DE69632934T2

DE69632934T2 - Integrierte Weckschaltung für kurze Fernsprechleitungen

Info

Publication number: DE69632934T2
Application number: DE69632934T
Authority: DE
Inventors: Russell J. Austin Apfel
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: EP0738066A2; ATE271741T1; KR960036496A; US5694465A; DE69632934D1; US6026159A; JPH0923455A; KR100423942B1; US6351528B1; EP0738066A3; EP0738066B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem.
US-A-4 837 818 offenbart eine Telekommunikationsleitungsschaltung. Die Schaltung umfasst einen Weck- bzw. Klingelsignalgenerator, der über einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter einer Zwei-Draht-Teilnehmerleitung angeschlossen werden kann, die mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung (im Weiteren TSS) abgeschlossen ist. Die Schaltung erkennt einen DC- (Gleichspannungs-) Spannungsabfall über den Widerständen, die die Leiter speisen, um ein Klingelauslöse- bzw. Klingelabschaltsignal zu erzeugen, wenn ein Gabelschalter in der Teilnehmertelefoneinrichtung geschlossen ist. Das Klingelauslösesignal wird verwendet, um das Klingelsignal bzw. Rufsignal von der Leitung abzukoppeln.
Es wird nun ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, um ein sich zeitlich änderndes Klingelsignal der Teilnehmerleitung zuzuleiten, wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung gekoppelt ist, und wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Klingelanzeige in Reaktion auf das sich zeitlich ändernde Klingelsignal erzeugt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Erfassen eines abgehobenen Zustands der Teilnehmertelefoneinrichtung zum Unterbrechen des sich zeitlich ändernden Klingelsignals in Reaktion auf das Erfassen des Abhebens.
Ein Telefonsystem umfasst im Allgemeinen eine oder mehrere Teilnehmertelefoneinrichtungen, wobei jede Teilnehmertelefoneinrichtung mit einer Telefonvermittlung mittels einer Teilnehmerleitung verbunden ist. Die Teilnehmertelefoneinrichtungen können Telefone oder andere Telefonanlagen sein. Die Telefonvermittlung übernimmt das Schalten der Telefonsignale zwischen den Teilnehmertelefoneinrichtungen. Industrielle Standards regeln die elektrischen Signalpegel, die zum Schalten, Verbinden und Signalisieren innerhalb des Telefonsystems verwendet werden.
Wenn ein Telefonanruf auf eine spezielle Teilnehmertelefoneinrichtung gelegt wird, muss die Telefonvermittlung Signale zu der Telefoneinrichtung senden, um den ankommenden Anruf anzuzeigen. Die Telefonvermittlung sendet Klingelsignale bzw. Rufsignale, die bewirken, dass die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Klingelanzeige bzw. Indikation erzeugt. Die Klingelindikation kann eine klingende Glocke, ein elektronischer Ton oder eine andere hörbare oder visuelle Indikation des Klingelns sein. Die Telefonvermittlung legt die Klingelsignale direkt an die Teilnehmertelefonleitung an.
Jede Teilnehmertelefoneinrichtung ist mit der Telefonvermittlung mittels einer Teilnehmerleitung verbunden. Die Teilnehmerleitung enthält im Allgemeinen zwei Leiter, wobei einer als „Anschluss" (A-Ader) und der andere als „Ruf" (B-Ader) bezeichnet ist. Die Anschlussleiter und Rufleiter transportieren sowohl AC- (Wechselspannungs-) als auch DC- bzw. Gleichspannungssignale. Die Teilnehmertelefoneinrichtung inklusive der zugehörigen Anschluss- und Rufleiter sind auch üblicherweise als eine Schleife oder eine Teilnehmerschleife bekannt.
Die Teilnehmertelefoneinrichtung kann elektrisch als ein Widerstand, eine Induktivität und ein Kondensator in Reihe, die wahlweise durch einen Schalter mit dem Anschluss- und dem Rufleiter verbunden werden, modelliert werden. Der Schalter ist als ein Gabelschalter bekannt. Wenn das Telefon aufgelegt ist und damit nicht verwendet wird, schaltet der Gabelschalter die Widerstands-Induktivitäts-Kapazitäts-Kombination zwischen den Anschlussleiter und den Rufleiter. Wenn das Telefon abgehoben ist oder in Gebrauch ist, verbindet der Schalter den Anschlussleiter und den Rufleiter lediglich durch einen Widerstand. Durch Erfassen der DC (Gleichspannungs-) Impedanz zwischen dem Anschlussleiter und dem Rufleiter kann die Telefonzentrale bestimmen, ob die Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben (in Verwendung) oder im aufgelegten Zustand ist (nicht in Gebrauch ist).
Wenn einer gewissen empfangenden Teilnehmertelefoneinrichtung in Reaktion auf einen Anruf, der von einer anderen (den Anruf bewirkenden) Teilnehmertelefoneinrichtung initiierten Anrufklingelsignale zugeleitet werden, muss die Telefonvermittlung aus gewissen Gründen in der Lage sein, zu bestimmen, ob die gewisse empfangende Teilnehmertelefoneinrichtung im aufgelegten Zustand oder im abgehobenen Zustand ist. Erstens, wenn die vorgesehene empfangende Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben ist, darf die Telefonvermittlung die Klingelsignale nicht senden, sondern muss ein Belegtzeichen an die den Anruf bewirkenden Teilnehmertelefoneinrichtung senden.
Zweitens, wenn ein Anwender das Telefon betätigt, indem die empfangende Teilnehmertelefoneinrichtung in Reaktion auf das Klingelsignal abgenommen wird, muss die Telefonvermittlung die Änderung von einem aufgelegten zu einem abgehobenen Zustand erfassen, so dass das empfangende Telefon nicht laut am Ohr des Anwenders klingelt, um damit keine Unannehmlichkeiten hervorzurufen. Ferner muss in Reaktion auf das Abnehmen des empfangenden Telefons die Telefonvermittlung die Verbindung zwischen der den Anruf initiierenden Telefoneinrichtung und der empfangenden Teilnehmertelefoneinrichtung herstellen. Der Vorgang des Zuleitens von Klingelsignalen und das Erfassen des abgehobenen oder aufgelegten Zustands der empfangenden Teilnehmertelefoneinrichtung mittels der Telefonvermittlung ist als Klingelauslöseerfassung bekannt.
Es gibt diverse industrielle Standards, die die Klingelauslöseerfassung regeln. Die Telefonvermittlung oder eine Anlage, die Klingelsignale zu den Teilnehmerleitungen zuleitet, muss erfassen, dass die empfangende Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben wurde und muss die Klingelsignale innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, etwa 200 Millisekunden beenden. Ferner muss die Telefonvermittlung oder die Einrichtung, die die Klingelsignale der Teilnehmerleitung zuführt, in der Lage sein, eine Klingelindikation für jedes Telefon bereitzustellen, das mit der Teilnehmerleitung verbunden ist. Die Telefonvermittlung oder die andere Einrichtung, die die Klingelsignale bereitstellen, sollten keine falschen Klingelauslöseerfassungen liefern und sollten auch keine Klingelauslöseerfassungsvorgänge verpassen. Ferner muss die Einrichtung, die die Klingelsignale für die Teilnehmerleitung bereitstellt, mit einer Telefonleitung beliebiger Länge funktionieren, d. h. mit kurzen (geringe Impedanz) oder langen (hohe Impedanz) Teilnehmerleitungen.
Kurze Teilnehmerleitungen verbinden die Telefonvermittlung mit Teilnehmertelefoneinrichtungen, die physikalisch in der Nähe der Vermittlung sind, beispielsweise nur einige Häuserblöcke entfernt. Lange Teilnehmerleitungen verbinden die Telefonvermittlung mit Teilnehmertelefoneinrichtungen, die physikalisch weit von der Vermittlungsstelle entfernt sind, beispielsweise über Meilen hinweg von dieser entfernt sind. Lange Teilnehmerleitungen besitzen eine größere Impedanz, wenn diese von der Vermittlung aus gemessen wird, als kurze Teilnehmerleitungen. Lange Teilnehmerleitungen unterliegen im Gegensatz zu kurzen Teilnehmerleitungen auch deutlicher dem Rauschen auf Grund der Ankopplung zu benachbarten Rauschquellen, etwa andere Teilnehmerleitungen und Versorgungsleitungen.
Gemäß einem industriellen Standard muss das Klingelsignal als eine Wechselspannung mit einem Gleichspannungsoffset angelegt werden. Die Wechselspannung, die an der Telefonvermittlung gemessen wird, ist vorzugsweise ein 90 Volt rms, 20 Hz, Wechselspannungssignal, um mindestens 40 Volt vms an der empfangenden Telefoneinrichtung bereitzustellen. Der Gleichspannungsoffset beträgt vorzugsweise 48 Volt, gemessen an der Telefonvermittlung. Das Klingelsignal wird im Allgemeinen als ein nicht symmetrisches oder ein Eintaktklingelsignal bereitgestellt. D. h., das Wechselspannungssignal wird entweder an den Anschlussleiter oder den Rufleiter mit beliebiger Polarität des Gleichspannungsoffsets angelegt (was als Ruf-Plus, Ruf-Minus, Anschluss-Plus und Anschluss-Minus-Klingelzeichen bezeichnet wird). Der Leiter, an den die Wechselspannung- und Gleichspannungs-Klingelsignale nicht angelegt wird, wird in einem unsymmetrischen Klingelschaltungsaufbau geerdet. Das Ziel beim Anlegen von Klingelsignalen besteht darin, dass 90 Volt rms-Wechselspannungssignal über den Anschluss- und Rufleiter zu legen.
Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung aufgelegt ist, gibt es keinen Gleichspannungspfad in der Teilnehmertelefoneinrichtung, so dass ein Gleichspannungsstrom in Reaktion auf den angelegten Gleichspannungsoffset fließen könnte. Wenn jedoch das Telefon abgehoben ist, können Wechselströme in Reaktion auf die angelegte Klingelwechselspannung fließen, so dass die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Klingelindikation erzeugen kann. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung abgenommen wird, wird ein Gleichsspannungspfad erzeugt, um den Anschluss- und den Rufleiter zu verbinden und um einen Gleichspannungsstromfluss in der Schleife zu ermöglichen. Die Vermittlung erfasst den Gleichspannungsstromfluss in der Schleife, um zu bestimmen, dass die Teilnehmertelefoneinrichtung abgenommen wurde und unterbricht das Klingelsignal. Somit erkennen konventionelle Telefonanlagen die Klingelabschaltung durch Erfassen der Gleichstromimpedanz zwischen dem Anschluss- und dem Rufleiter, indem typsicherweise der in Reaktion auf eine bekannte angelegte Gleichspannung fließende Gleichstrom gemessen wird.
Das Anlegen des 90 Volt rms-Signals und des 48 Volt Gleichspannungsoffsets an die Teilnehmerleitung bedeutet, dass der Klingelgenerator in der Lage sein muss, Potentialdifferenzen zu handhaben, die im Wesentlichen gleich 250 Volt sind. Es war daher bisher nicht ökonomisch, einen Klingelgenerator unter Anwendung einer integrierten Siliziumschaltung herzustellen.
Integrierte Siliziumschaltungen, die 250 Volt verarbeiten können, sind teuer. Einzelne Schaltungselemente, etwa Transistoren, Widerstände und Kondensatoren, die so gestaltet sind, um derartig große Spannungen verarbeiten zu können, sind physikalisch groß, um die großen Ströme bereitstellen und aufnehmen zu können, die mit derartig hohen Spannungen verknüpft sind. Diese große Baugröße erfordert einen beachtlichen „Platz" auf der Oberfläche einer integrierten Schaltung, was das Maß der Integration derartiger Bausteine sowie deren Herstellungsausbeute reduziert. Sowohl die große Baugröße als auch die reduzierte Produktionsausbeute erhöhen die Herstellungskosten.
