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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine DSL-Kommunikationsvorrichtung mit einer
Lifeline-Funktionalität.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine DSL-Kommunikationsvorrichtung mit
einer Lifeline-Funktionalität,
welche zum Übertragen
und Empfangen von DSL-Signalen, welche Sprachsignale umfassen, vorzugsweise
CVoDSL („Channelized
Voice over DSL"), über eine Übertragungsleitung
eines DSL-Kommunikationsnetzwerks geeignet
ist.
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Heutige
und zukünftige
xDSL-Systeme müssen
höhere
Bitraten bereitstellen. Andererseits sollen die zukünftigen
xDSL-Systeme nicht
mehr die Frequenzbasisbänder
von POTS („Plain
Old Telephone Service")
oder ISDN („Integrated
Service Digital Network")
nutzen. Diese Basisbänder
werden jedoch bei xDSL-Kommunikationsnetzwerken des Stands der Technik
gewöhnlich
zur Übertragung
von Sprachsignalen zusammen mit den xDSL-Datensignalen über eine
xDSL-Übertragungsleitung
verwendet. Beispielsweise werden bei ADSL-Kommunikationsnetzwerken
(ADSL: "Asymmetrical
Digital Subscriber Line")
Sprachsignale in dem niedrigen Frequenzbereich des POTS- oder ISDN-Frequenzbasisbands übertragen,
während
die Datensignale in einem höheren
Frequenzbereich übertragen
werden. Die POTS- oder
ISDN-Basisbänder
werden auch verwendet, um den sogenannten Lifeline-Telefondienst anzubieten.
Der Lifeline-Telefondienst
ermöglicht
die Verwendung eines Telefons, beispielsweise in dem Fall einer
Notsituation, auch wenn die lokale Energieversorgung des jeweiligen
Telefons nicht aktiv oder defekt ist. Daher kann ein Benutzer eines
Telefons einen Anruf durchführen,
auch wenn die lokale Energieversorgung des Telefons versagt hat.
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Es
gibt eine Vielzahl von verschiedenen xDSL-Systemen, welche z. B.
hinsichtlich des verwendeten Übertragungsmediums
(z. B.
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Kupferleitung,
Stromleitung, Funkübertragung,
optische Faser, usw.), der Übertragungsrichtung
(z. B. simplex, semi-duplex oder duplex) oder der Symmetrie der
Datenübertragung
(symmetrisch oder asymmetrisch) usw. unterschieden werden können. Die
traditionellen xDSL-Technologien verwenden eine Kupferleitung sowohl
für die Downstream-Richtung
(d. h. von dem Kommunikationsdienstleister zu der Teilnehmeranschlusseinrichtung)
als auch die Upstream-Richtung (d. h. von der Teilnehmeranschlusseinrichtung
zu dem Kommunikationsdienstleister). SDSL-Systeme (SDSL: „Symmetrical
Digital Subsriber Line")
verwenden dieselbe Bitrate für
die Downstream- und Upstreamrichtung, während ADSL-Systeme (ADSL: „Asymmetrical
Digital Subscriber Line")
unterschiedliche Bitraten für
die Upstream- und
Downstream-Richtung verwenden. Insbesondere ist bei ADSL-Systemen die für die Downstream-Richtung
verwendete Bitrate erheblich größer als
diejenige, welche für
die Upstream-Richtung
verwendet wird. Im Allgemeinen bestehen im Wesentlichen drei Wege,
Sprachsignale unter Verwendung der DSL-Bandbreite über eine Kupfertelefonleitung
zu transportieren.
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Gemäß der VoATM-Technologie
(VoATM: „Voice
over Asynchronous Transfer Mode"),
werden digitalisierte Sprache und emulierte Signalisierungsinformationen
in ATM-Zellen eingefügt,
welche über die
Telefonleitung und durch das Netzwerk über eine eigene private virtuelle
ATM-Verbindung transportiert werden. Bei der so genannten VoIP-Technologie (VoIP: „Voive
over Internet Protocol"),
werden digitale Sprache und emulierte Signalisierungsinformationen in
IP-Pakete eingefügt
und dann zusammen mit anderen Daten über die Telefonleitung transportiert.
