DE3715294A1 - Verfahren zur datenuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen mindestens einem Teilnehmer eines Fernmeldenetzes und einer Vermittlungsstelle, die jeweils mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstet sind, bei welchem die Daten in digitaler Form über eine Anschlußleitung übertragen werden, bei welchem der Teilnehmer und die Vermittlungsstelle jeweils über einen Richtkoppler mit der Anschlußleitung verbunden werden und bei welchem sowohl beim Teilnehmer als auch in der Vermittlungsstelle zwischen dem Richtkoppler und dem Empfänger ein mit dem jeweiligen Sender verbundener Echokompensator zur Unterdrückung rücklaufender Anteile des eigenen Sendesignals angeschlossen wird.

Ein solches Verfahren wird beispielsweise bei dem sogenannten "PCM 2"-System verwendet, bei dem zwei räumlich benachbarte Teilnehmer eines Fernmeldenetzes gemeinsam über eine Anschlußleitung mit einer Vermittlungsstelle verbunden sind. Die Buchstaben "PCM" stehen dabei für die Worte Puls-Code-Modulation. Mit einem entsprechenden Verfahren werden nachrichtentechnische Signale bzw. Daten in digitaler Form über die Anschlußleitung übertragen.

Bei den bisher bekannten Verfahren werden für die Anschlußleitung metallische Leiter verwendet. "Richtkoppler" sind hier die bekannten Gabelschaltungen. Für die Übertragung der digitalen Daten steht dabei lediglich eine Zweidrahtverbindung zur Verfügung, so daß ein bidirektionales Übertragungsverfahren benötigt wird. Dafür sind unterschiedliche Verfahren anwendbar, und zwar beispielsweise das Frequenzgetrenntlageverfahren, das Zeitgetrenntlageverfahren und das Gleichlageverfahren.

Beim Frequenzgetrenntlageverfahren werden die beiden Übertragungsrichtungen gleichzeitig in verschiedenen Frequenzbändern übertragen. Die benötigte Bandbreite ist dabei doppelt so groß wie bei der Übertragung in nur einer Richtung. Wegen der mit steigenden Frequenzen monoton zunehmenden Dämpfung der Anschlußleitung ist mit diesem Verfahren keine optimale Reichweite erzielbar.

Beim Zeitgetrenntlageverfahren senden und empfangen Teilnehmer und Vermittlungsstelle zeitlich abwechselnd. Die Daten für eine Senderichtung müssen dafür zeitlich komprimiert werden, um im verfügbaren, auf weniger als die Hälfte verkürzten Zeitintervall übertragen werden zu können. Die benötigte Übertragungsbandbreite ist also nicht geringer als beim Frequenzgetrenntlageverfahren, so daß die erreichbare Reichweite ebenfalls gering ist.

Beim Gleichlageverfahren senden und empfangen Teilnehmer und Vermittlungsstelle gleichzeitig im selben Frequenzband. Die benutzte Bandbreite ist gegenüber den beiden anderen Verfahren deutlich geringer. Die Richtungstrennung geschieht dabei auf beiden Seiten mit einer Gabelschaltung, die prinzipiell genauso aufgebaut ist wie bei jeder herkömmlichen Zweidrahtfernsprechverbindung. Die Datenübertragung in digitaler Form erfordert jedoch eine vielfach höhere Bandbreite als diejenige eines Fernsprechkanals, so daß sich trotz der im Vergleich zu den beiden anderen digitalen Verfahren geringeren Bandbreite Probleme ergeben. Die Gabelschaltung ist nicht für alle Kabellängen und Frequenzen ideal, so daß ein nicht unerheblicher Teil des Sendesignals jeweils in den eigenen Empfänger gespeist wird und sich dem von der Gegenstelle gesendeten Signal überlagert. Außerdem werden Teile des Sendesignals an Stoßstellen im Leitungszug und an der Gabelschaltung der Gegenstelle reflektiert. Sie erzeugen im Empfänger ein Echo des eigenen Sendesignals. Sowohl beim Teilnehmer als auch in der Vermittlungsstelle wird daher zwischen Gabelschaltung und Empfänger ein Echokompensator eingeschaltet, in dem das Echo möglichst genau nachgebildet wird. Nach Subtraktion des Echos vom Empfangssignal bleibt am Ausgang des Echokompensators nur das von der Gegenstelle gesendete Signal übrig. Es kann digital weiterverarbeitet werden.

