DE3917029C1 - ISDN communications system termination unit - uses microprocessors to facilitate exchanges, and has converters coupled to multiplexing line - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschlußeinrichtung für unterschiedliche Dienste bereitstellende Fernmeldesysteme, bei welchen die Anschlußleitung der Vermittlungsstelle und die an diese angeschlossenen Endgeräte unterschiedliche Schnittstellen aufweisen und dazwischen Schnittstellen-Um­ setzer angeordnet sind, wobei die Schnittstellen-Umsetzer an ein Vielfachleitungssystem angeschlossen sind, welches den Schnittstellen-Umsetzer der Anschlußleitung und die Schnitt­ stellen-Umsetzer der einzelnen Endgeräte miteinander ver­ bindet, insbesondere für ein ISDN-System.

Nach dem derzeit verwirklichten Stand der Fernmelde­ technik wird für die Bereitstellung unterschiedlicher Dienste, wie Telephon, Teletex, Telex, Bildschirmtext, Datenübertragung mit verschiedenen Geschwindigkeiten, Daten-Paketvermittlung, Fernkopieren usw., eine Mehrzahl verschiedener Übertragungsnetze benötigt, die mehr oder weniger unabhängig voneinander arbeiten. Für jedes dieser Netze ist in der Regel eine eigene Anschlußleitung zu jedem Teilnehmer erforderlich. Ferner sind für jedes Netz andere Schnittstellen definiert, und zwar sowohl hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften (je nach der Übertragungstech­ nik) als auch hinsichtlich der Verfahren und Protokolle für die Verbindungssteuerung (also den Auf- und Abbau der Verbindungen). Das hat zur Folge, daß die Endgeräte jeweils nur an einem bestimmten Netz betrieben werden können. Da einige Dienste über mehrere, verschiedene Netze angeboten werden, müssen für an sich gleiche Dienste auch verschiedene Typen von Endgeräten vorgesehen werden.

Viele der bisher standardisierten Verfahren und Proto­ kolle für die Verbindungssteuerung bedienen sich der "Intelli­ genz" der Endgeräte für den Informationsaustausch mit der Vermittlungsstelle. Dies bedeutet, daß die Endgeräte wesent­ liche Steuerungsaufgaben beim Auf- und Abbau der Verbindungen zu erfüllen haben. Falsch programmierte Endgeräte können daher auch zu den empfindlichen Störungen in der Vermittlungs­ stelle führen. Es besteht deshalb für jeden Netzbetreiber (z. B. Postverwaltung) die Notwendigkeit, die große Anzahl der von verschiedenen Herstellern für verschiedene Dienste in verschiedenen Netzen angebotenen Endgeräte genauen Zu­ lassungstests zu unterziehen und nur den Anschluß zugelasse­ ner Geräte zu gestatten. Dies führt zu einem großen Aufwand bei den Netzbetreibern einerseits und zu unnötigen Restriktio­ nen in der Angebotspalette von Endgeräten andererseits.

Zur Verbesserung der geschilderten Situation sind zwei Möglichkeiten bekannt, nämlich die netzunabhängige Schnittstelle ("Network Independent Interface", kurz "NII" genannt) einerseits und das Dienste integrierende digitale Fernmeldenetz ("Integrated Services Digital Network", kurz "ISDN" genannt) andererseits.

