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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich sich auf ein Verfahren, um die Verzerrung von Digitaldaten
durch ein Rufsignal eines einfachen herkömmlichen Fernsprechdienstes
(POTS = Plain Old Telephone Service) zu verringern, wie es in dem
nicht charakteristischen Teil von Anspruch 1 festgelegt ist, und
einen Telefonrufgenerator, der dieses Verfahren ermöglicht,
wie es in dem nicht charakteristischen Teil von Anspruch 2 festgelegt
ist.
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Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, um
die Verzerrung von Digitaldaten. die beispielsweise in Übereinstimmung
mit dem ADSL-Standard (Asymmetrie Digital Subscriber Line Standard) übertragen
werden, durch das Hochspannungsrufen eines Signals eines POTS (Plain
Old Telephone Service) zu verringern, das gleichzeitig mit den Digitaldaten über eine
einzige Leitung übertragen
wird, sind in der Technik bekannt. Herkömmliche Splitters bzw. Frequenzweichen,
die aus aktiven oder passiven Hochpass- und Tiefpassfiltern aufgebaut
sind, wie beispielsweise diejenigen, die in dem Artikel "ADSL and
VADSL Splitter Design and telephony Performance" von den Autoren
John Cook and Phil Sheppard beschrieben wurden, der im IEEE Journal
on Selected Areas in Communications, Band 13, Nr. 9, Dezember 1995
veröffentlicht
wurde, trennen Telefoniesignale (einschließlich Rufen) von ADSL-Signalen
im Vermittlungsamt und in den Räumlichkeiten
des Kunden, womit die Störung
zwischen dem POTS und der Digitaldateniibertragung minimiert wird.
Diese Splitters sind jedoch sperrig und kostspielig, da betreiberabhängige Tief-
und Hochpasstilter höherer
Ordnung (bis zur 7-ten Ordnung) darin erforderlich sind.
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Die WO-A-99 29097 offenbart eine
Technik zum Verringern der Verzerrung basierend auf Digitalsignalverarbeitung,
die die Verwendung von Splitters nicht erfordert. Demgemäß wird eine
Modulation konstanter Umhüllung
von dem DSL-Modem verwendet, um dadurch die Störung zwischen Signalen in dem ADSL-Band
und Signalen in dem POTS-Band zu vermindern.
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Bei der vollen Digitalschleife, die
beispielsweise aus der europäischen
Patentanmeldung
EP 0 740 451 mit
dem Titel "Method, Interface Modules and telephone Network for Multiplexing
and Demultiplexing an Analog MTS (Message Telephone Service) signal
and an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Datastream" von
dem Anmelder Alcatel Bell bekannt ist, wird eine gegenseitige Störung zwischen
gleichzeitig übertragenen
Telefoniesignalen und Digitaldaten durch Digitalisieren der Telefoniesignale
und durch Einbetten der digitalisierten Telefoniesignale in die
Digitaldatenrahmen, die ebenfalls die Digitaldaten befördern, vermieden.
POTS-Signalisierung, wie beispielsweise das Rufsignal und die Zählimpulse,
werden durch digitale Codes ersetzt, die ebenfalls in den Digitaldatenrahmen
eingebettet sind. Diese digitalen Codes verzerren nicht die Digitaldaten,
wobei jedoch deren Codierung an der Senderseite und deren Decodierung
an der Empfängerseite
einige Modifikationen der aktuellen xDSL-Implementierungen erfordern.
Außerdem
erfordert die volle Digitalschleife Bypass-Gerät, um den Telefondienst sogar
dann aufrechtzuerhalten, wenn das Digitaldaten-Gerät
ausfällt,
was beispielsweise im Fall eines Leistungsversorgungsausfalls in
den Räumlichkeiten
des Kunden auftreten kann, und erfordert die Anwesenheit eines Rufsignalgenerators
in den Räumlichkeiten
des Kunden, um das Hochspannungs-Rufsignal aus den empfangenen Codes
neu zu erzeugen.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren,
um die Störung
zwischen gleichzeitig übertragenen
Digitaldaten und Telefoniesignalen, insbesondere von Rufsignalen,
zu verringern, ist als die ADSL-Lite-Lösung mit Mikrofiltern bekannt.