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Das
dritte Verfahren ist die CVoDSL-Technologie (CVoDSL: „Channelized
Voice over Digital Subscriber Line"). Die CVoDSL-Technologie ist dahingehend
einzigartig unter Voiceover-DSL-Lösungen, dass sie Sprache innerhalb
der physikalischen Schicht transportiert, was den Transport von
abgeleiteten Sprachkanälen über die
DSL-Bandbreite ermöglicht,
während
sowohl POTS als auch Hochgeschwindigkeitsinternetzugriff beibehalten
werden. Dies führt
zu einem einfachen, flexiblen, kosteneffizienten Verfahren, um Geräte der nächsten Generation
mit abgeleiteter Sprachfunktionalität zu ermöglichen. CVoDSL reserviert
64 kbit/s Kanäle
(SDSL) oder 32 kbit/s Kanäle
(ADSL) der DSL-Bandbreite, um Sprachsignale innerhalb der DSL-Bandbreite
zu befördern.
Dieser Ansatz beseitigt den Bedarf für eine Paketisierung des Sprachverkehrs über die
Telefonleitung in höhere
Protokolle, wie z. B. ATM und IP. Mehrere Sprachleitungen können gleichzeitig
aktiv sein. Die CVoDSL-Technologie trägt auch der Verwendung eines
analogen Daten- oder Faxwählmodems über die
DSL-Bandbreite Rechnung.
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Es
wurden Versuche unternommen, die CVoDSL-Technologie in anwendbare
xDSL-Standards einzubeziehen.
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SHDSL
steht für „Single
Pair High Speed Digital Subscriber Line". Die europäische Variante dieser Technologie
wird „Symetrical
Single Pair High Bit Rate Digital Subscriber Line" (SDSL) genannt.
Die bestehenden Standards sind die ITU-T Recommendation G.991.2
(G.shdsl) und die ETSI TS101 524. Die nordamerikanische Variante
HDSL2 ist in einem optionalen Anhang von G.991.2 enthalten. SHDSL unterstützt Bitraten
von 192 kbit/s bis 2320 kbit/s (Granularität oder Auflösung 8 kbit/s), verwendet den TC-PAM-Leitungscode
(TC-PAM: „Trellis
Coded Pulse Amplitude Modulation")
und bietet typischerweise Dienste wie z. B. T1, fraktionales T1,
E1, fraktionales E1 und ISDN-Primärrate. SHDSL unterstützt VoATM und
CVoDSL (was auch bekannt ist als VoSTM („Voice over Synchronous Transfer Mode")). Für CVoDSL
erfordert es eine Latenz von 0,5 ms oder weniger für Bitraten
von mehr als 1,5 Mbit/s und eine Latenz von 1,25 ms oder weniger
für Bitraten
von weniger als 1,5 Mbit/s.
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CVoDSL
ist auch definiert für
die Recommendation G.dmt.bis, welche ADSL-Transceiver für ein verdrehtes
Metalleitungspaar beschreibt, welches eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zwischen
dem Netzwerkbetreiber (welcher auch ATU-C(„ADSL Termination Unit-Central") genannt wird) und
dem Kundenende (welches auch ATU-R („ADSL Termination Unit-Remote") genannt wird) ermöglicht.
Diese Recommendation bietet abhängig von
der Umgebung eine Vielzahl von Trägerkanälen im Zusammenhang mit einem
von drei anderen Diensten: 1) ADSL-Übertragung gleichzeitig auf demselben
Paar mit einem Sprach(band)dienst, 2) ADSL-Übertragung gleichzeitig auf
demselben Paar mit G.961.2 (Appendix I oder II) ISDN-Diensten oder 3)
ADSL-Übertragung
auf demselben Paar mit Sprachbandübertragung und mit TCM-ISDN-Übertragung
(„Time
Compression Modulation", „Trellis Coded
Modulation") (G.961
Appendix III) in einem benachbarten Paar. ADSL-Systeme ermöglichen
ungefähr
eine Bitrate von 8 Mbit/s in der Downsstream-Richtung und 800 kBit/s
in der Upstream-Richtung, abhängig
von der Einsatz- und Rauschumgebung.
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Wie
bereits oben angedeutet, verwenden heutige Lifeline-Lösungen entweder das Frequenzbasisband,
was z. B. ein splitterbasiertes ADSL-System bedeutet, bei einer
statischen oder dynamischen Zuweisung der unterstützten Telefone,
welche mit dem Basisband-POTS- oder ISDN-Kanal verschaltet sind.
Daher ist ein mit derzeitigen Lösungen
verbundener Nachteil, dass zwei parallele Zugangsnetzwerksysteme
(Basisband-POTS/ISDN und xDSL) gleichzeitig bereitgehalten werden
müssen.