Ferner müssen Schaltungselemente, die bis zu 250 Volt handhaben können, unter Anwendung eines Herstellungsprozesses hergestellt werden, der so gestaltet ist, um Bauelemente mit Übergangsdurchbruchspannungen herzustellen, die über dieser Spannung liegen. Bauelemente mit kleineren Übergangsdurchbruchspannungen funktionieren nicht korrekt und können permanent geschädigt werden, wenn sie derartig großen Spannungen unterworfen werden. Herstellungsprozesse für Siliziumbauelemente wie sie typischerweise für logische und Steuerfunktionen angewendet werden, liefern keine ausreichenden Übergangsdurchbruchspannungen, um derartig hohe Spannungen zu handhaben, so dass Logikschaltungen und Steuerschaltungen nicht in einfacher Weise in Telefonklingelsignalübertragungsschaltungen eingesetzt werden können. Dies erhöht die Herstellungskosten des Gesamtsystems noch mehr.
Wenn eine Telefonvermittlung Klingelsignale erzeugen muss, ist die Erfordernis der 250 Volt nicht einschränkend. Die Telefonvermittlung kann mit vielen tausenden Teilnehmerleitungen verbunden sein. Es wird ein einzelner Klingelgenerator benötigt, um die Klingelsignale für diese vielen Teilnehmerleitungen bereitzustellen. Somit teilen sich die hohen Kosten für die Ausstattung, die zum Erzeugen der 250 Volt Klingelsignale erforderlich ist, auf die vielen tausende von Teilnehmerleitungen auf.
Jedoch findet in modernen Telefonsystemen eine andere Entwicklung statt, und geht weg von Systemen, in denen eine einzelne Telefonvermittlung viele tausende von Teilnehmerleitungen direkt versorgt. Vielmehr ist in modernen Systemen die Telefonvermittlung mit Glasfasern mit einer optischen Netzwerkeinheit (ONU) verbunden. Die ONU verbindet die digitalen Signale, die von der Glasfaser transportiert werden, mit den analogen elektrischen Signalen, die von der Teilnehmerleitung zu der Teilnehmertelefoneinrichtung transportiert werden. Es sind eine relativ kleine Anzahl von Teilnehmerleitungen mit der ONU gekoppelt, etwa eine bis 10. Die ONU ist physikalisch nahe an den Teilnehmertelefoneinrichtungen angeordnet, die von dieser kleinen Anzahl von Teilnehmerleitungen versorgt werden, und vorzugsweise ist sie in der gleichen städtischen Nachbarschaft wie die Teilnehmertelefoneinrichtungen vorgesehen. Dies ist als ein System mit „Fasern in der Schleife (FITL)" bekannt.
In einem FITL-System muss jede ONU in der Lage sein, Klingelsignale zu erzeugen. Klingelsignale werden nicht in der Glasfaserleitung übertragen; die Glasfaserleitung transportiert lediglich eine Klingelbefehl von der Vermittlung zu der ONU. In Reaktion auf den Klingelbefehl muss die ONU das geeignete Klingelsignal auf der geeigneten analogen Teilnehmerleitung erzeugen. Da lediglich eine oder sehr wenige Teilnehmerleitungen mit der ONU verbunden sind, können die hohen Kosten für einen Klingelgenerator, der in der Lage ist, 250 Volt bereitzustellen, nicht auf eine große Anzahl von Teilnehmerleitungen aufgeteilt werden, wie dies in konventionellen Telefonvermittlungssystemen der Fall ist. Da jedoch die ONU physikalisch nahe an den Teilnehmertelefoneinrichtungen vorgesehen ist, die von dieser versorgt werden, muss die ONU lediglich analoge Signale für eine kurze Teilnehmerleitung bereitstellen, die lediglich die Länge in der Größenordnung einiger Häuserblöcke aufweist.
Daher gibt es einen Bedarf für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Klingelsignalen, die eine Gesamtspannung von weniger als 250 Volt erfordern und die in einer Teilnehmertelefoneinrichtung bewirken, dass eine Klingelindikation erzeugt wird. Ferner besteht ein Bedarf für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Klingelsignalen, wobei lediglich ein Siliziumbauelement verwendet wird, das mit der Teilnehmerleitung gekoppelt ist. Des weiteren gibt es einen Bedarf für eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung der Klingelauslösung unter Anwendung eines Siliziumbauelements.
Es wird ein Verfahren beschrieben zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung, die mit einer Teilnehmerleitung gekoppelt ist, wobei das Verfahren in Anspruch 1 definiert ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Zuleiten eines sich zeitlich ändernden Signals zu einem ersten Leiter und eines zweiten sich zeitlich ändernden Signals zu dem zweiten Leiter; Erfassen einer Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten sich zeitlich ändernden Signals und des zweiten sich zeitlich ändernden Signals; und Bereitstellen einer Klingelauslöseindikation, wenn die Wechselspannungsimpedanz unter einen vorbestimmten Schwellwert liegt.
Ferner wird eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem gemäß dem Anspruch 8 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Schnittstelleneinrichtung zum Ankoppeln der Vorrichtung an die Teilnehmerleitung; eine Klingel- bzw. Rufeinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um ein sich zeitlich änderndes Signal der Teilnehmerleitung in Reaktion auf ein empfangenes Steuersignal zuzuleiten; und eine Erfassungseinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um eine Impedanz der Teilnehmerleitung bei Vorhandensein des sich zeitlich ändernden Signals zu erfassen und eine Klingelauslöseindikation bereitzustellen, wenn die Impedanz unterhalb einer vorbestimmten Schwellwertimpedanz liegt.
Es wird ferner eine Vorrichtung zum Ankoppeln einer Teilnehmerleitung an einen digitalen Signalweg in einem Telefonsystem beschrieben, wobei die Vorrichtung Informationen mit einem Klingelbefehl von dem digitalen Signalweg empfängt, und wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist. Die Teilnehmertelefoneinrichtung umfasst eine Signaleinrichtung und eine Gabelschaltereinrichtung. Die Teilnehmerleitung besitzt einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter und die Gabelschaltereinrichtung besitzt einen ersten Zustand zum Verbinden des ersten Leiters mit dem zweiten Leiter und besitzt einen zweiten Zustand zum Entkoppeln des ersten Leiters von dem zweiten Leiter.
Die Signaleinrichtung erzeugt eine Klingelindikation in Reaktion auf ein Klingelsignal auf der Teilnehmerleitung, wenn die Gabelschaltereinrichtung sich in dem zweiten Zustand befindet. Die Vorrichtung umfasst eine Schnittstelleneinrichtung zum Ankoppeln der Vorrichtung an die Teilnehmerleitung; eine Klingeleinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um das Klingelsignal der Teilnehmerleitung zuzuleiten, wobei das Klingelsignal vorzugsweise nur ein erstes sich zeitlich änderndes Signal und ein zweites sich zeitlich änderndes Signal enthält, wobei die Klingeleinrichtung das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal in Reaktion auf den Klingelbefehl bereitstellt. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des Klingelsignals zu detektieren, wobei die Wechselspannungsimpedanz einen ersten Wert aufweist, wenn der Gabelschalter sich in dem ersten Zustand befindet und einen zweiten Wert aufweist, wenn der Gabelschalter sich in seinem zweiten Zustand befindet, wobei die Erfassungseinrichtung eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Wechselspannungsimpedanz den ersten oder den zweiten Wert aufweist. Die Schnittstelleneinrichtung, die Klingeleinrichtung und die Erfassungseinrichtung sind vorzugsweise gemeinsam in einer integrierten Schaltung integriert.
Ferner wird eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem beschrieben, wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zwischen einer Telefonvermittlung einer Teilnehmerleitung angeordnet ist, wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist und einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist. Die Vorrichtung umfasst eine erste Schnittstellenschaltung, die mit der Teilnehmerleitung verbunden ist; eine zweite Schnittstellenschaltung, die mit der Telefonvermittlung verbunden ist und einen Klingelbefehl von der Telefonvermittlung empfängt; einen Klingelgenerator, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Klingelgenerator ein erstes Klingelsignal zu dem ersten Leiter und ein zweites Klingelsignal zu dem zweiten Leiter in Reaktion auf den Klingelbefehl zuführt, wobei das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal symmetrische sich zeitlich ändernde Signale sind. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Impedanzdetektor, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Impedanzdetektor eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten Klingelsignals und des zweiten Klingelsignals erfasst, wobei der Impedanzdetektor eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Impedanzschwellwerts liegt. Die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator und der Impedanzdetektor sind vorzugsweise in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert und die Teilnehmertelefoneinrichtung erzeugt eine Klingelindikation in Reaktion auf das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal.
Ferner wird eine verbesserte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zur Ankopplung an eine Teilnehmerleitung beschrieben. Die Teilnehmerleitung ist mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist. Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung umfasst eine erste Schnittstellenschaltung, die mit der Teilnehmerleitung verbunden ist; eine zweite Schnittstellenleitung, die mit der Telefonvermittlung verbunden ist und einen Klingelbefehl von der Telefonvermittlung empfängt; einen Klingelgenerator, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Klingelgenerator ein erstes Klingelsignal dem ersten Leiter und ein zweites Klingelsignal dem zweiten Leiter in Reaktion auf den Klingelbefehl zuleitet, wobei das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal symmetrische, sich zeitlich ändernde Signale sind; und einen Impedanzdetektor, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Impedanzdetektor eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten Klingelsignals und des zweiten Klingelsignals erfasst, wobei der Impedanzdetektor eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt. Die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator und der Impedanzdetektor sind in einer gemeinsamen integrierten Schaltung zusammengefasst. Die Teilnehmertelefoneinrichtung erzeugt eine Klingelindikation in Reaktion auf das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal.
Es ist vorteilhaft, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung in einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung bereitzustellen, die Klingelsignale für eine Teilnehmertelefoneinrichtung erzeugt und einen abgehobenen Zustand der Teilnehmertelefoneinrichtung erkennen.
Es ist vorteilhaft, Klingelsignale mit einer geringeren Gesamtspannung im Vergleich zum Stand der Technik bereitzustellen.
Ferner ist es vorteilhaft, einen Klingelgenerator bereitzustellen, der in ökonomischer Weise in eine integrierte Siliziumschaltung integriert werden kann.
Des weiteren ist es vorteilhaft, Klingelsignale bereitzustellen, die einen Rufton bzw. Klingelton in einem beliebigen Telefon gemäß den Bedingungen industrieller Standards liefern können.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung sowie den Patentansprüchen hervor, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen studiert werden, in denen die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, und wobei:
1 eine schematische Blockansicht ist, die ein konventionelles Telefonvermittlungssystem darstellt;
2 eine schematische Blockansicht ist, die ein Telefonsystem mit einer Faser in der Schleife zeigt.
3 eine schematische Blockansicht einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung ist, in der die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.
4 eine Ansicht ist, die Spannungssignalformen eines Klingelsignals, die von der Vorrichtung aus 3 erzeugt werden, zeigt.
5 eine Ansicht ist, die Stromsignalformen eines Klingelsignals zeigt, die von der Vorrichtung aus 3 erfasst werden.
6 ein Flussdiagramm ist, das die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.