Bei einer netzunabhängigen Schnittstelle (NII) wird beim Teilnehmer zwischen der Anschlußleitung und dem Endgerät ein Schnittstellen-Umsetzer angeordnet. Dieser Umsetzer ist für die verschiedenen Fernmeldenetze unterschiedlich auszubilden und setzt die verschiedenen Übertragungs- und Verbindungssteuerungsverfahren auf eine einheitliche netzunab­ hängige Schnittstelle um. Demgemäß können alle Endgeräte mit der gleichen Schnittstelle ausgestattet werden und daher können auch Geräte für einen bestimmten Dienst an verschiedene Netze angeschlossen werden. Jeder Umsetzer ist mit der für die Verbindungssteuerung erforderlichen "Intelligenz" ausgestattet, d. h. daß beispielsweise das End­ gerät über die netzunabhängige Schnittstelle dem Umsetzer den Wunsch mitteilen kann, eine Verbindung aufzubauen und die hierfür erforderlichen Informationen, z. B. das Ziel der Verbindung, die Art des Dienstes usw., als netzunabhängige Parameter mitsenden kann. Der Umsetzer steuert dann selbständig im Wechselspiel mit der Vermittlungsstelle den Verbindungs­ aufbau. Dies bringt den Vorteil, daß Fehler der Endgeräte vom Vermittlungsnetz ferngehalten werden und dort nicht zu Störun­ gen führen können. Die Netzbetreiber brauchen daher nur noch einen Umsetzer für jedes Netz einer Zulassungsprüfung zu unterziehen. Die Umsetzer werden sinnvollerweise von den Netzbetreibern zur Verfügung zu stellen und zu warten sein. Die netzunabhängige Schnittstelle stellt dann die Verbindung mit den teilnehmereigenen und nicht mehr notwendigerweise zu­ lassungsbedürftigen Endgeräten her.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß beim Teilnehmer zusätzlich zu den Endgeräten auch noch die erwähnten Umsetzer benötigt werden. Bei Einführung dieser Schnittstelle wird bei sehr vielen Teilnehmern ferner den Wunsch auftreten, schon vorhandene Endgeräte mit den heute bereits standardisierten netzabhängigen Schnittstellen weiterhin betreiben zu können. In diesem Falle werden beim Teilnehmer noch weitere Umsetzer erforderlich, die zwischen den zuerst erwähnten Umsetzern und den Endgeräten zu schalten sind und die netzunabhängige Schnittstelle auf die Schnittstelle des jeweiligen Endgerätes umsetzen.

Das vorgeschlagene diensteintegrierende digitale Fern­ meldenetz (ISDN) vereinigt alle angebotenen Dienste in einem gemeinsamen digitalen Netz (vgl. z. B. Telcom Report, 1983, Heft 3, Seiten 164-169, Siemens AG) Es ist nur noch ein einziges Adernpaar zu jedem Teilnehmer erforderlich, über das die verschiedenen (auch mehrere) Endgeräte mit der Vermittlungs­ stelle verbunden werden. Dieser sogenannte Basis-Zugriff ("Basic Access") bietet nach dem CCITT-Standard gleichzeitig zwei Kanäle mit 64 kbit/sec für Sprache, Faksimile, schnelle Daten usw. und einen Kanal mit 16 kbit/sec für die Verbindungs­ steuerung und paketvermittelte Daten an. Die Verbindungssteue­ rungsprotokolle sind für alle Dienste vereinheitlicht und ebenfalls vom CCITT standardisiert. Beim Teilnehmer ist ein Umsetzer zwischen der Anschlußleitung und jedem Endgerät anzuordnen, der sogenannte Netzabschluß ("Network Termination", kurz "NT" genannt), der eine Umsetzung zwischen der auf der Anschlußleitung verwendeten und nicht standardisierten Übertra­ gungstechnik einerseits und einer vom CCITT bis in alle Einzelheiten international standardisierten Schnittstelle zu zumindest einem Endgerät, der sogenannten "S-Schnittstelle", anderer­ seits, vornimmt. Dieser Umsetzer wird in der Regel im Eigentum des betreffenden Netzbetreibers stehen. Die S-Schnittstelle stellt die Grenze zu den teilnehmereigenen Endgeräten dar. Dem Gedanken des ISDN folgend, könnten in Zukunft alle Endgeräte weltweit mit einer einzigen Schnittstellentype auskommen. Da man sich aber bewußt ist, daß auch der Anschluß bereits vorhandener Endgeräte mit derzeit standardisierten Schnitt­ stellen an das ISDN erforderlich sein wird, sind für diese Fälle weitere Umsetzer beim Teilnehmer vorzusehen, sogenannte Endgeräteadapter ("Terminal Adapter", kurz "TA" genannt), die eine Umsetzung zwischen der S-Schnittstelle und der jeweiligen Schnittstelle des Endgerätes bewirken (vgl. Frequenz 42 (1988), Heft 2/3, Seiten 51-59).