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Die
Druckschrift
EP 1 189 422 beschreibt
ein System, welches einen Lifeline-Dienst für DSL-Kunden bereitstellt.
Wenn ein Energieausfall an der Teilnehmerseite von einer integrierten
Zugangsvorrichtung erfasst wird, wird eine Energieausfallmitteilung an
die Vermittlungsstelle gesendet. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von
Energieausfallmitteilungen empfangen wurde, wird für die integrierte
Zugangsvorrichtung eine Fernenergieversorgung bereitgestellt. Die
Druckschrift
WO 01/13622 beschreibt,
dass eine Modemanordnung für
digitale Teilnehmerschleifen dazu ausgestaltet ist, auf einen Fehlerzustand
zu reagieren, um wenigstens einen Sprach-Lifeline-Dienst über einen
DSL-Dienst auf einer digitalen Teilnehmerleitung bereitzustellen,
wobei Daten- und Sprachverkehr auf einer Vielzahl von Trägern transportiert werden.
Bei Erfassen eines Energieausfalls an dem Teilnehmerende der Leitung
wird die Anzahl von Trägern
reduziert, um eine Übertragung
nur für
diejenigen Träger
beizubehalten, welche den Sprachverkehr transportieren. Dies reduziert
den Leistungsbedarf, welchem nun von dem entfernten Ende der Leitung
aus entsprochen werden kann.
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Es
besteht keine existierende Systemlösung für einen intelligenten xDSL-Netzwerkabschluss
(NT, „Network
Termination"), welcher
eine Kombination von Hardware/Software bietet, um ein dynamisches Umschalten
zwischen paketierter Sprache (VoATM oder VoIP) auf einen Lifeline-Telefonkanal
unter Verwendung von CVoDSL zu ermöglichen.
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Daher
ist die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine
DSL-Kommunikationsvorrichtung mit verbesserter Lifeline-Funktionalität bereitzustellen.
Insbesondere ist die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende
Aufgabe, eine DSL-Kommunikationsvorrichtung mit verbesserter Lifeline-Funktionalität bereitzustellen,
welche die obigen Probleme bewältigt
und für
die CVoDSL-Technologie geeignet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe gelöst
durch eine DSL-Kommunikationsvorrichtung mit Lifeline-Funktionalität wie in
Anspruch 1 definiert. Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung.
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Die
DSL-Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst
eine DSL-Transceivereinheit, um DSL-Signale, welche Sprachsignale, insbesondere
CVoDSL-Signale umfassen, über
eine Übertragungsleitung
eines DSL-Kommunikationsnetzwerks zu senden und empfangen. Darüber hinaus
umfasst die DSL-Kommunikationsvorrichtung eine
Sprachsignalschnittstelle, um Sprachsignale, welche aus den von
der DSL-Transceivereinheit empfangenen DSL-Signalen extrahiert wurden,
an eine Teilnehmneranschlusseinrichtung zu senden, und um Sprachsignale
von der Teilnehmeranschlusseinrichtung zu empfangen und zur Übertragung
von entsprechenden, die Sprachsignale umfassenden, DSL-Signalen über die Übertragungsleitung
die Sprachsignale an die DSL-Transceivereinheit zu übermitteln.
Insbesondere kann die Sprachsignalschnittstelle eine ISDN-Schnittstelleneinheit
sein, und die Teilnehmeranschlusseinrichtung ist vorzugsweise ein
ISDN-Telefon. Darüber
hinaus umfasst die DSL-Kommunikationsvorrichtung Steuermittel, um den
Status einer mit der DSL-Kommunikationsvorrichtung verbundenen lokalen
Energieversorgungseinheit zu überwachen.
Die lokale Energieversorgungseinheit ist vorgesehen, um in einem
normalen Betriebsmodus eine lokale Versorgungsspannung für die DSL-Kommunikationsvorrichtung
bereitzustellen. Indem der Status der lokalen Energieversorgungseinheit überwacht
wird, können
die Steuermittel einen lokalen Energieausfallzustand der lokalen
Energieversorgungseinheit erfassen und in diesem Fall den Betrieb
der DSL-Kommunikationsvorrichtung in einen Lifeline-Betriebsmodus ändern, indem
eine Zusatzversorgungsspannung aktiviert wird, welche von einer
Zusatzenergieversorgungseinheit bereitgestellt wird, welche mit
der Übertragungsleitung
gekoppelt ist, um die Zusatzversorgungsspannung aus der Übertragungsleitung
abzuleiten oder zu extrahieren. Daher wird in dem Lifeline-Betriebsmodus
die DSL-Kommunikationsvorrichtung
mit der Zusatzversorgungsspannung betrieben.