Zum Zwecke der Klarheit und des einfacheren Verständnisses der vorliegenden Erfindung sind entsprechende Elemente durch die gleichen Bezugszeichen in den diversen Zeichnungen belegt.
1 ist eine schematische Blockansicht, in der ein konventionelles Telefonvermittlungssystem 10 dargestellt ist. Das Telefonvermittlungssystem 10 umfasst eine Telefonvermittlung 12 und mindestens eine Teilnehmertelefoneinrichtung 14. Die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 ist mit der Vermittlung 12 mittels einer Teilnehmerleitung 16 verbunden, wobei die Teilnehmerleitung 16 einen Anschlussleiter 18 (A-Ader) und einen Rufleiter 20 (B-Ader) aufweist.
Die Telefonvermittlung 12 steuert das Schalten von Telefonanrufen, die zwischen der Teilnehmertelefoneinrichtung 14, die mit der Teilnehmerleitung 16 verbunden ist, und anderen Teilnehmertelefoneinrichtungen, die mit anderen Teilnehmerleitungen 22 und 24 verbunden sind, stattfinden. Insbesondere erzeugt die Vermittlung 12 Klingelsignale auf der Teilnehmerleitung 16, um das Vorhandensein eines ankommenden Anrufes für die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 anzuzeigen.
Um Klingelsignale zu erzeugen, enthält die Telefonvermittlung 12 einen Klingelgenerator 26, der zwischen dem Rufleiter 20 und dem Erdpotential 32 angeschlossen ist. Der Anschlussleiter 18 ist ebenso schaltbar mit dem Erdpotential 32 über einen Widerstand 34 verbunden. Die Telefonvermittlung 12 ist so gestaltet, um den Klingelgenerator 26 an die Teilnehmerleitungen 22, 24 anzukoppeln, um eine Indikation eines eingehenden Anrufs für die Teilnehmerleitungen 22, 24 bereitzustellen.
Die Telefonvermittlung 12 umfasst Schalter 27, 41 zum selektiven Verbinden der Teilnehmerleitung 16 mit dem Klingelgenerator 26 einer Normaltelefonsignalspeiseschaltung 39. Die Normalspeiseschaltung 39 übermittelt Telefonsignale anstelle von Klingelsignalen zu der Teilnehmertelefoneinrichtung 14. Um Klingelsignale zu der Teilnehmertelefoneinrichtung 14 zu übertragen, entkoppelt der Schalter 27 die Normalspeiseschaltung 39 von dem Rufleiter 20 und verbindet den Klingelgenerator 26 mit der Teilnehmerleitung 16, und der Schalter 41 entkoppelt die Normalspeiseschaltung 39 von dem Anschlussleiter 18 und verbindet den Anschlussleiter 18 mit dem Erdpotential 32 über den Widerstand 34.
Das Telefonsystem 10 umfasst eine Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23, die an Anschlüssen 15 und 17 mit der Teilnehmerleitung 16 verbunden ist. Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 kann in der Telefonvermittlung 12 angeordnet sein, wie dies in 1 gezeigt ist, oder diese kann physikalisch von der Telefonvermittlung entfernt angeordnet sein in einem nicht öffentlichen Zweigbereich (PABX), wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 verbindet vorzugsweise die analoge Hochspannungsteilnehmerleitung 16 mit analogen und digitalen Schaltungen geringerer Spannung in der Telefonvermittlung 12. Vorzugsweise unterstützt die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 die „BORSHT"-Funktionen (Batteriespeisung, Überspannungsschutz, Klingelsignal, Überwachung der Teilnehmerleitung 16, Hybrid-Zwei-Draht zu Vier-Draht-Wandlung und Test). Das Telefonsystem 10 umfasst ferner Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltungen 29, 31, die mit der Teilnehmerleitung 22 bzw. 24 verbunden sind.
Die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 umfasst einen Gabelschalter 36 zum Verbinden des Anschlussleiters 18 mit dem Rufleiter 20 an den Anschlüssen 19 bzw. 21. Der Gabelschalter 36 besitzt im Wesentlichen einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand zum selektiven Verbinden des Anschlussleiters 18 und des Rufleiters 20. In dem aufgelegten Zustand verbindet der Gabelschalter 36 den Anschlussleiter 18 mit einem Anschluss 38. In dem abgehobenen Zustand ist somit der Anschlussleiter mit dem Rufleiter über einen Widerstand 40 und eine Induktivität 42 verbunden. In dem abgehobenen Zustand verbindet der Gabelschalter 36 den Anschlussleiter 18 mit einem Anschluss 46. Somit ist in dem abgehobenen Zustand der Anschlussleiter 18 mittels des Gabelschalters 36 über einen Widerstand oder eine Gleichspannungsimpedanz 48 mit dem Rufleiter 20 verbunden. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung nicht in Gebrauch ist, befindet sich der Gabelschalter 36 in seinem ersten Zustand und verbindet den Anschlussleiter 18 mit dem Anschluss 38. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 in Gebrauch ist, befindet sich der Gabelschalter 36 in seinen zweiten Zustand und verbindet den Anschlussleiter 18 mit dem Anschluss 46. In einzelnen Teilnehmertelefoneinrichtungen können einzelne Komponenten, etwa die Induktivität 42 oder der Kondensator 44 weggelassen sein. Im Allgemeinen gilt jedoch, wenn eine beliebige Teilnehmertelefoneinrichtung aufgelegt ist, fließt nur wenig oder gar kein Gleichstrom in der Teilnehmerleitung 16 und wenn eine beliebige Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben ist, fließt ein Gleichstrom in der Teilnehmerleitung 16.
Gemäß dem Stand der Technik verbindet die Telefonvermittlung 12 den Klingelgenerator 26 mit dem Rufleiter 20 über den Schalter 27, um Klingelsignale der Teilnehmerleitung 16 zuzuleiten. Der Klingelgenerator 26 umfasst eine Wechselspannungsquelle 28 und eine Gleichspannungsoffsetquelle 30. Die Klingelsignale, die von dem Klingelgenerator 26 erzeugt werden, bestehen aus einer Wechselspannung, die von der Wechselspannungsquelle 28 erzeugt wird, mit einer überlagerten Gleichspannung, die von der Gleichspannungsoffsetquelle 30 erzeugt wird. Gemäß dem Stand der Technik und entsprechend industrieller Standards ist die Wechselspannung typischerweise eine 20 Hz, 90 Volt rms-Wechselspannung und die Gleichspannung ist eine 48 Volt-Gleichspannung. Die sich ergebende Signalform besitzt Amplitudenspitzenwerte von +77 Volt und –173 Volt, die um die Offsetgleichspannung herum von –48 Volt angeordnet sind.
Somit muss der Klingelgenerator 26 gemäß dem Stand der Technik, in der Lage sein, einen Spannungsamplitudenbereich von mehr als 250 Volt zu handhaben. Auf Grund der Erfordernis dieser hohen Spannung sind konventionelle Klingelgeneratoren nicht ökonomisch in integrierte Siliziumschaltungsbauelemente zu implementieren. Siliziumbauelemente, die 250 Volt widerstehen können, ohne einen Übergangsdurchbruch aufzuweisen, sind teuer in der Gestaltung und der Herstellung. Ferner können Siliziumherstellungsprozesse, die für Durchbruchsspannungen von 250 Volt ausgelegt sind, nicht in einfacher Weise mit Herstellungsweisen zur Herstellung von logischen Siliziumschaltungen kombiniert werden, wie sie zur Herstellung von Schaltanordnungen verwendet werden, wie sie in der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 von der Telefonvermittlung 12 oder in einem PABX eingesetzt werden.
Die Reaktion des Telefons 14 auf konventionelle Klingelsignale hängt von dem Zustand des Gabelschalters 36 ab. Wenn der Gabelschalter 36 aufgelegt ist, wodurch der Anschlussleiter 18 mit dem Anschluss 38 verbunden ist, blockiert der Kondensator 44 den Gleichstrom von der Gleichstromoffsetquelle 30. Jedoch wird der Wechselstrom, der von der Wechselspannungsquelle 28 erzeugt wird, durch den Kondensator 44 übertragen und es fließt ein Wechselstrom durch die Schleife, die den Kondensator 44, die Induktivität 42 und den Widerstand 40, den Gabelschalter 36 und den Widerstand 34 in der Vermittlung 12 umfasst. Die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 reagiert auf diesen Wechselstrom, indem eine Klingelindikation erzeugt wird. Beispielsweise kann die Induktivität 42 die Spule einer Klingel sein. Der Stromfluss in der Schleife bewirkt, dass die Klingel in Reaktion auf die Klingelsignale läutet. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 ein elektronisches Telefon ist und keine Klingel mit einer induktiven Spule enthält, erfasst alternativ das elektronische Telefon die von der Wechselspannungsquelle erzeugte Wechselspannung oder den damit verknüpften Wechselstrom und erzeugt eine Klingelindikation in Reaktion darauf.
Wenn sich der Gabelschalter 36 in dem zweiten Zustand befindet, wobei der Anschlussleiter 18 mit dem Anschluss 46 verbunden wird, fließen ein Wechselstrom und ein Gleichstrom, der von der Gleichspannungsoffsetquelle 30 erzeugt wird, zwischen dem Rufleiter 20 und dem Anschlussleiter 18 durch die Gleichspannungsimpedanz 48. Gemäß dem Stand der Technik erfasst die Vermittlung 12 diesen Gleichstrom, um zu bestimmen, dass der Gabelschalter 36 in seinem abgehobenen Zustand ist und dass die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 in Gebrauch ist. Dies ist als Klingelauslöseerkennung bekannt. In Reaktion auf eine Klingelauslöseerkennung bzw. -erfassung unterbricht die Vermittlung 12 das Zuleiten von Klingelsignalen zu der Teilnehmertelefoneinrichtung 14 durch Öffnen des Schalters 27. Industrielle Standards erfordern, dass die Klingelsignale innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach erfolgter Klingelauslöseerfassung, beispielsweise nach 200 Millisekunden, unterbrochen werden.
Das konventionelle Telefonvermittlungssystem 10 führt somit eine Klingelauslöseerkennung aus, indem die Gleichspannungsimpedanz der Teilnehmerleitung 16 an den Anschlüssen 15, 17 der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 22 untersucht wird. Diese Gleichspannungsschleifenimpedanz umfasst ferner die Impedanz der Teilnehmerleitung 16 selbst. Die Gleichspannungsimpedanz wird durch Messen des Stromflusses oder der an der Teilnehmerleitung 16 abfallenden Spannung getestet.
Wie in 1 gezeigt ist, kann die Teilnehmerleitung 16 als ein Schleifenwiderstand 50 in dem Anschlussleiter 18 und durch einen 10 kOhm Widerstand 52 zwischen dem Anschlussleiter 18 und dem Rufleiter 20 nachgebildet werden, der den schlechtesten Fall eines Leckwiderstandes zwischen dem Anschlussleiter 18 und dem Rufleiter 20 repräsentiert. Unter den schlechtesten Voraussetzungen, wobei die Teilnehmerleitung 16 sehr lang ist und das Telefon 14 weit von der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 entfernt ist, kann der Schleifenwiderstand 50 bis zu 1500 Ohm betragen. Gemäß industrieller Standards ist, wenn der Gabelschalter 36 in seinem aufgelegten Zustand ist, die Impedanz, die zwischen den Telefonanschlüssen 19, 21 gesehen wird, im Wesentlichen gleich 1 REN (äquivalente Klingelzahl), wobei 1 REN eine Impedanz von 7000 Ohm bei 20 Hz aufweist. Ferner muss gemäß industrieller Standards das Telefonsystem 10 mit bis zu 5 Telefoneinrichtungen, etwa der Teilnehmertelefoneinrichtung 14, die mit jeder Teilnehmerleitung 16, 22, 24 verbunden sind, korrekt funktionieren. Somit muss gemäß industrieller Standards das System 10 mit bis zu 5 REN oder einer Impedanz von 1400 Ohm bei 20 Hz normal arbeiten. Wenn der Gabelschalter 36 sich im abgehobenen Zustand befindet, kann die zwischen den Anschlüssen 19 und 21 gesehene Impedanz im Wesentlichen 100 bis 430 Ohm betragen.