Bei der ADSL-Lite-Lösung, die
beispielsweise in der Darstellungszusammenfassung "Study of Non-Linear
Distortion in an ADSL-Lite Environment" untersucht wurde, die von
den Autoren Marc Van Bladel und Gerd Vandersteen verfasst und anlässlich des
5-ten Bayona Workshop on Emerging Technologies in Telecommunications,
abgehalten in Bayona, Spanien, vom 6. bis 8. September 1999, vorgestellt
wurde, trennen Mikrofilter in der Leitung zu dem Telephon hin die
Digitaldaten von den Telefoniesignalen, bevor diese Telefoniesignale
an das Telefon geliefert werden. Ein derartiges Mikrofilter ist
beispielsweise aus der Pressemitteilung "Orckit Announces New Dynamic
Microfilter for Use with G.Lite ADSL" vom 2. Juni 1999 bekannt,
das aus dem Internet über
die folgende URL: http://www.xdsl.com/newsreleases/xDSL/3075.asp abgerufen
werden kann. Die Telefoniesignale werden jedoch nicht von den Digitaldaten
getrennt, bevor die Digitaldaten an das ADSL-Modem geliefert sind,
so dass es eine Verzerrung von Digitaldaten durch das Rufsignal
gibt. Folglich fällt
der Digitaldatendienst gewöhnlicherweise
in der ADSL-Lite-Lösung
in dem Moment aus, wenn eine Telefonanruf über das gleiche verdrillte
Paar eingerichtet wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin. ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern der Verzerrung
von Digitaldaten durch das POTS-Rufen eines gleichzeitig mit den
Digitaldaten über
eine einzige Leitung übertragenen Telefoniesignals
bereitzustellen. die jedoch die Nachteile der oben erwähnten vorbekannten
Lösungen überwinden,
d. h. die nicht die sperrigen Splitters mit dem Filter 7-ter Ordnung
im Vermittlungsamt und in den Räumlichkeiten
des Kunden erfordern, die keine zusätzlichen Codierungs-/Decodierungs-Komplexität und Vorkehrungen
erfordern, um eine POTS-Life-Leitung im Falle eines Ausfalls des
Digitaldatendienstes zu verwirklichen, und die vermeiden, dass der
Digitaldatendienst als Ergebnis einer Anwesenheit der Hochspannungs-POTS-Rufsignale
ausfallen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das
Verfahren, um die Verzerrung von Digitaldaten durch ein Rufsignal
eines herkömmlichen
einfachen Fernsprechdienstes (POTS) zu verringern, wie es durch
Anspruch 1 festgelegt ist, und den gemäss Anspruch 2 festgelegten
Telefonrufsignal-Generators erreicht.
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In der Tat wird durch Fensterung
eines sinus- oder kosinusförmigen
Signals ein digitaldatenfreundliches Rufsignal erzeugt. Der Einfluss
des Ein-/Ausschaltens dieses digitaldatenfreundlichen Rufsignals auf
gleichzeitig über
die gleiche Leitung übertragene Digitaldaten
ist weit unterhalb der transienten Verzerrung infolge des Ein-/Ausschaltens
eines herkömmlichen
sinus- oder kosinusförmigen
Rufsignals. Wenn ein sinus- oder kosinusförmiges Signal stufenlos gefenstert
wird, um ein digitaldatenfreundliches Rufsignal zu bilden, ist ein
geringfügiger
Anstieg des Spitzenfaktors (PAR = peak-to-average ratio) des Rufsignal
ein annehmbarer Preis, der für
die erhaltene Verringerung bei den transienten Verzerrungen gezahlt wird.
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Es sei bemerkt, dass der Begriff
"umfassend", der in den Ansprüchen
verwendet wird, nicht auf die hiernach aufgeführten Mittel als begrenzend interpretiert
werden sollte. Somit sollte der Umfang des Ausdrucks "eine Vorrichtung,
die Mittel A und B umfasst" nicht auf Vorrichtungen begrenzt sein,
die nur aus Komponenten A und B aufgebaut sind. Es bedeutet, dass
mit Bezug auf die vorliegende Erfindung. die eigentlich relevanten
Komponenten der Vorrichtung A und B sind.
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Ein optionales charakteristisches
Merkmal des Telefonrufsignal-Generators gemäß der vorliegenden Erfindung
wird durch Anspruch 3 festgelegt.