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Vorzugsweise
umfassen die Steuermittel eine Hauptprozessoreinheit, um den Status
der lokalen Energieversorgungseinheit zu überwachen und den Lifeline-Betrieb
zu aktivieren, nachdem der lokale Energieausfallzustand erfasst
wurde, und eine Sprachcoprozessoreinheit, welche unter anderem bereitgestellt
ist, um die Sprachsignale zu verarbeiten. Nachdem der lokale Energieausfallzustand
der lokalen Energieversorgungseinheit erfasst wurde, kann die Hauptprozessoreinheit
in einen Zwischenzustand oder einen Zwischenbetriebsmodus wechseln,
bevor der Lifeline-Betriebsmodus aktiviert wird. In diesem Zwischenzustand
kann ein Interrupt erzeugt werden, um die Sprachcoprozessoreinheit
sowie externe oder periphere Module der DSL-Kommunikationsvorrichtung
anzuhalten. Danach kann die Hauptprozessoreinheit ein Herunterladen
der Firmware einleiten, welche den von der Sprachcoprozessoreinheit
für den
Lifeline-Betrieb benötigten
Befehlscode umfasst. Nachdem der Interrupt an die Sprachcoprozessoreinheit
umgeleitet wurde, kann die Hauptprozessoreinheit die Sprachcoprozessoreinheit
initialisieren oder booten, was ein Clock-Gating der Sprachcoprozessoreinheit
und eine Initialisierung der Teilnehmeranschlusseinrichtungen umfasst.
Danach ändert
die Hauptprozes soreinheit den Betrieb der DSL-Kommunikationsvorrichtung
in den oben beschriebenen Lifeline-Betrieb. Wenn die Steuermittel erfassen,
dass der lokale Energieausfallstatus von der lokalen Energieversorgungseinheit
wieder verlassen wurde, d. h. die lokale Energieversorgungseinheit
wieder aktiv ist und einen ordnungsgemäßen Betrieb der DSL-Kommunikationsvorrichtung
sowie der damit verbundenen Teilnehmeranschlusseinrichtungen ermöglicht,
können
die Steuermittel ein Zurücksetzen
der gesamten DSL-Kommunikationsvorrichtung
einleiten, was ein Zurücksetzen
und einen neuen Bootvorgang von sowohl der Hauptprozessoreinheit
als auch der Sprachcoprozessoreinheit umfasst.
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Die
lokale Energieversorgungseinheit ist vorzugsweise ein AC/DC-Wandler,
während
die Zusatzenergieversorgungseinheit vorzugsweise ein DC/DC-Wandler
ist, welcher mit der Übertragungsleitung
gekoppelt ist.
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Der
lokale Energieausfallzustand der lokalen Energieversorgungseinheit
kann überwacht
und erfasst werden, indem der Signalpegel eines entsprechenden Pins
der lokalen Energieversorgungseinheit ausgewertet wird. Zusätzlich können die
Steuermittel, abhängig
von dem Zustand der lokalen Energieversorgungseinheit, ein Steuersignal
erzeugen, welches als ein Auswahlsignal zur Auswahl zwischen der
von der lokalen Energieversorgungseinheit bereitgestellten lokalen
Versorgungsspannung und der von der Zusatzenergieversorgungseinheit
bereitgestellten Zusatzversorgungsspannung dient.
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Wie
bereits oben angedeutet, ist die Sprachsignalschnittstelleneinheit
der DSL-Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
eine ISDN-Schnittstelleneinheit. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
selbstverständlich
nicht auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
ist auch für
den Betrieb mit analogen Teilnehmeranschlusseinrichtungen, wie z.
B. analogen Telefonen, anwendbar. Daher kann die Sprachsignalschnittstelleneinheit
auch eine POTS-Schnittstelleneinheit
sein. Die DSL-Transceivereinheit ist vorzugsweise eine SHDSL/SDSL-Transceivereinheit,
jedoch wiederum ohne auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt zu sein.
Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung geeignet für den Betrieb mit einer beliebigen
Art von xDSL-Signalen, welche Sprachsignale umfassen. Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind jedoch die Sprachsignale CVoDSL-Signale.