Der Wert des Schleifenwiderstands 50 (R_L) hängt von der Länge der Teilnehmerleitung 16 oder dem Abstand zwischen der Vermittlung 12 und der Teilnehmertelefoneinrichtung 14 ab. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 physikalisch nahe an der Vermittlung 12 (eine kurze Teilnehmerleitung) liegt, besitzt der Schleifenwiderstand 50 einen Wert von im Wesentlichen 0 Ohm. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 von der Vermittlung 12 weit entfernt ist (lange Teilnehmerleitung), kann der Schleifenwiderstand 50 als ein Wert von im Wesentlichen 1500 Ohm angenommen werden.
Als ein Beispiel einer kurzen Teilnehmerleitung dient die analoge Teilnehmerleitung, die in Verbindung mit einem System mit einer Faser in der Schleife (FITL) verwendet wird. In einem derartigen System verbinden eine oder mehrere Glasfasern die Telefonvermittlung mit einer optischen Netzwerkeinheit (ONU). Die ONU ist in der unmittelbaren Nachbarschaft der Teilnehmertelefoneinrichtungen, die von der ONU versorgt werden, angeordnet. Die Entfernung von ONU zu der Teilnehmertelefoneinrichtung in einem derartigen System beträgt im Wesentlichen nicht mehr als einige Häuserblöcke.
Im Gegensatz dazu ist ein Beispiel einer langen Teilnehmerleitung das Telefonvermittlungssystem aus 1, wobei die Teilnehmerleitung 16 eine große Länge in der Größenordnung von einigen Meilen aufweisen kann. Ein Telefonvermittlungssystem kann eine entfernte Schaltstation aufweisen, die die Teilnehmertelefoneinrichtungen mit der Vermittlung verbindet. Selbst in diesem Falle können die Teilnehmerleitungen einige Meilen lang sein.
Der Unterschied der Impedanz, die von der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 gesehen wird, zwischen einem großen Wert, wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung sich in dem aufgelegten Zustand befindet, und einem geringen Wert, wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung 14 sich in dem abgenommenen Zustand befindet, ist für die Klingelauslöseerfassung verwendbar. Die Klingeauslöserfassung umfasst das Bestimmen, ob eine Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben ist, so dass keine Klingelsignale zu der Teilnehmertelefoneinrichtung transportiert werden, und umfasst ferner das Bestimmen, ob eine Teilnehmertelefoneinrichtung abgenommen wird in Reaktion auf Klingelsignale, so dass die Klingelsignale unterbrochen und eine Rufverbindung hergestellt wird. Die hohe Impedanz des aufgelegten Zustands und die geringe Impedanz des abgenommenen Zustands können auf viele unterschiedliche Weisen erfasst werden. Eine bekannte Art und Weise ist das Zuführen von Strom zu der Teilnehmerleitung mit einer bekannten Klingelspannung. Wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung aufgelegt ist, besitzt der Strom einen ersten Wert, und wenn die Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben ist, besitzt der Strom einen zweiten, größeren Wert. Die Klingelauslöseerkennung geschieht in Reaktion auf das Erkennen dieser Änderung des Stromes. Die Stromänderung ist eine Indikation der Änderung der Impedanz.
Tabelle 1 zeigt Wechselspannungs- und Gleichspannungsimpedanzen für den aufgelegten Zustand und den abgenommenen Zustand des Gabelschalters 36, sowohl für eine kurze Teilnehmerleitung, etwa die Teilnehmerleitung 16, als auch eine lange Teilnehmerleitung, etwa die Teilnehmerleitung 16.
Tabelle 1 zeigt, dass sowohl für lange Teilnehmerleitungen als auch für kurze Teilnehmerleitungen die von der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 erfasste Gleichspannungsschleifenimpedanz gut verwendet werden kann, um zwischen dem abgenommenen Zustand und dem aufgelegten Zustand des Gabelschalters 36 zu unterscheiden. Selbst in dem denkbar schlechtesten Falle mit einer langen Teilnehmerleitung beträgt die abgenommene Gleichspannungsimpedanz höchstens im Wesentlichen gleich 1900 Ohm und die aufgelegte Gleichspannungsimpedanz beträgt 10 Kiloohm. Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 kann die Gleichspannungsimpedanzen in dem aufgelegten und dem abgenommenen Zustand unterscheiden, indem ein Detektionsschwellwert in der Mitte diesen breiten Bereichs der Gleichspannungsschleifenimpedanz festgelegt wird.
Im Gegensatz dazu zeigt Tabelle 1 auch, dass es eine Überlappung in den Wechselspannungsschleifenimpedanzen gibt. Bei langen Leitungen kann die Wechselspannungsimpedanz beim abgenommenen Zustand im Bereich von ungefähr 1600 bis 1900 Ohm liegen, was sich mit dem möglichen Bereich für die Wechselspannungsimpedanz für den aufgelegten Zustand bei kurzen Leitungen, von 1.4 Kiloohm bis 7 Kiloohm überlappt. Auf Grund dieser Überlappung kann die Wechselspannungsimpedanz nicht verwendet werden, um zuverlässig den aufgelegten Zustand des Gabelschalters 36 von dem abgenommenen Zustand in einem Telefonsystem zu unterscheiden, das sowohl kurze Teilnehmerleitungen als auch lange Teilnehmerleitungen enthält. Somit kann in diesen bekannten Systemen, etwa dem Telefonvermittlungssystem 10, wie es in 1 gezeigt ist, die Wechselspannungsschleifenimpedanz nicht für die Klingelauslöseerkennung verwendet werden. Der Klingelgenerator 26 muss sowohl Wechselspannungen als auch Gleichspannungen zuführen, wie dies zuvor erläutert ist, und der Klingelgenerator 26, der einen 250 Volt-Spannungsbereich verarbeiten muss, kann nicht in ökonomischer Weise in die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 integriert werden.
2 zeigt eine schematische Blockansicht, die ein Telefonsystem 60 mit einer Faser in der Schleife (FITL) darstellt. In einem FITL-System ist die Telefonvermittlung 12 mittels eines Glasfaserkabels 62 mit einer optischen Netzwerkeinheit (ONU) 64 verbunden. Die Telefonvermittlung kann ferner mit anderen Glasfaserkabeln 66, 68 mit anderen optischen Netzwerkeinheiten verbunden sein. Die Telefonvermittlung 12 kommuniziert mit der ONU 64 in digitaler Weise, wobei Lichtpulse benutzt werden, die über das optische Glasfaserkabel 62 transportiert werden. Die ONU 64 wandelt Lichtimpulse in elektrische Signale um. Die ONU umfasst eine Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 zum Einkoppeln der elektrischen Signale in eine oder mehrere Teilnehmerleitungen 72, 74. Die Teilnehmerleitungen 72, 74 können mit einer Telefoneinrichtung verbunden sein, etwa einer Teilnehmertelefoneinrichtung 14 (1). Die Teilnehmerleitungen 72, 74 führen analoge elektrische Signale in im Wesentlichen der gleichen Weise wie die in 1 dargestellte Teilnehmerleitung 16. Zum Erzeugen von Klingelsignalen und zum Bewirken einer Klingelauslöseerkennung muss die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 den gleichen industriellen Standards genügen, wie sie auch dem konventionellen Telefonsystem 10 aus 1 auferlegt sind.
Die ONU 64 versorgt im Allgemeinen 4 bis 8 Teilnehmerleitungen und ist physikalisch innerhalb einiger Häuserblöcke für jede der zugeordneten Teilnehmerleitungseinrichtungen angeordnet. Auf Grund dieser unmittelbaren Nähe ist die Impedanz im schlechtesten Falle für die Teilnehmerleitungen 72, 74, d. h. R_L 100 Ohm in einem FITL-System. Tabelle 2 zeigt Wechselspannungs- und Gleichspannungsimpedanzen für den abgenommenen und aufgelegten Zustand in einem FITL-System.
Aus Tabelle 2 kann man erkennen, dass in einem FITL-System keine Überlappung im Wechselspannungsimpedanzbereich zwischen dem aufgelegten Zustand bei kurzen Leitungen und dem abgehobenen Zustand bei langen Leitungen vorliegt. Somit kann für ein FITL-Telefonsystem die Klingelauslöseerkennung durch Erfassen lediglich der Wechselspannungsimpedanz der Teilnehmerleitungen 72, 74, wie sie von der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 gesehen wird, durchgeführt werden. Da Wechselspannungssignale zum Erfassen der Teilnehmerleitungsimpedanz und zum Erzeugen der Klingelsignale verwendet werden, muss erfindungsgemäß kein Gleichspannungsoffset durch den Klingelgenerator erzeugt werden.
Der Wegfall der von dem Klingelgenerator erzeugten Offsetgleichspannung liefert wichtige Vorteile. Die Gesamtspannung, die von den in dem Klingelgenerator enthaltenen Bauelementen aufgenommen werden muss, ist kleiner. Dies ermöglicht es, dass der Klingelgenerator in ökonomischer Weise in einer integrierten Siliziumschaltung eingerichtet werden kann. Die integrierte Siliziumschaltung muss lediglich Spannungen aufnehmen, die so groß sind wie das 90 Volt rms-Klingelsignal. Daher kann die integrierte Siliziumschaltung bei geringeren Kosten im Vergleich zu integrierten Schaltungen hergestellt werden, die Spannungen bis zur Summe der 90 Volt rms-Klingelspannung und einem Gleichspannungsoffset aufnehmen können. Das Einrichten des Klingelgenerators in einer einzelnen integrierten Siliziumschaltung, die vorzugsweise die gleiche integrierte Schaltung ist, die auch die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 enthält, verringert die Anzahl an Bauteilen und die Anzahl der erforderlichen Verbindungen. Dies wiederum reduziert die Kosten und erhöht die Zuverlässigkeit des Systems.
Da in Anwendungen mit kurzen Schleifen die Lastimpedanz wesentlich größer als die Leitungsimpedanz ist, ist die Abschwächung des Klingelsignals von der Leitungskarte bzw. Leitungsplatine zu der Teilnehmeranlage gering und die Klingelspannung an der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung oder Leitungskarte kann verringert werden. Im Allgemeinen muss die Leitungskarte, die die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 enthält, eine Klingelspannung liefern, die groß genug ist, um ein 40 Volt rms-Klingelsignal an dem Telefon zur Erzeugung eines Ruf- bzw. Klingeltons an dem Telefon bereitstellen. Wenn der Schleifenwiderstand 1500 Ohm beträgt, ist ein 94 Volt rms-Signal mit einer 400 Ohm Quellenimpedanz erforderlich, um 40 Volt rms an einer 5 REN-Last am Ende der Schleife bereitzustellen. Wenn jedoch die Schleifenimpedanz 80 Ohm beträgt und wenn die Quellenimpedanz auf beispielsweise 100 Ohm verringert werden kann, dann ergibt eine Quellenspannung von 45 Volt rms 40 Volt rms an einer 5 REN-Last.