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Auf diese Art und Weise kann für neue Betreiber,
die sich nicht um einen installierte Basis kümmern müssen (die sogenannte Grüne-Wiese-Installation),
ein Pro-Leitung-Szenario mit einer universellen Leitungskarte, die
sowohl den Telefoniedienst als auch den Digitaldaten-Dienst abschließt, und
mit einem intelligenten Schalter, der beispielsweise von einem Mikroprozessor
stufenlos gesteuert wird, implementiert werden, so dass das Ein-/Ausschalten
des Rufsignals jeweils mit dem Anfang/Ende des angelegten Fensters
ausgerichtet ist. Für
diese Implementierung der vorliegenden Erfindung kann ein herkömmlicher
Rufgenerator, der ein analoges sinus- oder kosinusförmiges Rufsignal
erzeugt, als einen Eingang für
die stufenlos gesteuerte Schalter auf den unterschiedlichen Leitungskarten
dienen.
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Ein zusätzliches charakteristisches
Merkmal des Telefonrufsignal-Generators gemäß Anspruch 3 wird durch Anspruch
4 festgelegt.
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Somit kann, um ein beträchtliches
Verzerren des Rufsignals durch das angelegte Fenster zu vermieden,
um die transiente Verzerrung des Rufsignals auf Digitaldaten zu
vermindern, die Fensterlänge ausgewählt werden,
um gleich der Einschaltzeit des Rufsignals zu sein.
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Alternativ zu dem durch Anspruch
3 beschriebenen Telefonrufsignal-Generator wird ein optionales charakteristisches
Merkmal des Telefonrufsignal-Generators gemäß der vorliegenden Erfindung durch
Anspruch 5 festgelegt.
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Auf diese Art und Weise kann für etablierte Betreiber,
die Digitaldatendienste auf Telefondienste Anbieten und die ihre
installierte Infrastruktur maximal wiederverwenden wollen, ein Szenario
implementiert werden, wodurch nur die Rufkarte in eine Rufkarte
aktualisiert wird, die das gefensterte digitaldatenfreundliche Rufsignal
erzeugt, und wodurch alle POTS-Leitungskarten und Schalter für das Ein-/Ausschalten
des Rufsignals auf den unterschiedlichen Leitungen wiederverwendet
werden.
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Ein zusätzliches charakteristisches
Merkmal des Telefonrufsignal-Generators von Anspruch 5 wird durch
Anspruch 6 festgelegt.
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Somit werden die wiederverwendeten
Schalter für
das Ein-/Ausschalten des Rufsignals beispielsweise durch einen Mikroprozessor
gesteuert, der mit der Rufkarte kommuniziert, die das gefensterte
digitaldatenfreundliche Rufsignal erzeugt, um jeweils mit der Anfang-/End- Grenze des angelegten
stufenlosen Fensters ausgerichtet ein-/auszuschalten. Die transiente
Verzerrung von Digitaldaten infolge des Ein-/Ausschaltens des Rufsignals
wird auf diese Art und Weise minimiert.
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Ein weiteres zusätzliches charakteristisches Merkmal
des Telefonrufsignal-Generators von Anspruch 5 wird durch Anspruch
7 festgelegt.
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In der Tat hat die Fenstergröße eine
Auswirkung auf die Verringerung der transienten Verzerrung von Digitaldaten
durch das Rufsignal. Im allgemeinen führt eine längere Fenstergröße zu einer
besseren Verringerung der transienten- Verzerrung. In der Praxis
ist die maximale Fenstergröße infolge
des Ruftakts auf die Länge
der Einschaltzeit des Rufsignals begrenzt. Eine Einschaltzeit des
Rufsignals kann jedoch mehr als ein Fenster umfassen. Eine Implementierung,
bei der das Fenster mehr als einmal pro Einschaltzeit des Rufsignals
angelegt wird (das Fenster kann beispielsweise die Länge von
zwei Sinus- oder Kosinus-Perioden
aufweisen), kann mit existierenden Timing-Spezifikationen zum Abschalten
des Rufumsetzers nach Ruf-Auslösungserfassung
sogar übereinstimmen,
wenn das System ausgestaltet ist, um aufgelegt/abgehoben-Übergänge bis zur
nächsten
Grenze des Fensters zu verzögern,
um die Störung
der Digitaldaten-Übertragung
infolge des Ausschaltens des Rufumsetzers nach Ruf-Auslösungserfassung
zu verringern. Dies ist mit einem Fenster, das die Länge einer
vollen Einschaltzeit des Rufsignals aufweist, nicht verwirklichbar,
da es die existierenden Verzögerungsspezifikationen
für POTS nicht
erlauben, das Abheben bis zum Ende der Einschaltzeit des Rufsignals
aufzuschieben. Das Rufsignal ist selbst ist jedoch verzerrter, wenn
ein kürzeres Fenster
wiederholt während
der Einschaltzeit des Rufsignals angelegt wird.
