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Einrichtung zur Übertragung von Daten über eine Fern-
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sprechleitung.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Daten
über eine Fernsprechleitung, bei der teilnehmerseitig und vermittlungsseitig jeweils
eine Vorrichtung zur Abgabe und Aufnahme von Daten an die Fernsprechleitung angeschlossen
ist und jede der Vorrichtungen zur Abgabe und Aufnahme von Daten, Sender und Empfänger
zur Erzeugung bzw. zum Empfang eines mit einem Niederfrequenzsignal modulierten
bzw. getasteten Hochfrequenz-Trägersignals enthalten, wobei zwischen dem Anschlußpunkt
der Vorrichtung zur Abgabe und Aufnahme von Daten und der Teilnehmerstelle bzw.
der Vermittlungsstelle in der Fernsprechleitung jeweils Vorrichtungen zur Sperrung
der Teilnehmerstelle und der Vermittlungsstelle gegen das Hochfrequenz-Trägersignal
angeordnet sind.
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Derartige Einrichtungen sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise
in US-PS 3 937 889 beschrieben.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Einrichtung
der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Stromversorgung der gesamten
Einrichtung über die Fernsprechleitung erfolgt und daß trotzdem nicht nur gleichzeitig
mit Telefongesprächen, sondern auch gleichzeitig mit der Abgabe von Wahl-
impulsen
Daten über die Fernsprechleitung übertragen werden können, ohne daß eine gegenseitige
Störung erfolgt.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es besonders
schwierig ist, Daten während der Abgabe von Wahlimpulsen ungestört über eine Fernsprechleitung
zu übertragen, über die gleichzeitig die Stromversorgung sämtlicher Einrichtungen
erfolgen soll, da die Übertragung von Wahlimpulsen über eine Fernsprechleitung nach
den derzeitig benutzten Verfahren mit einer Unterbrechung des über die Leitung fließenden
Gleichstromes verbunden ist, was bedeuten würde, daß bei einer Stromversorgung der
Einrichtung über die Fernsprechleitung jeweils während des Auftretens von Wahl impulsen
die Stromversorgung der Vorrichtungen zur Abgabe und Aufnahme von Daten und damit
die Datenübertragung unterbrochen würde.
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Die Lösung der obengenannten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den
Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
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Der Grundgedanke der erfinderischen Lösung beruht darauf, die von
der Teilnehmerstelle erzeugten Wahlimpulse nicht als Unterbrechungen des über die
Leitung fließenden Gleichstromes über die Fernsprechleitung zu führen, sondern sie
von der Teilnehmerstelle der teilnehmerseitig angeordneten Vorrichtung zur Abgabe
und Aufnahme von Daten zuzuführen und auf das Hochfrequenz-Trägersignal als besondere
Signale aufzumodulieren, diese Signale über die Fernsprechleitung zu übertragen
und vor der Vermittlungsstelle die besonderen, den Wahl impulsen entsprechenden
Signale von den Datensignalen wieder zu trennen und sie in übliche Wahl impulse
zurückzuverwandeln, die der Vermittlungsstel le zugeführt werden1.
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Voraussetzung hierfür ist, daß die übertragenen Daten vor der Vermittlungsstelle
wieder von der Fernsprechleitung abgenommen werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung tritt auch während der Erzeugung
und Übertragung von Wahl impulsen keine Unterbrechung des Datenflusses auf, da keine
Unterbrechung der über die Fernsprechleitung zugeführten Speisespannung während
der Abgabe und Übertragung der Wahl impulse stattfindet. Die den Wahlimpulsen entsprechenden
Signale werden vielmehr zwischen die zu übertragenden Daten eingefügt, wobei durch
entsprechende an sich bekannte Codierungen dafür gesorgt wird, daß an der Empfangsatelle
vor der Vermittlungsstelle diese den Wahl impulsen entsprechenden Signale von den
übrigen Datensignalen abgetrennt und weiter verarbeitet werden können.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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So ist es beispielsweise besonders vorteilhaft, wenn im Bereich der
Teilnehmerstelle und der Vermittlungsstelle eine Überbrückung des Anschlußpunktes
für das Hochfrequenz-Trägersignal vorgesehen ist, damit bei einer Störung der Vorrichtungen
zur Abgabe und Aufnahme von Daten ein normaler Fernsprechbetrieb weiterhin durchgeführt
werden kann.