3 ist eine schematische Blockansicht einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23, in der die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 ist zwischen einer Konstantsignalquelle 80 und einem Erdpotential angeschlossen. Die Konstantsignalquelle 80 liefert vorzugsweise eine Gleichspannung an die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23. Die Konstantsignalquelle 80 ist vorzugsweise eine Gleichspannung, wie sie als Batteriespannung bekannt ist, die der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 von außerhalb der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 zugeführt wird. Die Batteriespannung besitzt vorzugsweise einen Wert im Bereich von –21 Volt bis –75 Volt.
Die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 umfasst ferner eine Steuerschaltung 86, einen Klingelgenerator 88, einen Impedanzdetektor 90 und eine Teilnehmerleitungsschnittstelle 92. Die Teilnehmerleitungsschnittstelle 92 ist so ausgebildet, dass diese mit der Teilnehmerleitung 72, die einen Anschlussleiter 94 und einen Rufleiter 96 aufweist, verbunden werden kann. Die Teilnehmerleitungsschnittstelle 92 kann strombegrenzende Widerstände oder andere Schnittstellenkomponenten (in 3 nicht gezeigt) aufweisen. Die Teilnehmerleitungsschnittstelle 92 bildet somit eine Schnittstelleneinrichtung zum Ankoppeln der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 an die Teilnehmerleitung 72.
Der Klingelgenerator 88 umfasst einen ersten Verstärker 98 und einen zweiten Verstärker 100. Der erste Verstärker 98 und der zweite Verstärker 100 sind jeweils mit der Konstantsignalquelle 80 und mit dem Erdpotential verbunden. Der erste Verstärker 98 besitzt einen Eingang 108, der mit einem Ausgang 110 der Steuerschaltung 86 verbunden ist. Der erste Verstärker 98 besitzt einen Ausgang 112, der mit dem Anschlussleiter 94 verbunden ist. Der zweite Verstärker 100 besitzt einen Eingang 120, der mit einem Ausgang 122 der Steuerschaltung 86 verbunden ist. Der zweite Verstärker 100 besitzt einen Ausgang 124, der mit dem Rufleiter 96 verbunden ist. Der Klingelgenerator 88 stellt somit eine Klingeleinrichtung zum Bereitstellen eines sich zeitlich ändernden Klingel- bzw. Rufsignals für die Teilnehmerleitung in Reaktion auf ein empfangenes Steuersignal bereit.
Die Steuerschaltung 86 besitzt einen Klingeleingang 130, eine Steuereingang 87, einen ersten Rückkopplungseingang 132 und einen zweiten Rückkopplungseingang 134. Die Steuerschaltung 86 umfasst eine digitale Logikschaltung zum Steuern des Betriebs der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23. Die Steuerschaltung reagiert auf Befehle, die an dem Steuereingang 87 empfangen werden. Der erste Rückkopplungseingang 132 ist mit dem Anschlussleiter 94 verbunden. Der zweite Rückkopplungseingang 134 ist mit dem Rufleiter 96 verbunden. Vorzugsweise sind der Klingeleingang 130 und der Steuereingang 87 so ausgebildet, um Steuersignale mit Standardsignalpegeln, etwa CMOS-Signalpegeln, aufzunehmen.
Während des Betriebs empfängt die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 Befehls- und Steuerinformation, die von der Vermittlung 12 zu den Eingängen einschließlich des Klingeleingangs 130 und des Steuereingangs 87 transportiert werden. Die Steuerschaltung 86 empfängt die Befehls- und Steuerinformation, die einen Klingel- bzw. Rufbefehl enthalten kann, der die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 anweist, Klingelsignale auf der Teilnehmerleitung 72 bereitzustellen und nach einer Klingelauslösung zu suchen. In Reaktion auf einen an dem Klingeleingang 130 empfangenen Klingelbefehl, stellt die Steuerschaltung 86 Steuersignale an den Ausgängen 110 und 122 bereit, die den ersten Verstärker 98 und den zweiten Verstärker 100 veranlassen, ein erstes sich zeitlich änderndes Signal bzw. ein zweites sich zeitlich änderndes Signal zu erzeugen. Das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal werden an den Anschlussleiter 94 bzw. den Rufleiter 96 angelegt.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform sind das erste sich zeitlich ändernde Signal, das von dem Anschlussleiter 94 übertragen wird, und das zweite sich zeitlich ändernde Signal, das von dem Rufleiter 96 übertragen wird, symmetrische, sich zeitlich ändernde Signale. D. h., das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal haben im Wesentlichen gleiche Amplituden mit im Wesentlichen entgegengesetzter Polarität. 4 ist eine Ansicht, die eine Klingelsignalspannungsform, die von der Vorrichtung aus 3 erzeugt wird, darstellt. 4(a) ist eine Ansicht einer Signalform, die das erste sich zeitlich ändernde Klingelsignal, das an dem Anschlussleiter 94 durch den ersten Verstärker 98 erzeugt wird, darstellt. 4(b) ist eine Ansicht eines zweiten sich ändernden Klingelsignals, das an dem Rufleiter 96 durch den zweiten Verstärker 100 erzeugt wird. In 4(a) besitzt während einer ersten Phase, die durch die Zeitintervalle t₃–t₂, t₇–t₈, etc., definiert ist, die Signalform eine Amplitude, die im Wesentlichen gleich dem Absolutwert der von der Konstantsignalquelle 80 bereitgestellten Batteriespannung V_BAT ist. In 4(b) besitzt während einer zweiten Phase, die durch die Zeitintervalle t₁–t₀, t₅–t₄, etc. definiert ist, die dem Rufleiter 96 eingespeiste Signalform eine Amplitude, die im Wesentlichen gleich dem Absolutwert der von der Konstantsignalquelle 80 bereitgestellten Batteriespannung V_BAT ist. Während einer vordefinierten Zeitdauer addieren sich die Amplitude der ersten Signalform und die Amplitude der zweiten Signalform, wenn sie zu jedem beliebigen Zeitpunkt gemessen werden, zu einem vorbestimmten konstanten Pegel. Die erste Signalform und die zweite Signalform stellen damit symmetrische Signale dar. Vorzugsweise sind Zeitintervalle, die nicht gleich Null sind und die durch die Zeitintervalle t₂–t₁, t₄–t₃, t₅–t₆, t₈–t₇, etc. definiert sind, vorgesehen, während denen die Polaritäten des ersten und des zweiten sich zeitlich ändernden Signals umgekehrt werden. Das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal besitzen vorzugsweise eine Frequenz von 20 Hz, um den industriellen Standards für Klingelsignale zu entsprechen.
Es sei wieder auf 3 verwiesen; obwohl das erste sich zeitlich ändernde Signal, das dem Anschlussleiter 94 zugeleitet wird, und das zweite sich zeitlich ändernde Signal, das dem Rufleiter 96 zugeleitet wird, von einer beliebigen, dem Fachmann bekannten Vorrichtung erzeugt werden können, stellen der erste Verstärker 98 und der zweite Verstärker 100 eine beispielhafte Vorrichtung zum Erzeugen von Klingelsignalen gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In Reaktion auf ein an dem Eingang 108 empfangenen Steuersignal verbindet der erste Verstärker 98 abwechselnd den Anschlussleiter 94 mit V_BAT, mit der von der Konstantsignalquelle 80 gelieferten Gleichspannung und dem Erdpotential. In ähnlicher Weise verbindet der zweite Verstärker 100 in Reaktion auf ein an dem Eingang 120 empfangenes Steuersignal abwechselnd den Rufleiter 96 mit V_BAT und dem Erdpotential. Durch selektives Umkehren der Polaritäten zwischen V_BAT und Erde kann die Signalform aus 4(a) und die Signalform aus 4(b) erzeugt werden.
Die Potentialdifferenz zwischen diesen beiden Spannungen (die Signalformen aus 4(a) und 4(b)) wird durch die Signalform aus 4(c) repräsentiert. Die Signalform aus 4(c) wird dem Anschlussleiter 94 und dem Rufleiter 96 als ein sich zeitlich änderndes Klingelsignal zugeleitet. Die Signalform aus 4(c) schwingt zwischen einer Spannung, die im Wesentlichen gleich –V_BAT und dem Absolutwert der Batteriespannung +V_BAT hin und her. Die obere und untere Grenze der Signalform kann auf weniger als die Batteriespannung oder dessen Absolutwert um beispielsweise 2.5 Volt eingeschränkt sein, was der Sättigungsgrenze des ersten Verstärkers 98 und des zweiten Verstärkers 100 entspricht. Die Konstantsignalquelle 80 liefert vorzugsweise V_BAT als eine Gleichspannung im Bereich von –21 Volt bis –75 Volt. Somit ist die Potentialdifferenz zwischen dem ersten sich zeitlich ändernden Signal, das von dem Anschlussleiter 94 übertragen wird, und dem zweiten sich zeitlich ändernden Signal, das von dem Rufleiter 96 übertragen wird, ein sich zeitlich änderndes Signal von mindestens 90 Volt rms. Dies genügt den Industriestandards für Klingelsignale.
Entsprechend industrieller Standards müssen Klingelsignale nicht perfekte Sinussignale sein. Für Anwendungen mit kurzer Schleife, etwa Schleifen mit Glasfasern und Privatbereichsnebenstellenverbindungen erfordern industrielle Standards, dass der Scheitelfaktor (das Verhältnis von Spitzenspannung zu rms-Spannung) des Klingelsignals größer als 1.2 und kleiner als 1.6 sein muss. Für Anwendungen mit großer Schleife erfordern die industriellen Standards einen Scheitelfaktor von mehr als 1.35 und kleiner als 1.45. Eine perfekte Sinuswelle besitzt einen Scheitelfaktor von 1.41. Industriestandards, die einen Scheitelfaktor von ungefähr 1.41 (reine Sinuswelle) spezifizieren, betreffen das Problem der Erzeugung harmonischer Signale und des Übersprechens, das durch benachbarte Leitungen erzeugt wird. Dies ist jedoch ein größeres Problem für ein Telefonvermittlungssystem, wie es in 1 dargestellt ist, als dies für FITL-Anwendungen der Fall ist, da in Anwendungen mit Vermittlungen viele Teilnehmerleitungen vorhanden sein können, die zusammen in einem Kabelbündel über lange Strecken verlaufen. In FITL-Anwendungen sind andererseits nur kurze Entfernungen zu überbrücken und die Verteilung der Kabel ist so, dass weniger Kabel gebündelt sind. Ferner werden in der Vorrichtung die bevorzugten Ausführungsform wesentlich geringere Klingelsignalspannungen als in konventionellen Vermittlungssystemen, wie es in 1 gezeigt ist, verwendet, so dass ein geringes Einkoppeln von Rauschen zwischen Teilnehmerleitungen auftritt. Ferner werden in der Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform differenzielle oder symmetrische Klingelsignale im Gegensatz zu Eintakt- bzw. unsymmetrischen Klingelsignalen verwendet.
Bei unsymmetrischen Klingelsignalen wird entweder der Anschlussleiter oder der Rufleiter mit Erde verbunden und das gesamte Klingelsignal einschließlich eines beliebigen Gleichspannungsoffsets wird an dem anderen Leiter bereitgestellt. Bei einem symmetrischen Klingelsignal wird ein Teil des Klingelsignals, vorzugsweise die Hälfte der Gesamtamplitude des Klingelsignals, an jedem Leiter, dem Anschlussleiter und dem Rufleiter, angelegt.