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Eine bestimmte Implementierung des
Telefonrufsignal-Generators von Anspruch 7 wird durch Anspruch 8
festgelegt.
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Auf diese Art und Weise wird durch
wiederholtes Anlegen eines stufenlosen Fensters mit einer Länge von
nur einer Sinus- oder Kosinus-Periode, die transiente Verzerrung
der gleichzeitig übertragenen
Daten infolge des Ein-/Ausschaltens des Rufsignals uptimal unterdrückt. Wie
es bereits in dem einen jedoch vorhergehenden Paragraph angegeben
wurde, wird diese optimale Verringerung der transienten Wirkung
auf Kosten einer höheren Verzerrung
(Abweichung von dem herkömmlichen
sinus- oder kosinusförmigen
Rufsignal) des Rufsignals selber erhalten.
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Außerdem wird ein vorteilhaftes
charakteristisches Merkmal des Telefonrufsignal-Generators gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Anspruch 9 festgelegt.
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In der Tat verringert das Beginnen
der Fensterung bei einem Nulldurchgang des sinus- oder kosinusförmigen Signals
Transienten um bis zu 50 dB bei der Niederfrequenzflanke des Digitaldaten-Bands (bei
den niedrigsten Tönen
eines diskreten Multi-Tonsignals, wenn DMT als Modulationstechnik
für die
Digitaldaten verwendet wird). Um Verzerrungen zu minimieren, muss
die Steigung des Rufsignals stufenlos sein. Daher muss das Fenster
stufenlos beginnen und enden. Da der Spitzenfaktor (PAR = peak-to-average
ratio) des Rufsignals nicht zu stark ansteigen sollte, gibt es ebenfalls
eine Obergrenze für
die Stufenlosigkeit oder Länge
der ansteigenden oder abfallenden Flanke des Fensters. Unter Berücksichtigung, dass
das Rufsignal bei einem Nulldurchgang beginnt, wird der gerade beschriebene
Kompromiss erfüllt, wenn
die ansteigende Flanke des Fensters bei Nullphase beginnt und zwischen
der π/2-
und π-Phase des
sinus- oder kosinusförmigen
Signals endet. Im allgemeinen wird gefolgert, dass eine optimale
Unterdrückung
der transienten Wirkung mit einem flach beginnenden und endenden
Fenster erhalten wird, womit die Fenstergröße groß genug ist, um die Steigung des
Rufsignals innerhalb vernünftiger
Grenzen zu halten.
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Bestimmte Beispiele des Telefonrufsignal-Generators
von Anspruch 9 werden durch Ansprüche 10 bzw. 11 festgelegt.
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In der Tat sind ein Hanning-Fenster
sowie auch ein Polynom-Fenster stufenlose Fenster. die bei Nullamplitude
beginnen, und deren ansteigende Flanke geformt werden kann, um bei
Nullphase des sinus- oder kosinusförmigen Signals zu beginnen, und
die zwischen der π/2- und π-Phase dieses
sinus- oder kosinusförmigen
Signals endet.
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Die oben erwähnten und weitere Aufgaben und
Merkmale der Erfindung werden offensichtlicher und die Erfindung
selber am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung einer Ausführungsform
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden, in denen zeigen:
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1 ein
Blockschema eines Kommunikationssystems mit einem Netzwerkabschluss
NT und einem Leitungsabschluss LT, das einen POTS und einen Rufgenerator
POTS-RING GENERATOR + SLIC umfasst, wobei die vorliegende Erfindung
angewendet wird;
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2 ein
ausführlicheres
Blockschema des POTS und des Ruf-Generators POTS-RING GENERASTOR
+ SLIC von Fig. 1, der einen Telefonrufsignal-Generator
gemäß der vorliegenden
Erfindung POTS-RING GENERATOR umfasst;
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3 ein
Blockschema einer ersten Ausführungsform
des Telefonrufsignal-Generators POTS-RING GENERATOR 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
graphische Darstellung, die die Form des von dem in Fig.
3 gezeigten Telefonrufsignal-Generators POTS-RING GENERATOR
1 erzeugten Rufsignals RINGING1 darstellt;
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5 ist
ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Telefonrufsignal-Generators POTS-RING
GENERATOR 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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Fig. 6 eine
graphische Darstellung, die die Form des von dem in 5 gezeigten Telefonrufsignal-Generators
POTS-RING GENERATOR 2 erzeugten Rufsignals RINGING2 darstellt.
