld
erfolgt und wobei als Koppelpunkte in den Kreuzungspunkten der Zeilen und Spalten
des matrixförmig aufgebauten Raumvielfach-Koppelfeldes Halbleiterkoppelpunkte verwendet
werden.
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In der Vermittlungstechnik werden im zunehmenden Maße die bekannten
Metallkontakte durch Halbleiterkoppelpuhkte ersetzt. Elektromechanische Koppelpunkte
erreichen im geschlossenen Zustand einen Übergangswiderstand < 0,1 .
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Im geöffneten Zustand weisen diese einen nahezu unendlichen Widerstend
auf. Als Helbleiterkoppelpunkte wurden vor allem Dioden, Transistoren, Vierschichtdioden
sowie Vierschichttrioden als Koppelpunkte erprobt. Neuerdings werden auch Koppelpunkte
mit FeldeffekttransistorBn vorgeschlagen. Feldeffekttransistoren bieten den Vorteil,
daß Steueranschluß und SchaltstreckE! hochohmig vofleinander getrennt sind, so daß
Nebensprechkopplungen über die Steueranschlüsse der Koppelfelder vermieden werden.
Der Feldeffekttransistor kann auch symmetrisch ausgeführt
werden,
so daß die beiden Anschlüsse Drain und Source Schaltstrecke vertauscht werden können.
Die Steuerung kann über eine pn-Sperrschicht oder über eine isolierende Schicht,z.B.
aus Siliziumoxid,erfolgen. Feldeffektransistoren können zusammen mit den Ansteuerschaltungen
für die Koppelpunkte integriert werden. Elektronische Koppelpunkte sind nicht ohne
weiteres in integrierter Bauweise wirtschaftlich realisierbar, wenn sie die Anforderungen
niedrige Durchgangsdämpfung ,hohe Sperrdfimpfung und Durchlässigkeit für relativ
große Gleichstrome und Wechselströme erfüllen sollen. Der Durchlaßwiderstand eines
MOS-Koppelpunktes liegt in n-Kanaltechnologie über 20 Q und in p-Kanaltechnologie
über 50Q . Fertigungstoleranzen, Temperaturabhängigkeit und Alterung verursachen
bei Haibleiterkoppelpunkten eine breite Streuung des Durchlaßwiderstandes. Die Verluste
eines Raumvielfach-Koppelfeldes,aufgebaùt aus Halbleiterkoppelpunkten,yehen ohne
Entdämpfung über das bei postalischer Anwendung,z.B. in der BRD,tugelassene MaB
hinaus. Die Kompensation der Durchlaßdempfung bei Halbleiterkoppelpunkten kann im
durchgeschalteten Zustand mittels eines regelbaren negativen Widerstandes erfolgen.
Die Entdämpfung von z.B. MOS-Koppelpunkten kann auch mittels stromgesteuerter Stromquellen
erfolgen,deren hohe Ausgangsimpedanz den Koppelpunktwiderstand unwirksam machen.
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Für Fernsprechsonderanlagen ist ein Vierdraht-Konferenznetzwerk bekannt
(DE-OS 28 33 712), welches aktive Netzwerke enthält. Die Teilnehmer sind über getrennte
Empfangsleitungen an eine für alle Teilnehmer gemeinsame Eingang sammelleitung angeschlossen.
Zwischen Eingangssammelleitung und einer allen Teilnehmern gemeinsamen Ausgangssarrlmelleitung
ist eine Verstärkereinrichtung angeordnet. Jedem Teilnehmer ist ein Verstarker zugeordnet,dem
zur Dif-
ferenzbildung das Signal auf der Eingangssammelleitung
und das Signal der Ausgangssammelleitung zugeführt wird.
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Von dem ueber die Ausgangssammelleitung übertragenen Summensignal
wird der eigene Signalbnteil jedes senkenden Teilnehmers subtrahiert. Durch Semessungen
der d Konferenzteilnehmern zugeordneten Verstärkern kann je Durch gangsdämpfung
zwischen der Eingang6sammelleitungfund der Ausgangssammelleitung eingestellt werden.