Ein symmetrisches Klingelsignal erzeugt wesentlich weniger Übersprechen als ein unsymmetrisches Klingelsignal, da bei symmetrischen Klingelsignalen beide Leiter jeweils eine Hälfte des Wechselspannungssignals tragen und damit dazu neigen, die Kopplungswirkungen aufeinander in erster Ordnung auszulöschen. Daher ist ein Scheitelfaktor von ungefähr 1.2 für FITL-Anwendungen akzeptabel und ein Klingelgenerator für FITL-Anwendungen muss keine reine Sinuswelle erzeugen. Ein trapezförmiges Signal, wie es in 4(c) gezeigt ist, besitzt einen Scheitelfaktor von weniger als 1.41 und ungefähr 1.2.
Die Verwendung eines Rechtecksignals oder eines Trapezsignals, die eine höhere Energie als eine Sinuswelle der gleichen Frequenz besitzen, ermöglicht die Verwendung von Klingelsignalen mit kleinerer Spitzenamplitude. Dies bedeutet, dass die Klingelsignale durch die gleiche integrierte Siliziumschaltung erzeugt werden können, wie sie zum Bereitstellen von logischen und Steuerfunktionen vorgesehen sind. Somit können der Klingelgenerator 88 und die Steuerschaltung 86 in eine einzelne integrierte Schaltung, die von einer einzelnen Batteriespannung gespeist wird, zusammengefasst werden.
Um den Scheitelfaktor der dem Anschlussleiter 94 und dem Rufleiter 96 zugespeisten Signale zu erhöhen, kann der Klingelgenerator 88 Filterschaltungen zwischen dem Ausgang 112 des ersten Verstärkers 98 und dem Anschlussleiter 94 und zwischen dem Ausgang 124 und dem Rufleiter 96 (in 3 nicht gezeigt) enthalten. Derartige Filter können nicht gewünschte harmonische Frequenzen ausfiltern, um Klingelsignale zu erzeugen, die einem reinen Sinussignal besser angenähert sind. Wie jedoch zuvor dargelegt ist, können auch die trapezförmigen Signale, die von dem Verstärker 98 und dem Verstärker 100 erzeugt werden, für die meisten Anwendungen, einschließlich FITL-Anwendungen, adäquat sein, wodurch zusätzliche Kosten für die Komponenten vermieden werden, die zum Vorsehen eines oder mehrerer Filterschaltungen in dem Klingelgenerator 88 erforderlich sind. Vorzugsweise sind die Eigenschaften der Trapezsignalform, die von den Verstärkern 98, 100 erzeugt werden, etwa die Anstiegs- und Abfallzeiten und die Spitze-zu-Spitze-Amplituden von außerhalb der Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung 23 steuerbar.
Es sei nun wieder auf 3 verwiesen; der Impedanzdetektor 90 umfasst einen ersten Stromdetektor 150, einen zweiten Stromdetektor 152, ein Filter 154, einen Klingelauslösedetektor 156 und eine Gleichspannungsoffsetschaltung 158. Der Impedanzdetektor 90 erfasst die Wechselspannungsimpedanz zwischen dem Anschlussleiter 94 und dem Rufleiter 96 bei Vorhandensein des von dem Klingelgenerator 88 erzeugten Klingelsignals. Der Impedanzdetektor 90 bildet somit eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Impedanz der Teilnehmerleitung bei Vorhandensein eines sich zeitlich ändernden Klingelsignals und zum Bereitstellen einer Klingelauslöseindikation, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Impedanzschwellwerts liegt.
Obwohl eine beliebige bekannte Vorrichtung zum Erfassen einer Wechselspannungsimpedanz verwendet werden kann, ist der Impedanzdetektor 90, der in 3 dargestellt ist, ein beispielhafter Impedanzdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung. Der erste Stromdetektor 150 umfasst einen Eingang 160 zum Erfassen des von dem Verstärker 98 an den Anschlussleiter 94 gelieferten Stromes. Der erste Stromdetektor 150 richtet den an dem Eingang 160 erfassten Strom gleich und liefert ein für den gleichgerichteten Strom repräsentatives Signal an dem Ausgang 164. Der zweite Stromdetektor 152 umfasst einen Eingang 162 zum Erfassen des von dem Verstärker 100 in den Rufleiter 96 eingeprägten Stroms. Der zweite Stromdetektor 152 richtet den an dem Eingang 162 erfassten Strom gleich und stellt ein für den gleichgerichteten Strom repräsentatives Signal an dem Ausgang 166 bereit. Die Signale an den Ausgängen 164, 166 werden kombiniert, um einen gleichgerichteten Nettostrom zu erzeugen, der dem Filter 154 zugeleitet wird. Der Filter 154 umfasst einen Widerstand 170 und einen Kondensator 172 zum Ausfiltern unerwünschter Frequenzkomponenten des kombinierten Signals. Die Gleichspannungsoffsetschaltung 158 umfasst einen Widerstand 147, der mit der Konstantsignalquelle 80 verbunden ist, um die Batteriespannung V_BAT zu empfangen. Die Gleichspannungsoffsetschaltung 158 addiert einen Gleichspannungsoffset zu dem kombinierten Signal, das den gleichgerichteten Strom repräsentiert, hinzu und das resultierende Signal wird einem Eingang 168 des Klingelauslösedetektors 156 zugeleitet.
Der Klingelauslösedetektor 156 umfasst vorzugsweise einen Komparator 183 zum Vergleichen des an dem Eingang 168 anliegenden Wertes mit einem vorbestimmten Schwellwert, der einem Eingang 176 zugeleitet wird. Der Klingelauslösedetektor 156 besitzt einen Ausgang 178, der mit einem Eingang 180 der Steuerschaltung 86 verbunden ist. Wenn das an dem Eingang 168 des Klingelauslösedetektors 156 anliegende Signal den vorbestimmten Schwellwert übersteigt, wodurch angezeigt wird, dass die dem Anschlussleiter 94 und dem Rufleiter 96 zugeleiteten Ströme auf Grund einer Verringerung der Wechselspannungsimpedanz angestiegen sind, da die mit der Teilnehmerleitung 72 gekoppelte Teilnehmertelefoneinrichtung abgenommen wird, stellt der Klingelauslösedetektor 156 eine Klingelauslöseindikation an dem Ausgang 178 für den Eingang 180 der Steuerschaltung 86 bereit. In Reaktion auf die Klingelauslöseindikation unterbricht die Steuerschaltung 86 die an den Ausgängen 110 und 122 anliegenden Steuersignale. In Reaktion auf das Unterbrechen des Steuersignals unterbrechen der erste Verstärker 98 und der zweite Verstärker 100 die Klingelsignale, die dem Anschlussleiter 94 und dem Rufleiter 96 zugeleitet werden.
Vorzugsweise sind der Klingelgenerator 88, der Impedanzdetektor 90 und die Teilnehmerleitungsschnittstelle 92 in einer einzigen integrierten Schaltung 181 zusammengefasst. Des weiteren kann auch die Steuerschaltung 86 in der einzelnen integrierten Schaltung 86 integriert sein.
5 ist eine Ansicht einer Klingelstromsignalform, die von der Vorrichtung aus 3 detektiert wird. 5(a) zeigt die gleichgerichtete Stromsignalform, die von dem Impedanzdetektor 90 erkannt wird, wenn Klingelsignale von dem Klingelgenerator 88 einer Teilnehmerleitung, die mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung im aufgelegten Zustand verbunden ist, zugeleitet werden. Wie in 5(a) gezeigt ist, ist die erfasste, gleichgerichtete Stromsignalform im Wesentlichen sinusförmig mit einem Spitzenwert von ungefähr 45 Milliampere. 5(b) repräsentiert die gleichgerichtete Stromsignalform, die von dem Impedanzdetektor 90 erfasst, wenn Klingelsignale einer Teilnehmerleitung zugeführt werden, die mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung im abgehobenen Zustand verbunden ist. Wie aus 5(b) zu erkennen ist, besitzt die gleichgerichtete Stromsignalform die Form einer trapezförmigen Welle mit einem Spitzenwert von ungefähr 110 Milliampere. Die Differenz zwischen den Spitzenwerten der in die 5(a) und 5(b) dargestellten Signalformen ist ausreichend, um eine zuverlässige Erfassung einer Änderung der Wechselspannungsimpedanz einer Teilnehmerleitung, die mit dem Klingelgenerator verbunden ist, und damit eine genaue Gabelschaltererkennung zu ermöglichen.
6 ist ein Flussdiagramm, das die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt 200. Im Schritt 202 werden Klingelsignale einer Teilnehmertelefonleitung zugeleitet, die mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung gekoppelt ist. Die Klingelsignale enthalten vorzugsweise ein erstes sich zeitlich änderndes Signal und ein zweites sich zeitlich änderndes Signal. Das Verfahren geht zum Schritt 204 weiter, in welchem die Wechselspannungsimpedanz der Teilnehmerleitung erfasst wird. Dies kann erreicht werden durch eine beliebige bekannte Technik; vorzugsweise wird der Spitzenstrom, der der Teilnehmerleitung eingeprägt wird, so erfasst, wie dies zuvor in Verbindung mit den 3 und 5 beschrieben ist. Wenn der Spitzenstrom mit einer bekannten sich zeitlich ändernden Spannung eingeprägt wird, kann die Wechselspannungsimpedanz aus dem Spitzenstrom bestimmt werden.
Im Schritt 206 wird die Wechselspannungsimpedanz der Teilnehmerleitung bei Vorhandensein der Klingelsignale mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Wenn die Wechselspannungsimpedanz über dem vorbestimmten Schwellwert liegt, wird bestimmt, dass die Teilnehmertelefoneinrichtung aufgelegt ist.
Wenn die erfasste Wechselspannungsimpedanz über dem vorbestimmten Schwellwert liegt, kehrt das Verfahren zum Schritt 202 zurück und es werden weiterhin Klingelsignale erzeugt. Wenn die erfasste Wechselspannungsimpedanz unterhalb des vorbestimmten Schwellwerts liegt, wird bestimmt, dass die Teilnehmertelefoneinrichtung abgehoben ist und das Verfahren geht zum Schritt 208 weiter, in welchem die Klingelsignale unterbrochen werden. Das Verfahren endet im Schritt 210.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Verringerung der Betriebsgleichspannung, die für eine Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung erforderlich ist, die in der Lage ist, Telefoneinrichtungen ohne die Verwendung eines externen Klingelgenerators und einer Rufverzögerung anzuläuten. Vorzugsweise sind die Telefonleitungen, in denen die Erfindung eingesetzt wird, relative kurze Telefonleitungen. Kurze Telefonleitungen besitzen einen relativ geringen Schleifenwiderstand. In FITL-(Schleife mit Faser) Anwendungen ist der Schleifenwiderstand kleiner als 100 Ohm. Dies gilt auch für eine Hybridvorrichtung mit Fasern und Koaxialkabel und anderen Aufbauten oder Anwendungen, in denen Elektronik auf der Anwenderseite vorhanden ist. In einigen Bereichen kann sich dieser Schleifenwiderstand auf einige 100 Ohm erhöhen. Ferner besitzen wichtige Telefonsysteme und einige kleine PABX-Einrichtungen (Nebenstelleneinrichtung im privaten Bereich) kurze Schleifen. Eine wesentliche Eigenschaft einer kurzen Schleife liegt darin, dass die Impedanz der Schleife plus die Impedanz der Telefoneinrichtung im abgehobenen Zustand (die kleiner als 430 Ohm ist) deutlich kleiner als die Impedanz der Primärschaltung in der Telefonanlage im aufgelegten Zustand ist. In den Vereinigten Staaten ist für FITL-Systeme die maximale Klingellast als 5 REN (äquivalente Klingelanzahl) oder ungefähr 1400 Ohm plus 40 μF Kondensator spezifiziert. Andere Länder schreiben kleinere Lasten vor. Beispielsweise wird in Großbritannien eine maximale Klingellast von 3 REN spezifiziert. Viele PABX-Einrichtungen haben eine Anforderung für ein oder zwei REN. Wenn dieses Kriterium für eine kurze Schleife erfüllt wird, ergeben sich diverse Vorteile.