Die für die Verbindungssteuerung im ISDN definierten Protokolle bedienen sich - genauso wie bereits beschrie­ ben - ebenfalls der "Intelligenz" der Endgeräte, was es auch hier erforderlich macht, daß die Netzbetreiber alle anzuschließenden Endgeräte einer Zulassungsprüfung unterziehen. Die Nachteile hiervon sind bereits beschrieben worden.

Eine flächendeckende Einführung des ISDN wird aus Investitionsgründen sicherlich bis weit in die 2000er Jahre dauern. Es ist daher noch für viele Jahre mit der Existenz einer Vielzahl verschiedener Schnittstellen nebeneinander zu rechnen. Dies bedeutet jedoch für die Netzbetreiber, daß es weiterhin eine große Anzahl verschie­ dener Typen von Umsetzern bei den Teilnehmern geben wird, für welche die Netzbetreiber die Verantwortung zu übernehmen haben. Bei den meisten Teilnehmern werden mehrere solcher Umsetzer im Eigentum des betreffenden Netzbetreibers anzuordnen sein, bei ISDN-Teilnehmern zusätzlich noch der "Basis"-Fernsprechapparat. Das ist sicherlich nicht die wirtschaftlich optimale Lösung und bedeutet außerdem weiterhin einen hohen Aufwand für Zulassungsprüfungen sowie für die Verwaltung und Wartung der installierten Einrichtungen.

Die Erfindung befaßt sich deshalb mit der Aufgabe, für ein Fernmeldesystem der einleitend angegebenen Gattung eine Abschlußeinrichtung zu schaffen, die durch Minimie­ rung der erforderlichen Zulassungsprüfungen auf wirtschaft­ lichere und für die Netzbetreiber weniger arbeitsintensive Weise die Vielzahl der erforderlichen Umsetzungskombina­ tionen für die verschiedenen Schnittstellen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Abschlußeinrichtung sind somit in dem verschließbaren Gehäuse alle der Verfügungs­ gewalt und Wartungspflicht des betreffenden Netzbetreibers unterliegenden Einrichtungsteile angeordnet, wobei Umsetzer verschiedenen Typs je nach den betrieblichen Erforder­ nissen der Anschlußleitung der Vermittlungsstelle, insbe­ sondere in Abhängigkeit vom angewendeten Übertragungsver­ fahren, und je nach den Erfordernissen der vom Teilnehmer gewünschten Dienste bzw. Endgeräte mittels eines oder mehrerer Mikroprozessoren derart kombiniert werden können, daß wählbare Übertragungswege durchgeschaltet und über diese Wege den gewünschten Diensten entsprechende Informa­ tionen übertragen werden. Die erforderlichen Umsetzertypen stellt der Netzbetreiber je nach den vom Teilnehmer gewünschten Diensten bzw. zur Verwendung bestimmten Endgeräten zur Verfügung. Dadurch, daß ein Mikroprozessor den Auf- und Abbau der gewünschten Verbindung über die Anschlußleitung im Wechselspiel mit der Vermittlungsstelle steuert, wird die Vermittlungsstelle gegenüber Fehlern der der Wartungspflicht des Netzbetreibers entzogenen Endgeräte abgeschirmt.

Über das ISDN wird auch der Fernsprechverkehr abge­ wickelt werden. Da diese Kommunikationsform den wichtigsten aller Fernmeldedienste darstellt, ist es bisher üblich, daß die Netzbetreiber diese Funktion garantieren und z. B. auch bei Ausfall der Netzstromversorgung sicher­ stellen. Aus diesem Grunde ist auch bei jedem Fernsprech­ teilnehmer mindestens ein Fernsprechapparat (der sogenannte "Prüfapparat") vorhanden, der im Eigentum des Netzbetrei­ bers steht und von diesem gewartet wird. Sinnvollerweise wird dieses Konzept auch im ISDN beibehalten werden. Das würde nach dem bisherigen Verständnis des ISDN bedeu­ ten, daß bei jedem ISDN-Teilnehmer neben dem Netzabschluß (NT) ein eigener "Basis"-Fernsprechapparat im Eigentum des Netzbetreibers anzuordnen wäre. Dieser wäre an die S-Schnittstelle anzuschließen und zumindest bei Ausfall der Netzstromversorgung über die S-Schnittstelle und die Teilnehmer-Anschlußleitung mit Energie zu versorgen.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Grundfunktion Fernsprechen mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die schematisch gehaltenen Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine dem Stand der Technik entsprechende Abschlußeinrichtung für ein verschiedene Dienste bereit­ stellendes Fernmeldesystem,