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Weiterhin können in vorteilhafter Weise die Vorrichtungen zur Abgabe
und Aufnahme von Daten zusätzlich mit Hör-Sprecheinrichtungen verbunden sein, so
daß über die Fernsprechleitung gleichzeitig Telefongespräche und andere Sprach-
oder Tonsignale übertragen werden können.
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Als steuerbare Schaltvorrichtungen können Relais dienen.
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Es können aber auch elektronische Schaltelemente, beispielsweise Optokoppler
u. dgl., verwendet werden. Als Vorrichtungen mit hohem Wechselatromwiderstand und
niedrigem Gleichstromwiderstand können Drosseln oder äquivalente Halbleiterschaltungen
dienen. Die teilnehmerseitig und vermittlungsseitig angeordneten Vorrichtungen zur
Erzeugung von Speisespannungen für die Vorrichtungen zur Abgabe und Aufnahme von
Daten können Spannungsteiler oder Gleichspannungsumrichter sein.
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Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele
für die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 in einem Schaltbild eine erste Ausführungsform
einer Einrichtung zur Übertragung von Daten über eine Fernsprechleitung; Fig. 2
eine modifizierte Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 1.
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Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung weist eine über die Fernsprechleitung
3a, 3b an eine Vermittlungsstelle 2 angeschlossene Teilnehmerstelle 1 auf. Zwischen
die Ausgänge la und lb der Teilnehmerstelle 1 und die beiden Adern 3a, 3b der Fernsprechleitung
sowie zwischen die Eingänge 2a und 2b der Vermittlungsstelle 2 sind Einrichtungen
eingeschaltet, die dazu dienen, zusätzliche Daten, beispielsweise Notrufe u. dgl.,
aufzunehmen, sie an einem Ende in die Fernsprechleitung 3a, 3b einzuspeisen und
sie am anderen Ende wieder von der Fernsprechleitung abzunehmen. Dabei kann der
Datenfluß sowohl von der Teilnehmerstelle zur Vermittlungsstelle als auch von der
Uermittiunysstelle zur Teilnehmerstelle erfolgen.
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Teilnehmerseitig ist eine erste Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme
von Daten angeordnet, die aus einem Sender
4a, einem Empfänger
4b, zwei Modulationsstufen 4c und 4d und zwei Dstenein-ausgangsstufen 4e und 4f
aufgebaut ist. Dem Eingang E4 werden Daten zugeführt und an den Ausgängen A4 werden
Daten abgeführt.
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Ebenso ist vermittlungaseitig eine VorrlchtungSzur Abgabe und Aufnahme
von Daten angeordnet mit einem Sender 5a, einem Empfänger Sb, Modulationsstufen
5c und 5d sowie Datenein- ausgangsstufen 5e und 5f. Den Eingängen ES werden Daten
zugeführt und am Ausgang A5 werden Daten abgeführt.
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Sender und Empfänger sowie die Modulationsatufen können in an sich
bekannter Weise 80 aufgebaut sein, daß die empfangenen Daten-Signale als Niederfrequenz-Signale
auf ein Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert werden. Die Daten können aber ebenso
durch Frequenzumtastung nach dem Frequenzschiebeverfahren dem Hochfrequenz-Trägersignal
aufgeprägt werden. Die Datenein- ausgangsstufen können mikroprozessorgesteuert arbeiten,
so daß sämtliche Aus- Eingänge zyklisch abgefragt werden.
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Die Vorrichtungen 4 und 5 sind über Übertrager Ül bzw.
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Ü2 an die Ader 3a der Fernsprechleitung angeschlossen.