Dieses bekannte, eingangs geschilderte Verfahren ist ebenso wie die beiden anderen bekannten Verfahren empfindlich gegen Störungen durch elektromagnetische Felder. Zur Sicherstellung einer störungsfreien Übertragung muß daher gegebenenfalls mit erheblichem Aufwand eine Abschirmung der Anschlußleitung bis in die angeschlossenen Geräte hinein vorgenommen werden. Dieses bekannte Verfahren hat außerdem wegen der mit zunehmenden Frequenzen monoton ansteigenden Leitungsdämpfung eine relativ geringe Reichweite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine störungsfreie Übertragung digitaler Daten zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungsstelle mit gegenüber bekannten Verfahren wesentlich erhöhter Reichweite möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• - daß als Anschlußleitung ein Lichtwellenleiter verwendet wird, über den die Daten als optische Signale übertragen werden,
• - daß als Richtkoppler optische Richtkoppler verwendet werden,
• - daß jeweils zwischen Sender und Richtkoppler einerseits sowie zwischen Empfänger und Richtkoppler andererseits ein elektro/optischer Wandler angeordnet wird und
• - daß für die beiden zwischen den Empfängern und den Richtkopplern befindlichen Wandler analog arbeitende Wandler eingesetzt werden.

Durch den Einsatz des Lichtwellenleiters - im folgenden kurz "LWL" genannt - als Anschlußleitung, über den die Signale gleichzeitig in beiden Richtungen übertragen werden, ergibt sich ein einfacher Aufbau der Übertragungsstrecke mit einer durch elektromagnetische Felder nicht beeinflußbaren Übertragung. Eine gesonderte Schirmung ist nicht erforderlich. Die Reichweite der zu übertragenden Signale ist außerdem gegenüber den bekannten Verfahren mit metallischen Leitern wesentlich erhöht, da die Dämpfung der Signale auf dem LWL bei höheren Frequenzen langsamer ansteigt.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, den LWL sowohl beim Teilnehmer als auch in der Vermittlungsstelle mit Steckverbindern anzuschließen, ohne die Datenübertragung zu stören. Reflexionen des jeweils eigenen Sendesignals an den Steckverbindungsstellen werden durch die Echokompensatoren unterdrückt. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Ausbildung der elektro/optischen Wandler zwischen Richtkoppler und Empfänger als analog arbeitende Wandler. Es wird dadurch sichergestellt, daß jeweils das starke Störsignal des an der eigenen Steckverbindungsstelle reflektierten eigenen Sendesignals kompensiert werden kann, während das diesem Störsignal gegenüber schwächere Nutzsignal des fernen Senders störungsfrei zum Empfänger gelangt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in einem Blockschaltbild einen an eine Vermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmer.

Bei einem Teilnehmer 1 eines Fernmeldenetzes, der durch eine strichpunktierte Linie angedeutet sein soll, sind ein Sender 2 und ein Empfänger 3 installiert. Zu den Geräten des Teilnehmers 1 gehören außerdem ein optischer Richtkoppler 4 und ein Echokompensator 5 sowie zwei elektro/optische Wandler 6 und 7. Der Teilnehmer 1 ist über einen LWL 8 mit einer Vermittlungsstelle 9 des Fernmeldenetzes verbunden, die ebenfalls durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. In der Vermittlungsstelle 9 sind ebenso wie beim Teilnehmer 1 ein Sender 10, ein Empfänger 11, ein optischer Richtkoppler 12, ein Echokompensator 13 sowie zwei elektro/optische Wandler 14 und 15 angebracht. Zwischen Teilnehmer 1 und Vermittlungsstelle 9 werden nachrichtentechnische Signale bzw. Daten als optische Signale in digitaler Form übertragen.

Diese Übertragung geschieht vom Teilnehmer 1 aus beispielsweise wie folgt:

Vom Sender 2 werden Daten ausgesendet, die über den Wandler 6, den Richtkoppler 4, den LWL 8, den Richtkoppler 12 und den Wandler 15 zum Empfänger 11 der Vermittlungsstelle 9 gelangen. Dabei können Teile des Datenstroms an Stellen erhöhter Dämpfung reflektiert werden, so daß sie zum Empfänger 3 gelangen würden. Solche rücklaufenden Anteile des eigenen Sendesignals sind Störsignale. Sie überlagern sich dem von der Vermittlungsstelle 9 kommenden Sendesignal und würden ohne zusätzliche Maßnahmen zu einer Verfälschung der empfangenden Daten führen. Aus diesem Grunde ist der Echokompensator 5 vorgesehen, der die rücklaufenden Anteile des eigenen Sendesignals erfaßt und entgegengesetzt gepolte, betragsmäßig gleiche Signale erzeugt. Diese entgegengesetzten Signale werden auf den Summierpunkt 16 gegeben, so daß die rücklaufenden Anteile des eigenen Sendesignals an dieser Stelle kompensiert werden. Zum Empfänger 3 gelangen dann nur die Sendesignale der Vermittlungsstelle 9. Wenn von dort nichts gesendet wird, bleibt der Empfänger 3 frei von Signalen.