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Fig. 1 zeigt
eine Kommunikationssystem mit einem Leitungsabschluss LT auf der
Vermittlungsamtseite und einem Netzwerkabschluss NT auf der Kundenräumlichkeitsseite.
Zwischen dem Leitungsabschluss LT und dem Netzwerkabschluss NT gibt
es ein verdrilltes Telefonleitungspaar LINE. Der Leitungsabschluss
LT umfasst einen ADSL-Transceiver (Analog Digital Subscriber Line
Transceiver) ADSL TRx1, einen POTS und einen Rufgenerator POTS-RING
GENERATOR + SLIC, und einen Splitter SPLITTER1 mit einem Tiefpassfilter
LP1 und einem Hochpasstilter HP1. Der ADSL-Tranceiver ADSL TRx1
ist mit der Telefonleitung LINE über
das Hochpassfilter HP1 in dein Splitter SPLITIER1 gekoppelt, wohingegen
der POTS und der Ruf-Generator POTS-RING GENERATOR + SLIC mit der
Telefonleitung LINE über
das Tiefpassfilter LP1 in dem Splitter SPLITTER1 gekoppelt ist.
Der Netzwerkabschluss NT umfasst einen zweiten ADSL-Transceiver (Analog
Digital Subscriber Line Transceiver) ADSL TRx2, einen Telefonanschluss
PHONE und einen zweiten Splitter SPLITTER2 mit einem Tiefpassfilter LP2
und einem Hochpassfilter HP2. Der zweite ADSL-Tranceiver ADSL TRx2
ist über
das Hochpassfilter HP2 des zweiten Splitter SPLITTER2 mit der Telefonleitung
LINE gekoppelt, wohingegen der Telefonanschluss PHONE über das
Tiefpassfilter LP2 in dem zweiten Splitter SPLITTER2 mit der Telefonleitung
LINE gekoppelt ist.
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Über
die Telefonleitung LINE überträgt der Leitungsabschluss
LT und der Netzwerkabschluss gleichzeitig Schmalband-Telefonsignale
und Breitband-Digitaldaten auf eine frequenz-gemultiplexte Art.
Die Telefonsignale belegen ein Niederfrequenzband bis zu 3,5 kHz,
wohingegen die Digitaldaten in einem Frequenzband in Übereinstimmung
mit dem ADSL-Standard (Asymmetric Digital Subscriber Line Standard) übertragen
werden. Die Telefonsignale werden aus den Digitaldaten durch die
Tiefpassfilter LP1 und LP2 gefiltert, womit es dem POTS und dem Rufgenerator
POTS-RING GENERATOR + SLIC und dem Telefonanschluss PHONE ermöglicht wird,
ohne Störung
von den Digitaldaten zu kommunizieren. Die Digitaldaten werden aus
den Telefonsignalen durch die Hochpassfilter HP1 und HP2 gefiltert,
womit es den beiden ADSL-Transceivern ADSL TRx1 und ADSL TRx2 ermöglicht wird,
ohne Störung
von den Telefonsignalen zu kommunizieren. Um die Verzerrung der
Digitaldaten durch das Hochspannungs-Rufsignal zu minimieren, das
auf die Leitung durch den POTS und den Rufgenerator POTS-RING GENERATOR
+ SLIC gebracht wird, um dem Telefonanschluss PHONE ankommende
Telefonanrufe mitzuteilen, erzeugen der POTS und der Rufgenerator POTS-RING
GENERASTOR + SLIC ein digitaldatenfreundliches Rufsignal. Wie dies
durchgeführt
wird, wird in den folgenden Abschnitten erläutert, die sich auf die Arbeitsweise
des POTS und des Rufgenerators POTS-RING GENERATOR + SLIC von 1 konzentrieren.
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Wie es aus Fig.
2 ersichtlich ist, umfasst der POTS und der Rufgenerator
POTS-RING GENERATOR + SLIC von Fig. 1 einen
Telefonrufsignal-Generator POTS-RING GENERATOR und eine Anzahl von
teilnehmerleitungsintegrierten Schaltungen SLIC1, SLIC2 und SLIC3.