Der Aufwand für ein derartig ausgebildetes Vierdraht-Konferenznetzwerk ist hoch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
anzugeben, wodurch eine beliebige Anzahl von Teilnehmerstellen zu einer Konferenz
zusammengeschaltet werden kann, ohne daß vorgegebene Anforderungen hinsichtlich
Durchlandämpfung und Rückhördämpfung nicht mehr erfüllt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Raumvielfach-Koppelfeld
die Signalübertragung durch eingeprägte Ströme erfolgt und daß die Signalströme.von
ankommenden Signalen der Konferenz-Teilnehmerstellen zu einem Summenstromsignal
zusammengefaßt werden,von dem jeweils vor der Übertragung zur Konferenz-Teilnehmerstelle
der eigene Signalanteil subtrahiert wird.
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Infolge der Signalübertragung durch einyepragte Ströme im Raumvielfach-Koppelfeld
hat der Durchlaßwiderstand der Koppelpunkte keinen EinfluB mehr. Durch die exakte
Übertragung von Summensignal und eigenem Signalanteil bezüglich Amplitude und Phase
kann das Prinzip der Differenbildung angewandt werden.
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Gemäß der Erfindung werden eigener Signalanteil und Summenstromsignal
nach Durchlaufen des Raumvielfach-Koppel feldes vor Durchführung der Subtraktion
in eine entsprechende Signalspannung umgesetzt.
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Durch die Umsetzung der eingeprägten Ströme in entsprechende Signalspannungen
kann die Subtraktion mit einem einfach aufgebauten Netzwerk erfolgen.
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G.emäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Raumvielfach-Koppelfeld aus einem quadratischen Hauptkoppelfeld und mindestens
einer Sammelschiene mit mindestens einer der Anzahl der ankommenden Anschlußleitungen
entsprechenden Anzahl von Koppelpunkten besteht. Die über die ankommenden Anschlußleitungen
übertragenen Signaispannungen-werden mittels jeweils zweier Spannungs/Strom-Umsetzer
in zwei Signalströme umgesetzt.
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Einer der Signal ströme wird dem Koppelpunkt einer Zeile des Hauptkoppelfeldes,und
der andere Signalstrom einem Koppelpunkt der Sammelschiene zugeführt.
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Durch die Verwendung von jeweils zwei Spannungs/Strom-Umsetzer pro
An schluß leitung werden zwei eingeprägte Ströme gleicher Amplitude und Phase erzeugt.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß bei der Herstellung einer Konferenzverbindung
jeweils Koppelpunkte der Sammelschiene, Koppelpunkte in der Diagonalen des Hauptkoppelfeldes
und Koppelpunkte einer Verteil-Sammelschiene geschlossen werden. Jeweils die an
der Konferenzverbinduno nicht beteiligten Spannungs/Strom-Umsetzer werden durch
Schliessen von Koppelpunkten einer Kur2schlur1-SammElsc.hiene ar tasse gelegt.
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Die diagonalen Koppelpunkte im Hauptkoppelfeld s4d in einem quadratischem
Koppelfeld immer vorhanden und werden in vorteilhafter Weise zum Aufbau einer Konferengverbindung
mit verwendet. Durch das Kurzschließen von nicht zur Konferenzverbindung benötigten
Spannungs/Strom-UmSetzern kann ein Signalanteil von eingekoppelten Störanteilen
unterdrückt werden.
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Vorzugsweise ist jeder Koppelpunkt in der Diagonalen des Hauptkoppelfeldes
jeweils mit einem zweiten StromlSpannungs-Umsetzer verbunden. Weiterhin ist jede
Samielschiene mit einem ersten Strom/Spannungs-Umsetzer und dieser mit einer Verteil-Sammelschiene
verbunden. Jeder Koppelpunkt der Verteil-Sammelschiene ist. an einen ersten Eingang
jeweils eines Subtrahierers angelegt. Dem zweiten Eingang des Subtrahierers wird
das Ausgangssignal des zweiten Strom/Spannungs-Umsetzers zugeführt.
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Um das Aufteilen des Summensignals, insbesondere eines Summenstromes.zu
ermöglichen muß dieser in eine entsprechende Summenspannung umgesetzt werden. Durch
eine geeig-.
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nete räumliche Aufteilung von Verteil-Sammelschiene und Stromjspannungs-Umsetzern
sowie Subtrahierern können für kritische Verbindungen kurze Verbindungswege erm0§licht
werden. Dadurch können die übertragungstechnischgm Forderungen erfüllt werden, so
daß unter dieser Voraussetzung das Summenspannungssigna1 nach der Verteil-Sammelschiene
auf einen hochohmigen Eingang der jeweiligen Subtrehierer treffen kann.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen,jeweils die ersten Eingänge von
Subtrahierern, welche nicht an der Konferenzverbindung beteiligt sind, über eine
zweite Kurz-
schluß-Sammelschiene an Masse zu legen.