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Somit
bietet die vorliegende Erfindung eine vollständige Systemlösung für CVoDSL-konforme Zugangsnetzwerkerfordernisse
wie oben beschrieben. Insbesondere erfüllt die vorliegende Erfindung die
Erfordernisse für
z. B. SHDSL-Systeme, mit einem Maximum von ungefähr 2W auszukommen, welche von
der gesamten CPE-Einrichtung (CPE: „Consumer Premise Equipment", Teilnehmerendgeräte) aufgenommen
werden.
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Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Schaltungsanordnung einer SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung mit Lifeline-Funktionalität für CVoDSL-Sprachsignale,
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2 zeigt
detaillierter einen Teil der Schaltungsanordnung von 1,
und
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3 zeigt
ein Zustandsdiagramm, welches verschiedene Betriebsmodi der SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung
bzw. ihrer Hauptprozessoreinheit (Central Processing Unit, CPU)
darstellt.
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1 zeigt
eine Schaltungsanordung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung
mit Lifeline-Funktionalität
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung
kann beispielsweise in eine Linecard oder ein Modem usw. eingebaut
sein, welche bzw. welches mit einem entsprechenden Netzwerkabschluss
(NT) verbunden ist. Bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist
die Schaltungsanordnung zum Betrieb mit einer ISDN-Anschlusseinrichtung
(TE) vorgesehen. Selbstverständlich
kann die Schaltungsanordnung jedoch auch für analoge Anschlusseinrichtungen
verwendet werden. Darüber
hinaus kann die Schaltungsanordnung auch für andere xDSL-Kommunikationstechnologien
verwendet werden.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst die Kommunikationsvorrichtung
einen SHDSL/SDSL-Transceiver 4, welcher über einen
Transformator 2 mit einer Übertragungsleitung 1 eines
entsprechenden Kommunikationsnetzwerks gekoppelt ist. Der SHDSL/SDSL-Transceiver 4 ist
vorgesehen, um über die Übertragungsleitung 1 SHDSL/SDSL-Signale
zu senden und zu empfangen, welche insbesondere Sprachsignale umfassen.
Der SHDSL/SDSL-Transceiver 4 ist
mit einem Modul 5 gekoppelt, welches von der Anmelderin,
Infineon Technologies AG, unter der Marke EasyPortTM vertrieben
wird. Dieses Modul 5 umfasst eine PCM-IOM-2 Schnittstelleneinheit 6 („Pulse
Code Modulation"/"ISDN Oriented Module"), um ISDN-Sprachsignale
zwischen dem Modul 5 und dem SHDSL/SDSL-Transceiver 4 zu übermitteln.
Zusätzlich
ist die Schnittstelleneinheit 6 vorgesehen, um ISDN- Sprachsignale zwischen
dem Modul 5 und einem ISDN-S-Bus-Anschluss 16 zu übermitteln.
Der ISDN-S-Bus-Anschluss 16 ist mit einem Transformator 17 gekoppelt,
welcher wiederum mit einem ISDN-S-Anschluss 19 einer ISDN-Teilnehmeranschlusseinrichtung 18 gekoppelt
ist, welche beispielsweise ein ISDN-Telefon ist.
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Wie
in 1 dargestellt, werden der SHDSL/SDSL-Transceiver 4,
die Komponenten des Moduls 5 sowie der Transformator 17 (welcher
zum Ansteuern des ISDN-S-Busses vorgesehen ist) mit einer Versorgungsspannung
betrieben, welche von einer lokalen Energieversorgungseinheit 23 bereitgestellt
wird. Somit ist die lokale Energieversorgungseinheit 23 verbunden
mit der in 1 dargestellten entsprechenden
SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung 3 sowie
der entsprechenden ISDN-Anschlusseinrichtung 18,
welche mit dieser SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung 3 gekoppelt ist.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die lokale Energieversorgungseinheit 23 ein AC/DC-Wandler,
welcher eine Vielzahl von Versorgungsspannungsausgängen umfasst,
um z. B. eine Versorgungsspannung von 18V, 2V, 3,3V, 5V und 42V
bereitzustellen. Der AC/DC-Wandler 23 ist über einen
Transformator 24 mit einem 230V-AC-Energieversorgungsmittel
gekoppelt, um die verschiedenen Versorgungsspannungen daraus abzuleiten.