die Fig. 2 und 3 je eine Minimalkonfiguration einer erfindungsgemäßen Abschlußeinrichtung mit Steuerung durch nur einen bzw. zwei Mikroprozessoren und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Abschlußeinrichtung mit einem die Grundfunktion Fernsprechen garantierenden Fernsprechapparat und weiteren, verschiedene Dienste leistenden Endgeräten, die vorzugsweise hinsichtlich ihres Energiebedarfes netzstromversorgt sind.

Bei der dem Stand der Technik entsprechenden Abschlußein­ richtung nach Fig. 1 ist ein Teilnehmer mit einer Anschlußlei­ tung A zu einem ISDN angenommen. Der Teilnehmer hat neben dem für die Fernsprechgrundfunktion erforderlichen, z. B. digitalen Fernsprechapparat VE beispielsweise je ein Endgerät TE 1 mit einer ISDN-S-Schnittstelle, ein Endgerät TE 2 mit einer X25-Schnittstelle (es wird hier womöglich die von CCITT standardisierte Nomenklatur verwendet) und ein Endgerät TE 3 mit einer NII-Schnittstelle. Ein Netzabschluß NT führt die er­ forderliche Umsetzung zwischen der Anschlußleitung A und der standardisierten S-Schnittstelle durch. An die S-Schnittstelle können mehrere Endgeräte parallel angeschlossen werden, und zwar unmittelbar, soweit sie, wie das Endgerät TE 1 und der (digitale) Fernsprechapparat VE, eine S-Schnittstelle aufwei­ sen bzw. unter Zwischenschaltung verschiedener Endgeräteadap­ ter TA 1 bzw. TA 2, welche die Umsetzung zwischen der S-Schnitt­ stelle und beispielsweise einer X25-Schnittstelle des Endgerä­ tes TE 2 bzw. einer NII-Schnittstelle des Endgerätes TE 3 vornehmen. Nach dem Stand der Technik sind alle in Fig. 1 erkennbaren Umsetzer NT, TA 1 und TA 2 sowie der Fernsprechappa­ rat VE unterschiedliche, voneinander getrennte Geräte, die aber zweckmäßig im Eigentum und unter der Wartungspflicht des Netzbetreibers stehen.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Minimalkonfiguration einer erfindungsgemäßen Abschlußeinrichtung, in welcher für alle Schnittstellenumsetzer ein gemeinsamer Mikroprozessor MP vorge­ sehen ist. In einem gemeinsamen Gehäuse G ist an die von der Vermittlungsstelle kommende Anschlußleitung A ein Schnitt­ stellen-Umsetzer SA angeschlossen, der an die vom Fernmeldenetz abhängigen Eigenschaften der Anschlußleitung A angepaßt ist. Ferner ist an das zu einem Endgerät TE führende Kabel K ein Schnittstellen-Umsetzer STE angeschlossen, der an die Eigen­ schaften der Schnittstelle des Endgerätes TE angepaßt ist. Die Umsetzer SA und STE sind über ein Vielfachleitungssystem BUS, wie es in der Mikroprozessortechnik an sich bekannt ist, untereinander und mit dem Mikroprozessor MP verbunden. Der Übersichtlichkeit halber sind die zu jedem Mikroprozessor gehörigen Speicherbauteile weder hier noch in der folgenden Zeichnungsfiguren dargestellt.