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Durch das Kurzschließen von nicht benötigten Signalwege kann erreicht
werden, daß eingekoppelte.Störungen sich nicht auswirken.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der-Zeichnung näher beschrieben
und erl6utert.
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In der Figur ist als Beispiel schematisch als Grundaufbau einer Fernsprech-Vermittlungsanlage
der einer Nebenstellenanlage dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt nur die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Einzelheiten. Das
erfindungsgemäße Verfahren ist generell anwendbar für Raumvielfach-Koppelfelder
mit Halbleiterkoppelpunkten, so daß es möglich ist, von dem im folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispiel abzuweichen.
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In der Nebenstellenanlage werden aufgrund ankommender Signalisierung,
welche über ankommende Anschlußleitungen,z.B.
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A1K,übertragen werden, Verbindungswünsche erkannt. Die Möglichkeit
und Zulässigkeit dieser Verbindungen wird von einer zentralen Steuerung geprüft,
entsprechende Signalisierungen werden ausgewertet und ggfs. wird eine Sprechverbindung
hergestellt. Eine Konferenz kann beispielsweise gebildet werden, wenn eine einfache
Amtsverbindung zwischen einem Amtsteilnehmer und einem Teilnehmer in der Nebenstellenanlage
besteht. Die Entdämpfung einer ankommenden Anschlußleitung kann mittels Leitungsanpessungen
vorgenommen werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können dampfungsfreie Konferenzverbindungen
zwischen einer beliebigen Anzahl von Teilnehmerstellen bei einer RürLhörda.mpung
von über 40 dB erreicht werden. Bei Verwendung
von integrierten
Halbleiterkoppelpunkten Wann das zugrunde liegende Prinzip, nämlich Differenzbildung
zwischen einem Summensignal und dem eigenen Signalanteil einer Konferenz-Teilnehmerstelle,nicht
ohne weit angewandt werden. Die Voraussetzung für die erfolgreiche Anwendung des
Prinzips der Differenzbildung ist einC exakte Übertragung der Summensignale und
der Signalanteile der Konferenz--Teilnehmerstellen bezüglich Amplitude und Phase.
Dadurch ergeben sich hohe Anforderungen bezüglich der Signalübertragung im Raumvielfach-Koppelfeld
1. Die Signalübertragung .m Raumvielfach-Koppelfeld 1 erfolgt durch eingeprägte
Ströme, so daß der DurchlaRwiderstand der Koppelpunkte des Raumvielfach-Koppelfeldes
1 keinen Einfluß auf die Signalübertragung hat. Infolge deS Übertragungsprinzips
der eingeprägten Ströme im RaumvXelfach-Koppelfeld 1 sind zwischen ankommenden Anschlußleitungen
A1K . AnK und gehenden Anschlunleitungen A10 .*. AnG Spannungs/Strom-Umsetzer und
Strom/Spannungs-Umsetzer erforderlich. Für die Differenzbildung zur Elimination
des über eine ankommende AnschluBleitung übertragenen Signalanteils aus dem Summenstromsignal
sind für jede ankommende Anschlußleitung ein erster und ein zweiter Spannungs/ Strom-Umsetzer
5, 6 und für jede gehende Anschlußleitung ein zweiter Strom/Spannungs-Umsetzer 8
und ein Subtrahisrer 9 vorgesehen.
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Das Raumvielfach-Koppelfeld 1 besteht aus einem Hauptkoppelfeld 11
und mindestens einer Sammelschiene 12. Das Hauptkoppelfeld 11 ist ein quadratisches
Koppelfeld,mitteils dem die blockierungsfreie burchschaltuny von Zweierverbindungen
ermöglicht wird. Mittels der Sammelschiene 12 kann ein Summenstromsignal im Falle
einer Konferenzx/Ertindung gebildet werden. Zur Bildung des Summenstrom-
signals
werden die einzelnen Sigrelstr£'me am Ausgang dtsr zweiten Spannungs/Strom-L1msetzsr
6 rückwirkungsfrei uuf die. Sammelschierle 12 geschaltet. Eine Verteil-Sammelschie-
Flirne @ dient zur Verteilung des Summensignals Buf die eizelnen Konferenz-Teilnehmerstellen.