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Die Stromversorgung der Vorrichtungen 4 und 5 erfolgt über die Adern
der Fernsprechleitung 3a und 3b. Zu diesem Zweck ist vermittlungsseitig eine Gleichspannungsquelle
V über eine Drossel Drl an die Fernmeldeader 3a angeschlossen. Gleichzeitig ist
vermittlungsseitig über eine Drossel Dr2 eine Vorrichtung U2 zur Erzeugung von Speisespannungen
und teilnehmerseitig über eine Drossel Dr3, eine Vorrichtung U1 zur Erzeugung von
Speisespannungen an die Fernsprechader 3a angeschlossen.
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Die Vorrichtungen U1 und U2 sind als Gleichspannungsumrichter dargestellt.
Selbstverständlich können an dieser Stelle auch Spannungsteilerschaltungen verwendet
werden. Die Drosseln Drl, Dr2 und Dr3 dienen dazu,
störende Hochfrequenz-
oder Niederfrequenzsignale von den Speisespannungseinrichtungen fernzuhalten. Von
den Vorrichtungen U1 und U2 werden die Speisespannungen den Vorrichtungen 4 und
5 zur Abgabe und Aufnahme von Daten zugeführt.
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Die Teilnehmerstelle 1 ist gleichstrommäßig durch einen Trennkondensator
C1 von der Fernmeldeader 3a abgetrennt.
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Ebenso ist die Vermittlungsstelle 2 von der Fernmeldeader 3a gleichstrommäßig
durch einen Trennkondensator C2 abgetrennt.
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Teilnehmerseitig und vermittlungaseitig sorgen Filterkreise- F1, F2
bzw. F3, F4 dafür, daß die über die Fernsprechleitung 3a, 3b laufenden Hochfrequenz-Trägersignale
nicht auf die Teilnehmerstelle 1 oder die Vermittlungsstelle 2 gelangen können.
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Durch die Trennkondensatoren C1 und C2 wird verhindert, daß Gleichstromsignale,
also beispielsweise Wahlimpulse, von der Teilnehmerstelle 1 zur Vermittlungsstelle
2 über die Fernsprechleitung 3a, 3b direkt übertragen werden können. Zur Erzeugung
und Weiterleitung von Wahl impulsen dient ein eigener Übertragungskreis. Zu diesem
Zweck ist zwischen die eine Zuleitung la der Teilnehmerstelle 1 und die Vorrichtung
U1 zur Erzeugung von Speisespannungen ein Relais R1 eingeschaltet und ein Relaiskontakt
rl befindet sich zwischen der anderen Zuleitung lb der Teilnehmerstelle 1 und einem
besonderen Eingang E4' der Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme von Daten.
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Ebenso ist vermittlungsseitig ein Relais R2 zwischen den Anschluß
2b der Vermittlungsstelle 2 und einem besonderen Ausgang A5' der Vorrichtung 5 zur
Aufnahme und Abgabe
von Daten eingeschaltet. Ein Relaiskontakt
r2 liegt in einem die beiden Zuleitungen 2a und 2b zur Vermittlungsstelle 2 verbindenden
Parallelzweig, der eine Drossel Dr4 enthält. Zwischen dem Trennkondensator C2 und
der Vermittlungsstelle 2 ist der Anschluß 2a der Vermittlungsstelle an die Spannungsquelle
V angeschlossen.
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Wenn in der Teilnehmerstelle 1 der Hörer abgenommen wird, also der
GU-Kontakt geschlossen wird, zieht der Kontakt rl des teilnehmerseitigen Relais
R1 an und dem Eingang E4' der Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme von Daten wird
ein entsprechendes Gleichspannungssignal als Steuersignal zugeführt. Dieses Signal
wird dann durch die Vorrichtung 4 dem Hochfrequenz-Trägersignal aufgeprägt und über
die Fernsprechleitung 3a, 3b der vermittlungsseitigen Vorrichtung 5 zugeführt, dort
demoduliert und am besonderen Ausgang A5' der Vorrichtung 5 abgenommen und als Gleichspannungssteuersignal
dem Relais R2 zugeführt. Der Relaiskontakt r2 zieht an und erzeugt einen Zustand,
der vermittlungsseitig dem der geschlossenen Schleife entspricht.