Die verschiedenen Versorgungsspannungen, welche von der lokalen
Energieversorgungseinheit 23 (dem AC/DC-Wandler) erzeugt
werden, werden einer Auswahleinheit zugeführt, welche vorzugsweise in
Form einer Softwareschaltung ausgestaltet ist. Die Auswahleinheit 22 wählt die
effektive Versorgungsspannung für
den SHDSL/SDSL-Transceiver 4, das Modul 5 bzw.
den Transformator 17 aus. Wie in 1 dargestellt,
ist ein Strombegrenzer 25 zwischen den Transformator 17 und
der Auswahleinheit 22 geschaltet.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst das Modul 5 einen
Sprachbus 9, mit welchem die PCM-IOM-2-Schnittstelleneinheit 6 verbunden
ist. Zusätzlich
ist eine serielle Steuerschnittstelleneinheit 7 („Synchronous
Serial Channel",
SSC) für
die Übertragung
von Konfigurationsdaten mit dem Sprachbus 9 gekoppelt.
Eine HDLCU-Einheit 10 („High Speed Data Link Protocol") zur Verarbeitung
von ISDN-D-Kanälen
ist ebenfalls mit dem Sprachbus 9 gekoppelt. Das Modul 5 umfasst
darüber
hinaus eine oder mehrere Phasenregelschleifen 15 („Phase
Locked Loop", PLL),
um Taktsignale zu erzeugen, welche für den Betrieb der verschiedenen
Komponenten des Moduls 5 verwendet werden können.
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Ein
FLASH-Speicher 12, welcher mit dem Modul 5 über eine
Standard-Mikrokontrollerschnittstelle verbunden ist, enthält den Befehlscode
für eine Hauptprozessoreinheit
(„Central
Processing Unit", CPU) 11.
Wenn das gesamte System gebootet wird, wird der in dem FLASH-Speicher 12 gespeicherte Befehlscode
in die Hauptprozessoreinheit 11 heruntergeladen. Die Hauptprozessoreinheit 11 ist
vorgesehen, um den Gesamtbetrieb der SHDSL/SDSL Kommunikationsvorrichtung 3 zu
steuern.
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Was
die Verarbeitung der Sprachsignale zur Übertragung von dem SHDSL/SDSL-Transceiver 4 zu
dem ISDN-S-Bus 16 oder umgekehrt angebelangt, ist ein Coprozessor 8 („Coprocessor
Voice”, CoP-V)
vorgesehen. Dieser Sprachcoprozessor 8 ist auch gekoppelt
mit einem Befehlsspeicher 13, vorzugsweise in Form eines
RAM-Speichers (RAM: „Random
Access Memory"),
sowie einem Datenspeicher 14, ebenfalls vorzugsweise ein
RAM-Speicher. 1 zeigt
nur einige der internen Komponenten des Moduls 5. Zusätzlich kann
eine Vielzahl von externen oder peripheren Modulen vorhanden sein,
welche in 1 nicht dargestellt sind.
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In 1 ist
ein DC/DC-Wandler 20 dargestellt, welcher einerseits über einen
Transformator 21 mit der Auswahleinheit 22 und
andererseits über
einen Kondensator mit dem Transformator 2 der Übertragungsleitung 1 gekoppelt
ist. Dieser DC/DC-Wandler 20 sowie der entsprechende Transformator 21 dienen
als eine Zusatzenergieversorgungseinheit, welche für einen
Lifeline-Betrieb der Kommunikationsvorrichtung 3 sowie
der ISDN-Anschlusseinrichtung 18 erforderlich ist. Dies
wird im Folgenden genauer beschrieben.
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Die
gesamte Lifeline-Funktionalität
kann (auf einem abstrakten Niveau) mittels einer Zustandsmaschine
beschrieben werden, deren Zustandsdiagramm in 3 dargestellt
ist. Wenn das Modul 5 das erste Mal im normalen Betriebsmodus
bootet, wird das Vorhandensein des Softwaremoduls für die Lifeline-Unterstützung überprüft. Das
Softwaremodul läuft
auf der Hauptprozessoreinheit 11 des Moduls 5. In
diesem normalen Betrieb überwacht
die Hauptprozessoreinheit 11 über einen Interrupt den Status
der lokalen Energieversorgungseinheit 23, um einen lokalen
Energieausfall zu erfassen. Insbesondere kann ein lokaler Energieausfall
mittels eines Energiestatuspins (PS) der lokalen Energieversorgungseinheit 23 erfasst
werden. Das entsprechende Signal trägt in 1 das Bezugszeichen
PS. Ein niedriger Pegel des Signals PS zeigt an, dass die lokale
Energieversorgungseinheit nicht aktiv ist, d. h. ein lokaler Energieausfall
aufgetreten ist. Ein hoher Pegel zeigt hingegen an, dass die lokale
Energieversorgungseinheit aktiv ist. Typischerweise wird der Energiestatuspin nach
einem Zurücksetzen
des Moduls 5 nicht ausgewertet. Wenn das Signal PS in dem
normalen Betrieb von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel wechselt,
erfasst die Hauptprozessoreinheit 11, dass ein lokaler
Energieausfall aufgetreten ist und erzeugt einen Interrupt mit hoher
Priorität,
und eine Interruptroutine wird gestartet, welche in einem in 3 dargestellten
Zwischenzustand oder Zwischenbetriebsmodus abgearbeitet wird.