Da das Auf teilen des Summenstroms nicht zulässig ist, muß mittels eines ersten
Strom/Spannungs-Umsetzer 7 der Summenstrom in eine Sum menspannung umgesetzt werden.
Diese wird dann an alle Konferenz-Teilnehmerstellen durchgeschaltet. Durch diese
Stromspannungswendlung sind besondere Maßnahmen erforderlich,um sicherzustellen,
daR die übertragungstechnischen Forderungen erfüllt werden. Diese übertragungstechnischen
Forderungen sind Realisierung einer möglichst großen Rückhördämpfung und, entsprechend
einer Zweierverbindung, einer geringen Dämpfung im Konferenzkreis, Um zu verhindern,
daB bei nicht durchgeschalteten Koppelpunkten im Hauptkoppelfeld 11 die ersten und
zweiten Spannungs/Strom-Umsetzer 5, 6 wegen der fehlenden Stromsenken ihren zulässigen
Betriebsbereich werlassen,werden nicht benötigte Signalwege kurzgeschlossen. Dazu
ist jeder Spannungs/Strom-Umsetzer 5, 6 über Koppelpunkte einer ersten Kurzschluß-Sammelschiene
an Masse anlegbar. Der niederohmige Eingang der ersten Strom/Spannungs-Umsetzer
7 bzw. zweiten Strom/ Spannungs-Umsetzer 8 bedämpft das durch kapazitive Kopplung
entstehende Nebensprechen bzw. die Fremdspennungen wirkungsvoll. Dadurch wird in
Richtung gehender AnschluB-leitung die Fremdspannung bzw. das Nebensprechen unterdrückt.
Da bei der Differenzbildung das Summensignal auf einen hochohmigen Eingang des Subtrahierers
9 trifft,werden nicht benötigte Signalwege mittels einer zweiten Kurzschluß-Sammelschiene
4 an Masse gelegt. In der Figur sind zwei unabhängige Konferenzkreise dargestellt,
wobei eine Erweiteruny auf eine größere Anzahl vnn Konferen-Teil-
nehmerstellen
unproblematisch ist.
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Der folgenden Funktionsbeschreibung liegt die Annahme zugrunde, daß
eine Konferenzverbindung zwischen den Teilnehmerstellen 1, 3 und n hergestellt werden
soll. Die won den Teilnehmerstellen 1, 3 und n über die kommenden Anschlußleitung
A1K, A3K und AnK übertragenen Signale werden in Form von eingeprägten Strömen auf
die Sammelschiene 12 geschaltet. Das Summenstromsignal wird dem ersten Strom/Spannungs-Umsetzer
7 zugeführt, dessen Ausgangssignal der Verteil-Sammeischiene zugeführt wird. Das
Summenspannungssignal ist jeweils an die ersten Eingänge der Subtrahierer 9 der
gehenden Anschlußleitungen A1G, A3G und A, geschaltet. In der Zeichnung ist für
einen geschlossenen Koppelpunkt die Symbolik
für einen geöffneten Koppelpunkt die Symbolik
und für geschlossene Ktppelpunkte einer bestehenden Konferenzverbindung die Symbolik
gewählt, Die für die Subtraktion erforderlichen eigenen Signalanteile der einzelnen
Konferenz-Teilnehmerstellen werden über die Koppelpunkte in der Diagonalen des Hauptkoppelfeldes
11 an jeweils einen zweiten Strom/Spannungs-Umsetzer 8 durchgeschaltet und werden
dann den zugehörigen Subtrahierern 9 zugeführt. Die über die gehenden Anschlußleitungen
A1G ... AnG übertragenen Signale an den Ausgängen der Subtrahierer 9 entsprechen
jeweils den Summensignalen der jeweils anderen Konferenzteilnehmern, In einer weiteren
Ausführungsform kann die Subtraktion auch durch eine entsprechende Addition ersetzt
werden, wenn das Summenspannungssignal invertiert wird. Ist das Hauptkoppelfeld
11 quadratisch, so können die diagonalen Koppelpunkte, da sie für eine Zweierverbindung
nicht be-.;iiicl werder" u HErstellurlp vor Konferenzverbindungen
verwendet
werden. Bei nicht quedratisc;hem Hauptkoppelfeld ist im Raumvielfach-Koppelfeld
ein entsprechender Koppelpunkt vorzusehen.
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