Diese teilnehmerleitungsintegrierten Schaltungen SLIC1, SLIC2 und
SLIC3 sind mit jeweiligen Telefonleitungen LINE1, LINE2 und LINE3 über jeweilige
Schalterelemente S1, S2 und S3 gekoppelt,
die Teil des Telefonrufsignal-Generators POTS-RING GENERATOR bilden (es sei bemerkt,
dass der Rufgenerator POTS-RING GENERATOR von Fig.
2 nur ein Funktions-Blockdiagramm ist, das alle Rufsignal-Erzeugungs- und Ruftakt-Erzeugungs-Funktionalität gruppiert.
Physikalisch können
die Schalterelemente S1, S2 und S3 auf
jeweiligen POTS-Leitungskarten angeordnet sein, worauf die teilnehmerleitungsintegrierten
Schaltungen SLIC1, SLIC? und SLIC ebenfalls angeordnet sind, oder
die Vermittlungselemente S1, S2 oder S3 können alternativ
in den teilnehmerleitungsintegrierten Schaltungen SLIC1, SLIC2 und
SLIC3 integriert sein.) Die erste Telefonleitung LINE1 kann beispielsweise
dem verdrillten Telefonleitungs-Paar LINE von 1 entsprechen. Der Telefonrufsignal-Generator POTS-RING
GENERATOR umfasst ferner eine Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING
GENERATION, deren Ausgang mit zweiten Eingängen der Vermittlungselemente S1, S2 und S3 gekoppelt
ist.
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In der in 2 gezeichneten Situation sind alle teilnehmerleitungsintegrierten
Schaltungen SLIC1, SLIC2 und SLIC3 mit den jeweiligen Telefonleitungen
LINE1, LINE2 und LINE3 verbunden, über die sie mit Telefonanschlussen
kommunizieren. Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION erzeugt kontinuierlich ein Rufsignal an ihrem Ausgang.
Wenn ein ankommender Telefonanruf für die erste Leitung LINE1 angesagt
werden muss, wird der erste Schalter S1 den Ausgang der
Aufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING GENERATION anstatt des Ausgangs
der ersten teilnehmerleitungsintegrierten Schaltung SLIC1 mit der
ersten Leitung LINE1 verbinden. Wie es mit Bezug auf 3 und 4 erläutert
wird, kann das von der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING GENERATION
erzeugte Rufsignal bereits das oben erwähnte digitaldatenfreundliche
Rufsignal sein. Die Schalterelemente S1, S2 und S3 sind
dann Schalter mit nur zwei Zuständen:
Entweder verbinden sie eine teilnehmerleitungsintegrierte Schaltung
mit der Telefonleitung oder sie verbinden die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
mit der Telefonleitung. Die Schalter S1, S2 und S3 werden
gesteuert, um zwischen diesen Zuständen zu Momenten umzuschalten,
die ausgewählt werden,
um die Digitaldaten auf der Leitung minimal zu verzerren. Alternativ
kann, wie es mit Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 erläutert wird, das von der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION erzeugte Rufsignal ein sinus- oder kosinusförmiges Signal
sein, das durch die Schalterelemente S1, S2 und S3 digitaldatenfreundlich
gemacht wird. In diesem Fall müssen
die Schalterelemente S1, S2 und S3 intelligente
Schalter sein, die stufenlos gesteuert werden, um zwischen dem Zustand,
bei dem eine teilnehmerleitungsintegrierte Schaltung mit einer Telefonleitung
verbunden ist, und einem Zustand, bei dem die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION mit der Telefonleitung verbunden ist, umzuschalten.
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Bei einem ersten Szenario sei angenommen, dass
bereits existierendes Gerät
von einem etablierten Telefonbetreiber, wie beispielsweise die Schalter S1, S2 und S3,
soviel wie möglich
wiederverwendet werden muss. Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING
GENERATION und das erste Schalterelement S1 von Fig. 2 werden dann von der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
POTS-RING GENERSATION 1 und dem Relais RELAY des in Fig.
3 gezeichneten Telefonrufsignal-Generators POTS-RING GENERATOR
1 implementiert. Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING GENERATION
1 ist aus einer Nachschlagetabelle LOOK-UP TABLE. einem feldprogrammierbaren
Gate-Array FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY, einem Digital/Analog-Wandler
D/A und einem Verstärker
AMP aufgebaut, die kaskaden-gekoppelt sind. Ein verstärkter Ausgang
des Digital/Analog-Wandlers D/A dient somit als ein Eingang für das Relais
RELAY, dessen Ausgang ferner mit einer Telefonleitung, die in 3 nicht gezeigt ist, gekoppelt
ist. Die teilnehmerleitungsintegrierte Schaltung, deren Ausgang
mit einem zweiten Eingang des Relais RELAY gekoppelt ist, ist in 3 ebenfalls nicht gezeichnet.
Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION ist ferner mit einer Steuervorrichtung CTRL1
gekuppelt, die einen mit einem Steuereingang des Relais RELAY verbundenen
Ausgang aufweist.
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Die Nachschlagetabelle LOOK-UP TABLE speichert
Abtastungen eines stufenlos gefensterten Rufsignals RINGING1,
das in Fig. 4 gezeigt ist. Diese stufenlos
gefensterte Rufsignal RINGING1 wird durch Fensterung eines
sinusförmigen
Signals SINE1 mit einem Hanning-Fenster WINDOW1 erhalten,
das die Länge
von zwei Perioden des sinusförmigen
Signals SINE1 aufweist. Der Beginn der ansteigenden Flanke des Hanning-Fensters
WINDOW1 ist mit dem Nulldurchgang des sinusförmigen Signals SINE1 ausgerichtet,
und die ansteigende Flanke endet bei ungefähr einer Phase n der ersten
Periode des sinusförmigen
Signals SINE1. Dieses Hanning-Fenster WINDOW1 wird wiederholt
alle zwei Perioden des sinusförmigen
Signals SINE1 angelegt, was zu dein gepunkteten, digitaldatenfreundlichen Rufsignal RINGING1 führt, dessen
digitale Abtastungen somit in der Nachschlagetabelle LOOK-UP TABLE
von Fig. 3 gespeichert werden. Das
feldprogrammierbare Gate-Array FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY, der
Digital/Analog-Wandler D/A und der Verstärker AMP lesen die in der Nachschlagetabelle
gespeicherten Abtastungen aus, bilden aus diesen Abtastungen z.
B. durch Interpolation ein Analogsignal, und verstärken dieses
Analogsignal (typischerweise wird ein 1 Volt Spitze-zu-Spitze-Analogsignal
bis zu einem 60 Volt Spitzen-Rufsignal verstärkt), um das Rufsignal RINGING1 zu
erzeugen. Dieses Rufsignal RINGING1 wird auf die Telefonleitung
gebracht, um einen ankommenden Anruf durch das Relais RELAY anzusagen,
das den Ruftakt implementiert: Das Rufsignal RINGING1 wird
nur an die Telefonleitung während
Zeiträume
Ton geliefert, bei denen das Rufen an ist, und nicht während Zeiträume Toff,
bei denen das Rufen aus ist. Um die transiente Verzerrung der gleichzeitig über die
Leitung übertragenen
Digitaldaten zu verringern, steuert die Steuervorrichtung CTRL1,
die durch einen Mikroprozessor implementiert sein kann, das Relais
RELAY, so dass die Grenzen der Zeiträume Ton und Toff mit den Grenzen
des wiederholt angelegten Hanning-Fensters WINDOW1 ausgerichtet
sind. Die Steuervorrichtung CTRL empfängt dazu Anweisungen von der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RIGING GENERATION 1.
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Es sei bemerkt, dass ein vollständiger Telefonrufsignal-Generator,
wie beispielsweise der in Fig. 3 gezeichnete
POTS-RING GENERATOR 1, nicht notwendigerweise eine getrennte Vorrichtung
bilden sollte, sondern alternativ in eine neuentwickelte POTS-teilnehmerleitungsintegrierte
Schaltung SILC integriert sein können,
die die Fähigkeit
aufweist, ein gefenstertes Rufsignal zu erzeugen.
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Bei einem zweiten Szenario, das durch Fig. 5 und 6 dargestellt
ist, wird eine Grüne-Wiese-Installation
für einen
neuen Betreiber betrachtet. Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION und das erste Schalterelement S1 von Fig. 2 werden dann durch die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung POTS-RING
GENERATION 2 und den intelligenten Schalter SMOOTH SWITCH des in Fig. 5 gezeichneten Rufsignal-Generators
POTS-RING GENERATOR 2 implementiert. Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION 2 ist mit einem Ausgang an einem ersten Eingang
des intelligenten Schalters SMOOTH SWITCH gekoppelt. An einem zweiten
Eingang des intelligenten Schalters ist eine teilnehmerleitungsintegrierte
Schaltung, die in 5 nicht
gezeichnet ist, verbunden. Der Ausgang des intelligenten Schalters
SMOOTH SWITCH ist mit einer Telefonleitung gekoppelt, die in Fig. 5 ebenfalls nicht gezeichnet ist.