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Werden nunmehr von der Teilnehmerstelle über den nsi-Kontakt Wahl
impulse abgegeben, so werden auch diese Wahlimpulse über den Kontakt rl des Relais
R1 in Gleichspannungssteuersignale verwandelt, die von der Vorrichtung 4 zur Abgabe
und Aufnahme von Daten dem Hochfrequenz-Trägersignal aufgeprägt und über die Fernsprechleitung
3a, 3b der Vorrichtung 5 zugeführt, dort demoduliert und am besonderen Ausgang A5'
abgenommen werden.
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Durch den Kontakt r2 des Relais R2 werden die eine periodische Unterbrechung
der Schleife darstellenden Wahlimpulse wieder hergestellt und über die in der Vermittlungsstelle
vorhandenen an sich bekannten und
durch die Relaisspule T angedeuteten
Schaltvorrichtungen werden die entsprechenden Schaltvorgänge zur Auswertung der
Wahlimpulse vorgenommen.
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Durch die Übertragung dieser Gleichspannungssignale von der Teilnehmerstelle
1 zur Vermittlungsstelle 2 wird die Gleichspannungsversorgung der gesamten Einrichtung
über die Fernmeldeleitung in keiner Weise gestört. Auch die Übertragung von Daten
zwischen den beiden Vorrichtungen 4 und 5 wird durch die Übertragung der Gleichspannungssignale
von der Teilnehmerstelle 1 zur Vermittlungsstelle 2 nicht gestört, da diese nach
bekannten Zeit-oder Frequenzmultiplexverfahren in den allgemeinen Datenfluß von
der Vorrichtung 4 zur Vorrichtung 5 eingefügt werden können.
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Wenn in einer der Vorrichtungen 4 und 5 zur Abgabe oder Aufnahme von
Daten eine Störung auftritt, so daß beispielsweise keine Daten mehr übertragen werden
können, wird mit Hilfe eines besonderen Umschaltkreises erreicht, daß die Teilnehmerstelle
1 direkt über die Fernsprechadern 3a und 3b mit der Vermittlungsstelle 2 verbunden
sind. Zu diesem Zweck ist teilnehmerseitig ein Parallelzweig P1 zur Fernmeldeader
3a vorgesehen, der den Übertrager Ü1, das Filter F1 und den Trennkondensator C1
überbrückt und über Relaiskontakte S1 mit der Teilnehmerstelle S1 bzw. der Fernmeldeader
3a verbindbar ist. Die Relaiskontakte sl werden von einem Ruhestromrelais S1 her
angesteuert, so daß die Umschaltung erfolgt sobald das Relais S1 stromlos wird.
Ebenso ist vermittlungsseitig ein Parallelzweig P2 vorgesehen, der den Übertrager
Ü2, das Filter F3 und den Trennkondensator C2 überbrückt und über Relaiskontakte
s2 mit der Vermittlungsstelle 2 bzw. der Fernmeldeader 3a verbindbar ist.
Die
Relaiskontakte s2 werden von einem mit der Vorrichtung 5 verbundenen Relais S2 gesteuert,
das ebenfalls als Ruhestromrelais ausgeführt ist, so daß auch die Kontakte s2 umschalten,
sobald das Relais S2 stromlos wird.
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Die Relais S1 und S2 sind so an die Vorrichtungen 4 und 5 zur Abgabe
und Aufnahme von Daten angeschlossen, daß sie gesteuert vom Mikroprozessor durch
den umlaufenden Zyklus des Datenflusses ständig neu aktiviert werden.