Der Mikroprozessor steuert den Informationsaustausch zwischen den Umsetzern. Er ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er von jedem Endgerät Informationen über den gewünschten Dienst und den gewünschten Teilnehmer aufnimmt und im Wechselspiel mit der Vermittlungsstelle über die Anschlußleitung den Auf- und Abbau der Verbindung steuern kann. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß die Programmierung der Endgeräte unabhängig von den verwendeten Fernmeldenetzen sein kann, weil die für die Verbindungssteuerung erforderliche "Intelligenz" in den Mikro­ prozessor der Abschlußeinrichtung verlegt ist. Da dieser Mikroprozessor der Wartungspflicht des Netzbetreibers unter­ liegt, wird andererseits die Vermittlungsstelle weitgehend gegen Störungen durch fehlerhaft arbeitende Endgeräte abgeschirmt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine andere Minimalkonfiguration einer erfindungsgemäßen Abschlußeinrichtung, bei welcher jedem der beiden Schnittstellen-Umsetzer SA und STE ein Mikropro­ zessor MP 1 bzw. MP 2 zugeordnet ist. Die Lösung nach Fig. 2 mit einem gemeinsamen Mikroprozessor für alle Schnittstellen-Um­ setzer erfordert zwar einen geringen Bauteile-Aufwand, der Mikroprozessor muß aber so programmiert werden, daß er mit allen vorgesehenen, voneinander verschiedenen Typen von Schnittstellen-Umsetzern zusammenarbeiten kann. Außerdem muß der Mikroprozessor in der Lage sein, alle für die einzelnen Schnittstellen-Umsetzer anfallenden Aufgaben gleichzeitig zu bewältigen. Diese beiden Anforderungen können bei einer größeren Anzahl verschiedener Typen von Schnittstellen-Um­ setzern und falls in der Abschlußeinrichtung, wie in Fig. 4 angedeutet, viele Umsetzer angeordnet werden, zu Schwierigkei­ ten führen. Es ist dann vorteilhaft, gemäß Fig. 3 jedem Schnittstellen-Umsetzer einen eigenen Mikroprozessor zuzuord­ nen, der speziell für die Aufgaben des jeweiligen Umsetzers programmiert ist.

Fig. 4 zeigt eine erweiterte Konfiguration einer erfin­ dungsgemäßen Abschlußeinrichtung, die gemäß Fig. 2 mit nur einem Mikroprozessor ausgestattet ist, aber auch im Sinne der Fig. 3 modifiziert werden könnte. Innerhalb des gemeinsamen Gehäuses G sind wieder der mit der Anschlußleitung A verbundene Schnittstellen-Umsetzer SA, das Vielfachleitungssystem BUS und der Mikroprozessor MP erkennbar, die gleiche Funktionen ausüben wie bei der Abschlußeinrichtung nach Fig. 2. Gemäß Fig. 4 sind beispielsweise an das Vielfachleitungssystem BUS über einen Umsetzer SVE und ein Kabel K 1 ein der garantierten Funktion Fernsprechen dienender Fernsprechapparat VE, über einen eine Umsetzung auf eine X25-Schnittstelle vornehmenden Umsetzer STE 2 und ein Kabel K 2 ein Endgerät TE 2 und über einen eine Umsetzung auf eine NII-Schnittstelle vornehmenden Umsetzer STE 3 und ein Kabel K 3 ein Endgerät TE 3 angeschlossen.

Außer den im Gehäuse G eingeschlossenen Einrichtungsteilen befindet sich zweckmäßig auch der die Grundfunktion sichernde Fernsprechapparat VE als Prüfapparat im Eigentum des Netzbe­ treibers und wird von diesem gewartet. Zur Sicherung der Grundfunktion Fernsprechen bei Ausfall der Netzstromversorgung ist der Umsetzer SVE so ausgebildet, daß er zumindest bei Ausfall der Netzstromversorgung die für die Aufrechterhaltung der Grundfunktion erforderliche Energie von der Vermitt­ lungsstelle her oder von einer im Gehäuse G befindlichen Energiequelle her zum Fernsprechapparat VE überträgt. Der Energiebedarf der übrigen Endgeräte TE 2, TE 3 usw. wird vorzugsweise mit Netzstrom gedeckt.