Außerdem
ist eine Steuervorrichtung CTRL2, deren Eingang mit einem Ausgang
der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING GENERATION gekoppelt
ist, mit einem Steuereingang des intelligenten Schalters SMOOTH
SWITCH verbunden.
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Die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION 2 von 5 erzeugt
an ihrem Ausgang das in Fig. 6 gezeichnete
sinusförmige
Analogsignal SINE2. Wenn ein ankommender Anruf angesagt werden muss
und der intelligente Schalter SMOOTH SWITCH die teilnehmerleitungsintegrierte Schaltung
von der Telefonleitung trennt, weist die Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung
RINGING GENERATION 2 außerdem
die Steuervorrichtung CTRL2 an. damit der intelligente Schalter
SMOOTH SWITCH von dem Ruf-an-Zeitraum Ton zu dem Ruf-aus-Zeitraum
Toff stufenlos umschaltet und umgekehrt, um dadurch den Ruftakt
zu verwirklichen. Dieses stufenlose Umschalten folgt dem Verhalten des
in 6 gezeichneten Hanning-Fensters WINDOW2.
Dieses Hanning-Fenster WINDOW2 umfasst eine Länge, die
gleich dem Ruf-an-Zeitraum Ton ist, und eine ansteigende Flanke,
die am Nulldurchgang des sinusförmigen
Signals SINE2 beginnt und ungefähr bei der π-Phase der ersten Periode dieses sinusförmigen Signals
SINE2 endet. Auf diese Art und Weise wird ein digitaldatenfreundliches
Rufsignal RINGING2, das durch die gepunktete Linie in Fig. 6 dargestellt wird, am Ausgang des
intelligenten Schalters SMOOTH SWITCH erzeugt. Die Verzerrung der
Digitaldaten auf der Telefonleitung durch das transiente Verhalten
infolge des Ein-/Ausschaltens des Rufsignals RINGING2 liegt
weit unter der Verzerrung, unter der Digitaldaten im Falle leiden würden, wenn
das sinusförmige
Rufsignal SINE2 an dem Ausgang der Rufsignal-Erzeugungsvorrichtung RINGING
GENERATION 2 auf die Leitung während der
Ruf-an-Zeiträume
Ton gebracht werden würde.
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Es sei bemerkt, dass die vorliegende
Erfindung für
eine Anwendung auf eine beliebige Leitung, worauf Digitaldaten und
analoge Telefonsignale gleichzeitig übertragen werden, geeignet
ist. Obgleich die Daten bei der oben beschriebenen Ausführungsform
in Übereinstimmung
mit dem ADSL-Standard übertragen
werden, wird ein Fachmann erkennen, dass die Anwendbarkeit der vorliegenden
Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Art eines Transferprotokolls
der physikalischen Schicht (ADSL, VDSL, SDSL, HDSL, ...) für die Digitaldaten
beschränkt
ist.
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Es sei ebenfalls bemerkt, dass, obgleich
die Digitaldaten und Telefonsignale bei dem oben beschriebenen Kommunikationssystem über ein
verdrilltes Telefonleitungspaar LINE transportiert werden, die Anwendbarkeit
der vorliegenden Erfindung nicht durch das Übertragungsmedium beschränkt wird, über das
Daten und Telefonsignale transportiert werden. Insbesondere kann
die vorliegende Erfindung auf einer Kabelverbindung, einer optische
Verbindung, einer Satellitenverbindung, einer Funkverbindung durch
die Luft usw.
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verwirklicht werden.
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Außerdem sei bemerkt, dass eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung oben hinsichtlich Funktionsblöcke beschrieben
ist. Aus der Funktionsbeschreibung dieser Blöcke ist es für einen
Fachmann der Entwicklung elektronischer Vorrichtungen offensichtlich.
wie Ausführungsformen
dieser Blöcke mit
bekannten elektronischen Komponenten hergestellt werden können. Eine
detaillierte Architektur des Inhalts dieser Funktionsblöcke wird
daher nicht angegeben.
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Obwohl die Prinzipien der Erfindung
oben in Verbindung mit einer besonderen Vorrichtung beschrieben
wurden, ist es offensichtlich, dass diese Beschreibung nur mittels
Beispiel und nicht als eine Begrenzung auf den Schutzumfang der
Erfindung durchgeführt
wird.