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Bei einer Unterbrechung bzw. Störung des laufenden Zyklus in einer
der beiden Vorrichtungen 4 oder 5 ist jeweils auch der Zyklus der anderen Vorrichtung
gestört, so daß immer beide Relais S1 und S2 ansprechen und somit auf beide Parallelzweige
P1 und P2 umgeschaltet wird. Es ist dann möglich, von der Teilnehmerstelle 1 Gleichspannungssignale,
also sowohl das Schließen der Schleife als auch die Wahlimpulse, direkt zur Vermittlungsstelle
2 zu übertragen. Ist die Störung behoben, so erfolgt durch die Relais S1 und 52
automatisch die Rückstellung der Relaiskontakte S1 und S2 und die Übertragung von
Gleichspannungssignalen zwischen der Teilnehmerstelle 1 und der Vermittlungsstelle
2 erfolgt dann sogleich wieder in der oben beschriebenen Weise über das Hochfrequenz-Trägersignal.
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Damit eine Störung erkannt werden kann, ist es zweckmäßig, wenn vermittlungaseitig
durch das Relais 52 ein weiterer Kontakt s2' angesteuert wird, durch den ein in
der Vermittlung 2 angeordneter, im einzelnen nicht näher dargestellter Störungsmeldekreis
6 aktiviert wird.
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Durch die Vorrichtungen 4 und 5 zur Abgabe und Aufnahme von Daten
können außer den vorgesehenen über die Eingänge E4, E5 zugeführten und von den Ausgängen
A4 und A5 abgeführten Datensignalen auch Sprachsignale in beiden Richtungen übertragen
werden. Zu diesem Zweck sind an die Sender 4a und 5a jeweils Sprecheinrichtungen,
beispielsweise Mikrofone 7 und 9 und an die Empfänger 4b und 5b Höreinrichtungen,
beispielsweise Lautsprecher 8 und 10, angeschlossen.
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In Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Einrichtung dargestellt.
Dabei sind Schaltungsteile, die genau den Schaltungsteilen nach Fig. 1 entsprechen,
jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und werden im folgenden nicht
oder nur kurz beschrieben.
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Die Einrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Einrichtung
nach Fig. 1 in erster Linie dadurch, daß lediglich die Stromversorgung der teilnehmerseitig
angeordneten Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme von Daten über die Adern der
Fernsprechleitung 3a und Ab erfolgt, während für die vermittlungsseitige Vorrichtung
5 zur Abgabe und Aufnahme von Daten eine eigene Spannungsquelle V2 vorgesehen ist.
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Zur Stromversorgung der teilnehmerseitigen Vorrichtung 4 ist wiederum
vermittlungaseitig die Gleichspannungsquelle V1 über eine Drossel Drl an die Fernmeldeader
3a angeschlossen. Teilnehmerseitig ist in die Fernmeldeader 3b eine Zenerdiode Z
eingeschaltet. Die zwischen den Anschlüssen der Zenerdiode Z anstehende konstante
Zenerspannung wird als Speisespannung der Vorrichtung 4 zugeführt. Dabei wird die
Zenerspannung der Zenerdiode entsprechend der für die Vorrichtung 4 erforderlichen
Speisespannung gewählt, d.h. ist beispielsweise eine Speisespannung ------------------------------
von
etwa 4V erforderlich, so werden Zenerdioden mit einer Zenerspannung von 4V verwendet,
ist dagegen eine Speisespannung von 20V erforderlich, so werden Zenerdioden mit
einer Zenerspannung von 20V verwendet. Damit in der Teilnehmerstelle jeweils die
dort benötigte Speisespannung zur Verfügung steht, wird die Spannung der Speisespannungsquelle
V1 durch einen Gleichspannungswandler U soweit erhöht, daß die über die Drossel
Drl zugeführte Spannung der Summe aus der Zenerspannung der Zenerdiode und der Speisespannung
für die Teilnehmerstelle entspricht. Es ist aber auch möglich, die Speisespannungsquelle
V1 so auszubilden, daß die Speisespannung niederohmig eingespeist wird, so daß ein
entsprechend höherer Strom über die Fernsprechleitung fließen kann und auf diese
Weise teilnehmerseitig eine ausreichend hohe Speisespannung abgenommen werden kann.
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In einem solchen Fall muß allerdings durch eine Strombegrenzerschaltung
dafür gesorgt werden, daß der über die Fernsprechleitung fließende Strom nicht zu
hoch werden kann.