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In
dem Lifeline-Zwischenzustand wird ein Pin „umgekehrte Polarität" des Moduls 5 von
dem vorherigen niedrigen Pegel auf den hohen Pegel gesetzt. Das
entsprechende Signal trägt
in 1 das Bezugszeichen RP. Dies ist die Bedingung,
den Lifelilne-Zustand zu erreichen. Die Funktionalität „umgekehrte
Polarität" wird verwendet,
um eine galvanische Trennung der lokalen Energieversorgung und der
Fernenergiezufuhr, welche von der Zusatzenergieversorgungseinheit 20, 21 bewerkstelligt
wird, sicherzustellen.
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Bevor
jedoch der Lifeline-Zustand erreicht wird, werden in dem Zwischenzustand
die folgenden Vorgänge
mittels der Lifeline-Software-Interruptroutine ausgeführt:
Zu
allererst wird der Sprachcoprozessor 8 über eine Mailbox aktiviert,
um eine entsprechende Mitteilung an den SHDSL/SDSL-Transceiver 4 zu
senden. Danach wird der Sprachcoprozessor 8 angehalten.
Zusätzlich
werden alle externen/peripheren Module des Moduls 5 angehalten,
um die von der gesamten CPE-Einrichtung („Consumer Premises Equipment") aufgenommene Leistung
zu verringern.
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Danach
leitet die Hauptprozessoreinheit ein Herunterladen des Lifeline-Firmwaremoduls,
welches in dem FLASH-Speicher 12 gespeichert ist, in den
mit dem Sprachcoprozessor 8 gekoppelten Befehlsspeicher 13 ein.
Diese Firmware umfasst den Lifeline- Befehlscode für den Sprachcoprozessor 8. Der
Datenspeicher 14 ist zur Zwischenspeicherung von durch
den Sprachcoprozessor 8 verarbeiteten Daten vorgesehen.
Somit ist der Sprachcoprozessor 8 nun bereit für den Lifeline-Betrieb.
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Dann
wird der Interrupt des PS-Pins an den Sprachcoprozessor 8 umgeleitet,
und die Flankenerfassung wird geändert
usw. Danach wird ein entsprechendes Konfigurationsabbild der Konfiguration
des Sprachcoprozessors 8 in dem FLASH-Speicher 12 gespeichert.
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Die
Hauptprozessoreinheit 12 leitet dann einen Bootvorgang
oder eine Initialisierung des Sprachcoprozessors 8 ein,
welche z. B. ein Clock-Gating des Sprachcoprozessors 8 sowie
eine Initialisierung des Herunterfahrmodus beinhaltet. Der Clock-Gating-Modus ermöglicht es,
verschiedene Taktdomänen
auf den Sprachcoprozessor 8 zu schalten. Der Sprachbus 9 wird
mit einer vorbestimmten Taktfrequenz betrieben. Mittels des Clock-Gating-Modus kann
der Coprozessor 8 mit einer höheren Taktfrequenz betrieben
werden, beispielsweise mit der doppelten Taktfrequenz des Sprachbusses 9.
Bis zu diesem Zeitpunkt wird die Energieversorgung der gesamten
Vorrichtung über
eine Batterieenergieversorgung bewerkstelligt, welche in Form einer
Batteriepufferung mit der lokalen Energieversorgungseinheit 23, 24 verbunden
ist. Die Batteriepufferung kann auch in die lokale Energieversorgungseinheit 23 einbezogen
sein.