In der Praxis hat ein Teilnehmer dem Netzbetreiber (z. B. der Postverwaltung) die gewünschten Dienste bzw. die zu verwendenden, hinsichtlich ihrer Schnittstelle standardisierten oder nicht standardisierten Endgeräte bekannt zu geben, worauf der Netzbetreiber in einem vorzugsweise plombierten Gehäuse die Abschlußeinrichtung mit allen erforderlichen Umsetzern und Mikroprozessoren zur Verfügung stellt. Von den in beliebiger Zahl parallel anzuschließenden Endgeräten bedarf nur der Fernsprechapparat VE einer Zulassung und Wartung durch den Netzbetreiber, wogegen die übrigen Endgeräte zulassungsfrei sein und in beliebiger Anzahl vorgesehen werden können. Eine flexible wählbare Bestückungsmöglichkeit wird zweckmäßig da­ durch erreicht, daß an dem Vielfachleitungssystem BUS eine größere Anzahl von Steckerplätzen vorgesehen wird, in die dem jeweiligen Bedarf entsprechende Typen von Umsetzern, z. B. in Form von Einschub-Leiterplatten, eingesteckt werden können.

Weiters können, insbesondere bei einem Einsatz in einem ISDN, die Programme in den Mikroprozessoren der Abschluß­ einrichtung vorteilhaft so ausgestaltet werden, daß für den Fernsprechdienst zusätzlicher Komfort, z. B. Telephonbuch­ funktion, Anzeige der Rufnummer des Anrufers, Anzeige wartender Gespräche usw., von einem anderen Endgerät als dem Fernsprech­ endgerät, z. B. von einem Bildschirmterminal, dargeboten wird.

Claims (2)

1. Abschlußeinrichtung für unterschiedliche Dienste bereitstellende Fernmeldesysteme, bei welchen die Anschluß­ leitung der Vermittlungsstelle und die an diese ange­ schlossenen Endgeräte unterschiedliche Schnittstellen aufweisen und dazwischen Schnittstellen-Umsetzer angeordnet sind, wobei die Schnittstellen-Umsetzer an ein Vielfach­ leitungssystem angeschlossen sind, welches den Schnitt­ stellen-Umsetzer der Anschlußleitung und die Schnitt­ stellen-Umsetzer der einzelnen Endgeräte miteinander verbindet, insbesondere für ein ISDN-System, dadurch gekennzeichnet, daß über dieses Vielfachleitungssystem (BUS) die Informationssignale, von zumindest einem Mikro­ prozessor (MP; MP 1, MP 2) gesteuert, zwischen den Schnitt­ stellen-Umsetzern (SA, STE, SVE) übertragen werden, wobei die Endgeräte (TE, VE) für die Übertragung von den gewünschten Dienst und den gewünschten Teilnehmer betreffenden Informationen zu einem gemeinsamen, an das Vielfachleitungssystem (BUS) angeschlossenen Mikro­ prozessor (MP, Fig. 2 und 4) oder an getrennte, unmittelbar an die Schnittstellen-Umsetzer (SA, STE) angeschlossene Mikroprozessoren (MP 1, MP 2, Fig. 3) eingerichtet sind und der jeweils betroffene Mikroprozessor allein den Auf- und Abbau der gewünschten Verbindung über die An­ schlußleitung (A) im Wechselspiel mit der Vermittlungs­ stelle steuert, und wobei alle erforderlichen Schnitt­ stellen-Umsetzer (SA, STE, SVE) der bzw. die Mikroprozesso­ ren (MP; MP 1, MP 2) und das Vielfachleitungssystem (BUS) in einem verschließbaren, insbesondere plombierbaren Gehäuse (G) angeordnet sind, von dem die Anschlußleitung (A) der Vermittlungsstelle und die Kabel (K) zu den Endgeräten (TE, VE) ausgehen.

2. Abschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen die Grundfunktion Fern­ sprechen des Fernmeldesystems garantierenden Fernsprech­ apparat (VE) ein besonderer Schnittstellen-Umsetzer (SVE) vorgesehen ist, über den auch die für die Aufrecht­ erhaltung dieser Grundfunktion benötigte Energie zumindest bei Ausfall der Netzstromversorgung übertragen wird, wogegen die übrigen Endgeräte (TE 2, TE 3) vorzugsweise netzstromversorgt sind.