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Damit auch, wenn an der Teilnehmerstelle 1 kein Gespräch geführt wird
und somit der nicht dargestellte Gabelumschaltkontakt geöffnet ist, der zur Erzeugung
der Speisespannung für die Vorrichtung 4 an der Zenerdiode Z notwendige Strom über
die Fernsprechleitung fließen kann, ist ein Parallelzweig zur Teilnehmerstelle 1
vorgesehen, in den eine Drossel Dr3' eingeschaltet ist sowie der im Ruhezustand
der Teilnehmerstelle 1 geschlossene Kontakt r3 eines Relais R3. Das Relais R3 befindet
sich in einem der Zenerdiode Z parallelgeschalteten Leitungszweig, der außerdem
den im Ruhezustand der Teilnehmerstelle 1 geöffneten Kontakt rl' eines Relais R1'
enthält, über welches die Teilnehmerstelle 1 mit der Fernmeldeader 3a verbunden
ist. Dieser Leitungszweig ist zwischen dem Kontakt rl' und dem Relais R3 über eine
Steuerleitung
mit dem Eingang E4' der Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme von Daten verbunden.
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Wenn in der Teilnehmerstelle 1 der Hörer abgenommen wird, also der
Gabelumschaltkontakt geschlossen wird, zieht der Kontakt rl' des teilnehmerseitigen
Relais R1' an, so daß ein Strom durch das Relais R3 fließt und der Kontakt r3 geöffnet
wird. Dies bedeutet, daß aufgrund der Leitungsspannung nunmehr Strom durch die Teilnehmerstelle
1 fließt, während der Parallelzweig zur Teilnehmerstelle 1 unterbrochen ist. Gleichzeitig
wird dem Eingang E4' der Vorrichtung 4 zur Abgabe und Aufnahme von Daten ein entsprechendes
Gleichspannungssignal als Steuersignal zugeführt. Analog der Ausführungsform nach
Fig. 1 wird dieses Steuersignal dem Hochfrequenz-Trägersignal aufgeprägt und über
die Fernsprechleitung 3a, 3b der vermittlungaseitigen Vorrichtung 5 zugeführt, am
Ausgang AS' abgenommen, als Gleichspannungssteuersignal dem Relais R2 zugeführt,
worauf der Kontakt r2 schließt und somit vermittlungsseitig den Zustand erzeugt,
der der geschlossenen Schleife entspricht.
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Werden nun von der Teilnehmerstelle 1 über den nicht dargestellten
nsi-Kontakt Wahlimpulse abgegeben, so werden auch diese Wahlimpulse durch den Kontakt
rl' des Relais R1' in Gleichspannungsateuersignale verwandelt, die in der gleichen
Weise, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 geschildert, mittels der Vorrichtungen
4 und 5 über die Fernsprechleitung übertragen werden. Gleichzeitig wird jedesmal,
wenn aufgrund des erzeugten Wahlimpulses in der Teilnehmerstelle 1 die Schleife
für einen kurzen Zeitraum unterbrochen ist, der Kontakt rl' geöffnet und der Kontakt
r3 geschlossen, so daß während der Abgabe eines Wahlimpulses der zur Erzeugung der
Speisespannung für die Vorrichtung 4 notwendige Gleich-
strom über
den Parallelzweig zur Teilnehmerstelle 1 fließt. Dies bedeutet, daß auch bei der
Ausführungsform nach Fig. 2 durch die Übertragung der Gleichspannungssignale von
der Teilnehmerstelle 1 zur Vermittlungsstelle 2 die Gleichspannungsversorgung der
Vorrichtung 4 in keiner Weise gestört wird. Es ist also möglich, mittels der Vorrichtungen
4 und 5 auch während eines Gesprächs und während der Abgabe von Wahlimpulsen Daten
über die Fernsprechleitung 3a, 3b zu übertragen.
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Im übrigen entsprechen die Schaltungsteile der Ausführungsform nach
Fig. 2 der Einrichtung nach Fig. 1.
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- Leee?ite -