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Dann
leitet die Hauptprozessoreinheit 11 den Lifeline-Zustand/Lifeline-Betrieb
ein, welcher in 3 dargestellt ist. Wie bereits
oben diskutiert, wird das Steuersignal RP auf den hohen Pegel gesetzt, was
bewirkt, dass die Auswahleinheit 22 die Energieversorgung
der gesamten Vorrichtung von der lokalen Energieversorgungseinheit 23 auf
die Zusatzener gieversorgungseinheit 20, 21 ändert. Wie
bereits oben erwähnt,
ist der DC/DC-Wandler 20 mit der Übertragungsleitung 1 gekoppelt. Über diese Übertragungsleitung 1 wird
von der Vermittlungsstelle oder dem Netzwerkbetreiber zusammen mit
den XDSL-Signalen eine Versorgungsspannung übertragen. Diese Versorgungsspannung
wird von dem DC/DC-Wandler 20 abgegriffen und, im Zusammenhang
mit dem Transformator 21, für die Erzeugung von Zusatzversorgungsspannungen
verwendet, welche z. B. wie in 1 angedeutet
im Bereich von 1,8V bis 42V liegen. In dem Lifeline-Betriebsmodus werden
diese Zusatzversorgungsspannungen von der Auswahleinheit 22 für die Energieversorgung
des Moduls 5, des SHDSL/SDSL-Transceivers 4 sowie des
ISDN-S-Busses usw. ausgewählt,
um wenigsten ein Minimum an Funktionalität der DSL-Kommunikationsvorrichtung 3 und
der ISDN-Anschlusseinrichtung 18 beizubehalten, um einen
Notruf durchzuführen.
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Nachdem
die Energieversorgung von der lokalen Energieversorgungseinheit 23 auf
die Zusatzenergieversorgungseinheit 20, 21 umgeschaltet
wurde, ist der Lifeline-Betrieb aktiv, d. h. unabhängig von der
fehlerhaften lokalen Energieversorgungseinheit kann ein Benutzer
die ISDN-Anschlusseinrichtung 18 (das ISDN-Telefon) für einen
Notruf nutzen. Die zugeordnete Lifeline-Anschlusseinrichtung 18 wurde von
dem Sprachcoprozessor 8 während der in dem Zwischenzustand
ausgeführten
Lifeline-Software-Interruptroutine durchgeführt. In dem Lifeline-Betriebsmodus
sind nur die relevantesten Komponenten des Moduls 5, insbesondere
die in 1 dargestellten Komponenten, welche sich auf das
Sprachmodul der Vorrichtung beziehen, sowie die Phasenregelschleifen 15 aktiv,
um die von der gesamten CPE-Einrichtung aufgenommene maximale Leistung
zu reduzieren.
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In
dem Lifeline-Betriebsmodus kann die Lifeline-ISDN-Anschlusseinrichtung 18 auf
eine standardkonforme Weise betrieben werden. Daher kann auf eine
detaillierte Beschreibung bezüglich
des Lifeline-Betriebs der ISDN-Anschlusseinrichtung verzichtet werden.
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Die
SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung 3 bleibt in dem Lifeline-Betriebsmodus,
solange das Signal PS anzeigt, dass die lokale Energieversorgungseinheit 23 nicht
aktiv ist. Wenn das Signal PS von dem niedrigen Pegel zu dem hohen
Pegel zurückkehrt
(was anzeigt, dass die lokale Energieversorgungseinheit 20 wieder
aktiv ist), wird dieses Ereignis durch Auswertung des Signals PS
erfasst, und der Sprachcoprozessor 8 leitet einen softwareausgelöstes Zurücksetzen
des gesamten Moduls 5 ein. Das gesamte Modul 5 wird
dann wieder initialisiert oder gebootet, und der Befehlscode für die Hauptprozessoreinheit 11 wird
aus dem FLASH-Speicher 12 in die Hauptprozessoreinheit 11 heruntergeladen.
Dadurch kehren die SHDSL/SDSL-Kommunikationsvorrichtung 3 bzw.
deren Modul 5 wieder zu dem normalen Betrieb zurück (siehe 3).
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2 zeigt
eine detaillierte Beschreibung der in das Modul 5 eingefügten Lifeline-Erfassungslogik.
Wie in 2 dargestellt, wird das Erfassungssignal PS durch
eine Mehrzwecktimereinheit („General Purpose
Timer Unit", GPTU)
des Moduls 5 ausgewertet. Eine solche Mehrzwecktimereinheit
nimmt Timerereignisse wahr und kann für die Erfassung von Flankenänderungen
in dem Erfassungssignal PS verwendet werden. Das Steuersignal RB
wird hingegen mittels eines Parallelports (PPORT) erzeugt, welcher
ein frei programmierbarer Standardport ist. Die verbleibenden Komponenten
von 2 entsprechen denjenigen, welche in 1 dargestellt
sind und bereits oben beschrieben wurden.