Stellen, an denen das eigene Sendesignal reflektiert wird, sind beispielsweise Steckverbinder 17 und 18, mit denen der LWL 8 beim Teilnehmer 1 einerseits und an der Vermittlungsstelle 9 andererseits angeschlossen ist. Wenn in den LWL 8 Regeneratoren eingeschaltet sind, an die der LWL 8 mit Steckverbindern angeschlossen ist, dann bestehen dort ebenfalls Reflexionsstellen.

Für den Teilnehmer 1 ist der Steckverbinder 17 von wesentlicher Bedeutung, da sein eigenes Sendesignal an dieser Stelle durch Reflexion ein starkes Störsignal hervorruft, dem das im Verhältnis dazu schwächere Nutzsignal der Vermittlungsstelle 9 überlagert wird. Dieses Störsignal darf nicht zum Empfänger 3 gelangen. Es wird daher am Summierpunkt 16 kompensiert.

Dazu werden alle vom Richtkoppler 4 zum Empfänger 3 laufenden digitalen Signale im Wandler 7 in analoge Signale umgesetzt. Das Störsignal kann dann vom Echokompensator 5 erkannt und durch Erzeugung eines entgegengesetzten Signals kompensiert werden. Dazu wird dem Echokompensator 5 auch das eigene Sendesignal zugeführt, so daß dessen spezielle Codierung bekannt ist, die sich von der Codierung des von der Vermittlungsstelle 9 kommende Sendesignals unterscheidet. Da die Datenübertragung im Gleichlageverfahren durchgeführt wird, haben beide Sendesignale die gleiche Lichtwellenlänge. Sie werden durch unterschiedliche Codierung unterschieden.

Der für den Teilnehmer 1 geschilderte Funktionsablauf gilt in entsprechender Form auch für die Gegenrichtung von der Vermittlungsstelle 9 aus. Dort werden die rücklaufenden Anteile des eigenen Sendesignals im Summierpunkt 19 kompensiert, so daß im Empfänger 11 nur das Sendesignal des Teilnehmers 1 ankommt.

Die Wandler 6 und 14 können auch auf der anderen Seite der Sender 2 und 10 angeordnet werden. Die Sender 2 und 10 sind dann optische Sender.

An den LWL 8 ist mindestens ein Teilnehmer mit einem Telefonapparat angeschlossen. Unter Zwischenschaltung eines Zeitmultiplexgeräts ist es aber auch möglich, zwei Teilnehmer an den LWL 8 anzuschließen, die gleichzeitig und ohne gegenseitige Störung telefonieren können. Bei mindestens einem der Teilnehmer kann außerdem zusätzlich eine Datenendeinrichtung installiert sein, deren Daten ebenfalls über den LWL 6 übertragen werden können.

Claims (6)

1. Verfahren zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen mindestens einem Teilnehmer eines Fern­ meldenetzes und einer Vermittlungsstelle, die jeweils mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstet sind, bei welchem die Daten in digitaler Form über eine Anschlußleitung übertragen werden, bei welchem der Teilnehmer und die Vermittlungsstelle jeweils über einen Richtkoppler mit der Anschlußleitung verbunden werden und bei welchem sowohl beim Teilnehmer als auch in der Vermittlungsstelle zwischen dem Richtkoppler und dem Empfänger ein mit dem jeweiligen Sender verbundener Echokompensator zur Unterdrückung rücklaufender Anteile des eigenen Sendesignals angeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Anschlußleitung ein Lichtwellenleiter (8) verwendet wird, über den die Daten als optische Signale übertragen werden,
• - daß als Richtkoppler optische Richtkoppler (4, 12) verwendet werden,
• - daß jeweils zwischen Sender (2, 10) und Richtkoppler (4, 12) einerseits sowie zwischen Empfänger (3, 11) und Richtkoppler (4, 12) andererseits ein elektro/optischer Wandler (6, 7, 14, 15) angeordnet wird und
• - daß für die beiden zwischen den Empfängern (3, 12) und den Richtkopplern (4, 12) befindlichen Wandler (7, 15) analog arbeitende Wandler eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (8) sowohl beim Teilnehmer (1) als auch bei der Vermittlungsstelle (9) über Steckverbinder (17, 18) angeschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilnehmer mit einem Telefonapparat an den Lichtwellenleiter (8) angeschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilnehmer mit einem Datengerät an den Lichtwellenleiter (8) angeschlossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Teilnehmern sowohl Telefonapparate als auch Datengeräte angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter Zwischenschaltung eines Zeitmultiplex-Gerätes zwei Teilnehmer an den Lichtwellenleiter (8) angeschlossen werden.