Ein Vorteil besteht darin, dass die Schleifenerfassung bewerkstelligt werden kann, indem die Wechselspannungsimpedanz oder der Wechselstrom anstelle der Gleichspannungsimpedanz oder des Gleichstroms betrachtet wird. Daher ist es möglich, die Wechselspannungskomponente des Klingelsignals zu verringern oder wegzulassen.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass bei Anwendungen mit kurzer Schleife symmetrische Klingelsignale verwendet werden können, da keine Klingelanwendungen mit vielen Teilnehmern zu unterstützen sind. Symmetrische Klingelsignale besitzen zwei wesentliche Vorteile. Vor allem wird die maximale Gleichspannung verringert, die erforderlich ist. Ein unsymmetrisches Klingelsystem erfordert, dass die Betriebsgleichspannung größer als die Spitze-zu-Spitze-Spannung des Wechselstromsignals oder der Spitzenwert des Wechselspannungssignals und der Gleichspannungsoffset ist – was auch immer größer ist –, während in einem symmetrischen System eine Betriebsgleichspannung erforderlich ist, die größer als das Wechselspannungsspitzensignal plus dem Gleichspannungsoffset ist. Wenn der Gleichspannungsoffset auf Null reduziert wird, benötigt ein symmetrisches System ungefähr die Hälfte der Betriebsspannung des Wechselspannungsspitzensignals der Spannungsquelle. Systeme mit kleiner Schleife besitzen eine wesentlich geringere Quellenspannung als System mit großer Schleife, so dass die Kombination dieser Faktoren die Anforderungen für die Betriebsgleichspannung deutlich reduziert. Bei symmetrischen Klingelsignalen wird wesentlich weniger Übersprechen in benachbarte Leitungen auf Grund der symmetrischen Natur eingespeist. Ferner wird bei Anwendungen mit kurzer Schleife auf Grund der kurzen Schleifen und der geringeren Klingelspannungen eine wesentlich geringere Kopplung als in langen Schleifen mit höheren Klingelspannungen hervorgerufen. Ferner sind in kurzen Schleifen nicht viele andere Leitungen, die in der Schleife nebeneinander verlaufen, vorgesehen, so dass das Koppeln ein geringes Problem ist. Diese Faktoren ermöglichen eine Reduzierung des Scheitelfaktors des Klingelsignals und die Verwendung einer trapezförmigen Signalform im Gegensatz zu einer Sinuswelle. Ein Scheitelfaktor von 1.25 (um eine angemessene Grenze vorzusehen, wenn die Spezifizierung bei 1.2 Minimum liegt) verringert das Spitzensignal um 10% relativ zu einer Sinuswelle und reduziert die Betriebsgleichspannung um weitere 10%. Ein Trapezsignalformgenerator ist wesentlich einfacher und kostengünstiger zu implementieren als ein Sinuswellengenerator. Die Kombination dieser Techniken ermöglicht die Reduzierung der Betriebsspannungsanforderugen von nahezu 300 Volt für eine Anwendung mit Vermittlung bis herab auf ungefähr 60 Volt für eine Anwendung mit kurzer Schleife. Die Anwendung einer etwas höheren Spannung ermöglicht ein größeres Klingelsignal oder das Ansteuern einer längeren Schleife. Dieser Spannungsbereich kann mittels kostengünstiger hoch zuverlässiger integrierter Schaltungstechnologien gehandhabt werden.
Es ist selbstverständlich, dass, obwohl die angefügten detaillierten Zeichnungen und speziellen Beispiele bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschreiben, die zum Zwecke der Darstellung angegeben sind, die Vorrichtung der Erfindung nicht auf die genauen Details und Bedingungen eingeschränkt ist, die offenbart sind, so dass diverse Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, die durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
Die folgenden Aussagen betreffen bevorzugte Merkmale der Ausführungsform der hierin beschriebenen vorliegenden Erfindung:

1. Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung, die mit einer Teilnehmerleitung verbunden ist, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist und wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Zuleiten eines ersten sich zeitlich ändernden Klingelsignals zu dem ersten Leiter und eines zweiten sich zeitlich ändernden Klingelsignals zu dem zweiten Leiter; Erfassen einer Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Anwesenheit des sich ersten zeitlich ändernden Klingelsignals und des zweiten sich zeitlich ändernden Klingelsignals; und Bereitstellen einer Klingelauslöseindikation, wenn die Wechselspannungsimpedanz unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt.
2. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung, die mit einer Teilnehmerleitung verbunden ist, gemäß Punkt 1, wobei das Verfahren ferner einen Schritt umfasst: Unterbrechen des ersten sich zeitlich ändernden Klingelsignals und des zweiten sich ändernden Klingelsignals in Reaktion auf die Klingelauslöseindikation.
3. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung gemäß Punkt 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Selektives Anlegen einer Gleichspannung an den ersten Leiter und an den zweiten Leiter, um das erste sich zeitlich ändernde Klingelsignal und das zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignal zu erzeugen.
4. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung gemäß Punkt 2 wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Anlegen der Gleichspannung an den ersten Leiter mit einer ersten Polarität und Anlegen der Gleichspannung an den zweiten Leiter mit einer zweiten Polarität während einer ersten Phase, und Anlegen der Gleichspannung an den ersten Leiter mit der zweiten Polarität und Anlegen der Gleichspannung an den zweiten Leiter mit der ersten Polarität während einer zweiten Phase, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist.
5. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung nach Punkt 4, wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Vorsehen eines Zeitintervalls, das nicht Null ist, zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase und Umschalten zwischen der ersten Polarität und der zweiten Polarität während des Zeitintervalls, das nicht Null ist.
6. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung gemäß Punkt 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen eines ersten sich zeitlich ändernden Stromes in dem ersten Leiter und eines zweiten sich zeitlich ändernden Stromes in dem zweiten Leiter, Gleichrichten des ersten sich zeitlich ändernden Stromes und des zweiten sich zeitlich ändernden Stromes, Kombinieren des gleichgerichteten ersten sich zeitlich ändernden Stromes und des gleichgerichteten zweiten sich zeitlich ändernden Stromes, um einen gleichgerichteten Nettostrom zu erzeugen und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn der gleichgerichtete Nettostrom einen vorbestimmten Schwellwertstrom übersteigt.
7. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung gemäß Punkt 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen einer ersten Stromamplitude in dem ersten Leiter und einer zweiten Stromamplitude in dem zweiten Leiter und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn die erste Stromamplitude und die zweite Stromamplitude einen vorbestimmten Stromschwellwert überschreiten.
8. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine mit einer Teilnehmerleitung verbundenen Teilnehmertelefoneinrichtung gemäß Punkt 7, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen eines ersten Spitzenwertes der ersten Stromamplitude und eines zweiten Spitzenwertes der zweiten Stromamplitude, Kombinieren des ersten Spitzenwertes und des zweiten Spitzenwertes und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn die Summe einen vorbestimmten Stromsummensollwert übersteigt.
9. Ein Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung nach Punkt 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen eines Stromes in der Teilnehmerleitung, Gleichrichten des Stromes und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn der gleichgerichtete Strom einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigt.
10. Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem, wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zwischen einer Telefonvermittlung einer Teilnehmerleitung angeordnet ist und wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Schnittstelleneinrichtung zum Verbinden der Vorrichtung mit der Teilnehmerleitung; eine Klingeleinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um ein sich zeitlich änderndes Klingelsignal der Teilnehmerleitung in Reaktion auf ein empfangenes Steuersignal zuzuleiten; und eine Erfassungseinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um eine Impedanz der Teilnehmerleitung bei Vorhandensein des sich zeitlich ändernden Klingelsignals zu erfassen und um eine Klingelauslöseindikation bereitzustellen, wenn die Impedanz unter einen vorbestimmten Impedanzschwellwert liegt.
11. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung nach Punkt 10, die ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die mit der Klingeleinrichtung und mit der Erfassungseinrichtung zum Bereitstellen des Steuersignals für die Klingeleinrichtung und zum Empfangen der Klingelauslöseindikation von der Erfassungseinrichtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung das Steuersignal in Reaktion auf das Empfangen der Klingelauslöseindikation unterbricht.
12. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung nach Punkt 11, wobei die Steuereinrichtung das Steuersignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach Empfang der Klingelauslöseindikation unterbricht.
13. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 12, wobei die Steuereinrichtung das Steuersignal innerhalb von 200 Millisekunden nach Empfang der Detektionsindikation unterbricht.
14. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 10, wobei die Teilnehmerleitung eine Gleichspannungsimpedanz und eine Wechselspannungsimpedanz aufweist und wobei die Erfassungseinrichtung die Wechselspannungsimpedanz erfasst.
15. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 10, wobei das sich zeitlich ändernde Klingelsignal eine Eigenschaft aufweist und wobei die Erfassungseinrichtung eine Komparatoreinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, umfasst, um das sich zeitlich ändernde Klingelsignal zu empfangen, die Eigenschaft zu erfassen und die Detektionindikation zu erzeugen, wenn die Eigenschaft einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
16. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 15, wobei das sich zeitlich ändernde Klingelsignal einen Wechselstrom enthält, der mit einer vorbestimmten Spannung bereitgestellt wird, und wobei die Eigenschaft eine erste Amplitude des Wechselstroms umfasst, und wobei die Komparatoreinrichtung die Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die erste Amplitude einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigt.
17. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 10, wobei das sich zeitlich ändernde Klingelsignal einen Wechselstrom, der bei einer vorbestimmten Spannung bereitgestellt wird, enthält, und wobei der Wechselstrom eine erste Amplitude aufweist, und wobei die Erfassungseinrichtung eine Stromdetektoreinrichtung aufweist, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um die erste Amplitude zu erfassen, und wobei eine Komparatoreinrichtung, die mit der Stromdetektoreinrichtung verbunden ist, vorgesehen ist, um die Klingelauslöseindikation bereitzustellen, wenn die erste Amplitude einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigt.
18. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 17, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter über die Teilnehmertelefoneinrichtung gekoppelt sind, wobei der erste Leiter den Wechselstrom von der Klingeleinrichtung empfängt, wobei der zweite Leiter einen Rückstrom mit einem Teil des Wechselstromes führt, wobei der Rückstrom eine zweite Amplitude aufweist, und wobei die Stromdetektoreinrichtung den Wechselstrom und den Rückstrom erfasst und ein Ausgangssignal erzeugt, wobei das Ausgangssignal eine vorbestimmte Beziehung zu der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude aufweist, wobei die Komparatoreinrichtung die Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn das Ausgangssignal einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigt.
19. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 10, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter durch die Teilnehmertelefoneinrichtung gekoppelt sind und wobei das sich zeitlich ändernde Klingelsignal eine erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente und eine zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente enthält, wobei die Klingeleinrichtung die erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente den ersten Leiter einprägt und die zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente den zweiten Leiter einprägt.
20. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung nach Punkt 19, wobei die erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente und die zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente symmetrisch sind.
21. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 20, wobei die erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente eine erste Amplitude aufweist und die zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente eine zweite Amplitude aufweist, und wobei sich die erste Amplitude und die zweite Amplitude über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg zu einem vorbestimmten konstanten Pegel aufsummieren.
22. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 21, wobei der vorbestimmte konstante Pegel im Wesentlichen Null ist.
23. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 20, wobei die erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente eine erste Amplitude aufweist und wobei die zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente eine zweite Amplitude aufweist, wobei die erste Amplitude im Wesentlichen gleich der zweiten Amplitude ist und wobei die erste sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente eine erste Frequenz aufweist und die zweite sich zeitlich ändernde Signalkomponente eine zweite Frequenz aufweist, wobei die erste Frequenz im Wesentlichen gleich der zweiten Frequenz ist und wobei die zweite sich zeitlich ändernde Klingelsignalkomponente der ersten sich zeitlich ändernden Klingelsignalkomponente mit einem Phasenwinkel nacheilt, der im Wesentlichen gleich 180 Grad beträgt.
24. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß dem Punkt 10, wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung einen Gabelschalter mit einer aufgelegten Position und einer abgenommenen Position umfasst, wobei die Impedanz einen ersten Wert aufweist, wenn der Gabelschalter sich in der aufgelegten Position befindet und einen zweiten Wert aufweist, wenn der Gabelschalter sich in der abgenommenen Position befindet.
25. Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung gemäß Punkt 10, wobei die Schnittstelleneinrichtung, die Klingeleinrichtung und die Erfassungseinrichtung in einer einzelnen integrierten Schaltung zusammengefasst sind.
26. Vorrichtung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einem digitalen Signalweg in einem Telefonsystem, wobei die Vorrichtung Informationen, die einen Klingel- bzw. Rufbefehl enthält, aus dem digitalen Signalweg empfängt, wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist, wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Signaleinrichtung und eine Gabelschaltereinrichtung aufweist, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, wobei die Gabelschaltereinrichtung einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand besitzt, wobei die Signaleinrichtung eine erste Klingelindikation in Reaktion auf ein Klingelsignal auf der Teilnehmerleitung erzeugt, wenn die Gabelschaltereinrichtung sich in dem zweiten Zustand befindet, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Schnittstelleneinrichtung zum Verbinden der Vorrichtung mit der Teilnehmerleitung; eine Klingeleinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um das Klingelsignal für die Teilnehmerleitung bereitzustellen, wobei das Klingelsignal nur ein erstes sich zeitlich änderndes Signal und ein zweites sich zeitlich änderndes Signal enthält, wobei die Klingeleinrichtung das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal in Reaktion auf den Klingelbefehl bereitstellt; und eine Erfassungseinrichtung, die mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist, um eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des Klingelsignals zu erfassen, wobei die Wechselspannungsimpedanz einen ersten Wert aufweist, wenn sich die Gabelschaltereinrichtung in dem ersten Zustand befindet, und einen zweiten Wert aufweist, wenn sich die Gabeleinrichtung in dem zweiten Zustand befindet, wobei die Erfassungseinrichtung eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Wechselspannungsimpedanz den ersten Wert oder den zweiten Wert aufweist; wobei die Schnittstelleneinrichtung, die Klingeleinrichtung und die Erfassungseinrichtung in einer gemeinsamen integrierten Schaltung zusammengefasst sind.
27. Eine Vorrichtung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einem digitalen Signalweg gemäß Punkt 26, wobei die Vorrichtung ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die mit der Klingeleinrichtung und der Erfassungseinrichtung verbunden ist, um die Klingelauslöseindikation zu empfangen und um das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal in Reaktion auf das Erfassen der Indikation zu unterbrechen.
28. Eine Vorrichtung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einem digitalen Signalweg gemäß Punkt 27, wobei die Schnittstelleneinrichtung, die Klingeleinrichtung und die Erfassungseinrichtung in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert sind.
29. Eine Vorrichtung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einem digitalen Signalweg in einem Telefonsystem gemäß Punkt 26, wobei die Klingeleinrichtung das erste sich zeitlich ändernde Signal dem ersten Leiter zuführt und das zweite sich zeitlich ändernde Signal dem zweiten Leiter zuführt, und wobei das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal symmetrisch sind.
30. Eine Vorrichtung zum Verbinden einer Teilnehmerleitung mit einem digitalen Signalweg in einem Telefonsystem gemäß Punkt 29, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Ankoppeln der Vorrichtung an eine Konstantsignalquelle aufweist, wobei die Konstantsignalquelle eine Gleichspannung liefert und wobei die Klingeleinrichtung eine Einrichtung zum Empfangen der Gleichspannung und zum selektiven Bereitstellen der Gleichspannung für den ersten Leiter und den zweiten Leiter aufweist, um das erste sich zeitlich ändernde Signal und das zweite sich zeitlich ändernde Signal zu erzeugen.
31. Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem, wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zwischen einer Telefonzentrale und einer Teilnehmerleitung angeordnet ist, wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist und wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Schnittstellenschaltung zur Ankopplung an die Teilnehmerleitung; eine zweite Schnittstellenleitung zur Ankopplung an die Telefonvermittlung und zum Empfangen eines Klingelbefehls von der Telefonvermittlung; einen Klingelgenerator, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Klingelgenerator ein erstes Klingelsignal für den ersten Leiter und ein zweites Klingelsignal für den zweiten Leiter in Reaktion auf den Klingelbefehl bereitstellt, wobei das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal symmetrische, sich zeitlich ändernde Signale sind, wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Klingelindikation in Reaktion auf das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal erzeugt; und einen Impedanzdetektor, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Impedanzdetektor eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten Klingelsignals und des zweiten Klingelsignals erfasst, wobei der Impedanzdetektor eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Impedanzschwellwerts liegt; wobei die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator und der Impedanzdetektor in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert sind.
32. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem gemäß Punkt 31, wobei die Vorrichtung ferner eine Steuerung umfasst, die mit dem Klingelgenerator, dem Impedanzdetektor und der zweiten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei die Steuerung den Klingelbefehl von der zweiten Schnittstellenschaltung zu der Klingeleinrichtung übermittelt und die Klingelauslöseindikation von dem Impedanzdetektor empfängt, und wobei die Steuerung den Klingelbefehl in Reaktion auf das Empfangen der Klingelauslöseindikation unterbricht.
33. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem gemäß Punkt 31, wobei die Vorrichtung ferner eine dritte Schnittstellenschaltung umfasst, die ausgebildet ist, um mit einer Konstantspannungsquelle und dem Klingelgenerator verbunden zu werden und um eine Gleichspannung von der Konstantspannungsquelle zu dem Klingelgenerator zu übertragen, und wobei der Klingelgenerator selektiv die Gleichspannung dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter zuführt, um das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal bereitzustellen.
34. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung in einem Telefonsystem gemäß Punkt 31, wobei das erste Klingelsignal einen ersten Wechselstrom mit einer ersten Amplitude und das zweite Klingelsignal einen zweiten Wechselstrom mit einer zweiten Amplitude enthält, wobei der erste Wechselstrom und der zweite Wechselstrom bei einer vorbestimmten Spannung bereitgestellt werden, und wobei der Impedanzdetektor einen Stromdetektor enthält, der die erste Amplitude und die zweite Amplitude erfasst, wobei der Impedanzdetektor die Detektionsindikation bereitstellt, wenn die erste Amplitude und die zweite Amplitude einen vorbestimmten Stromsollwert übersteigen.
35. Eine verbesserte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zum Ankoppeln an die Teilnehmerleitung, wobei die Teilnehmerleitung mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung verbunden ist, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, und wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung umfasst: eine erste Schnittstellenschaltung zur Ankopplung an die Teilnehmerleitung; eine zweite Schnittstellenschaltung zur Ankopplung an die Telefonvermittlung und zum Empfangen eines Klingelbefehls von der Telefonvermittlung; einen Klingelgenerator, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Klingelgenerator ein erstes Klingelsignal für den ersten Leiter und ein zweites Klingelsignal für den zweiten Leiter in Reaktion auf den Klingelbefehl bereitstellt, wobei das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal symmetrische, sich zeitlich ändernde Signale sind, wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung eine Klingelindikation in Reaktion auf das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal erzeugt; und einen Impedanzdetektor, der mit der ersten Schnittstellenschaltung verbunden ist, wobei der Impedanzdetektor eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten Klingelsignals und des zweiten Klingelsignals erfasst, wobei der Impedanzdetektor eine Klingelauslöseindikation bereitstellt, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Impedanzschwellwerts liegt; wobei die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator und der Impedanzdetektor in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert sind.
36. Eine verbesserte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zum Ankoppeln an eine Teilnehmerleitung gemäß Punkt 35, wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung ferner eine Steuerung, die mit dem Klingelgenerator, dem Impedanzdetektor und der zweiten Schnittstellenschaltung verbunden ist, aufweist, wobei die Steuerung den Klingelbefehl von der zweiten Schnittstellenschaltung zu dem Klingelgenerator übermittelt und die Klingelauslöseindikation von dem Impedanzdetektor empfängt, und wobei die Steuerung den Klingelbefehl in Reaktion auf das Empfangen der Klingelauslöseindikation unterbricht.
37. Eine verbesserte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zur Ankopplung an eine Teilnehmerleitung gemäß Punkt 36, wobei die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator, der Impedanzdetektor und die Steuerung in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert sind.
38. Eine verbesserte Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung zur Ankopplung an eine Teilnehmerleitung gemäß Punkt 36, wobei die erste Schnittstellenschaltung, die zweite Schnittstellenschaltung, der Klingelgenerator, der Impedanzdetektor in einer gemeinsamen integrierten Schaltung integriert sind.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) mit einem relativ kleinem Schleifenwiderstand verbunden ist, wobei die Teilnehmerleitung (72, 74) einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Zuführen eines sich zeitlich ändernden Klingelsignals zu der Teilnehmerleitung (72, 74); Erfassen einer Impedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des sich zeitlich ändernden Klingelsignals; und Bereitstellen einer Klingelauslöseindikation, wenn die Impedanz unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt, dadurch gekennzeichnet, dass: das sich zeitlich ändernde Klingelsignal ein erstes sich zeitlich änderndes Klingelsignal, das dem ersten Leiter zugeleitet wird, und ein zweites sich zeitlich änderndes Klingelsignal, das dem zweiten Leiter zugeleitet wird, aufweist; und die Impedanz eine Wechselspannungs-Impedanz ist.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen zu einer Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Unterbrechen des ersten sich zeitlich ändernden Klingelsignals und des zweiten sich zeitlich ändernden Klingelsignals in Reaktion auf die Klingelauslöseindikation.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: selektives Zuführen einer Gleichspannung zu dem ersten Leiter und zu dem zweiten Leiter, um das erste sich zeitlich ändernde Klingelsignal und das zweite sich ändernde Klingelsignal zu erzeugen.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Zuführen der Gleichspannung zu dem ersten Leiter mit einer ersten Polarität und Zuführen der Gleichspannung zu dem zweiten Leiter mit einer zweiten Polarität während einer ersten Phase, und Zuführen der Gleichspannung zu dem ersten Leiter mit der zweiten Polarität und Zuführen der Gleichspannung zu dem zweiten Leiter mit der ersten Polarität während einer zweiten Phase, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 4, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: Vorsehen eines Zeitintervalls, das nicht Null ist, zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase und Umschalten zwischen der ersten Polarität und der zweiten Polarität während des Zeitintervalls, das nicht Null ist.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen eines ersten sich zeitlich ändernden Stromes in dem ersten Leiter und eines zweiten sich zeitlich ändernden Stromes in dem zweiten Leiter, Gleichrichten des ersten sich zeitlich ändernden Stromes und des zweiten sich zeitlich ändernden Stromes, Kombinieren des gleichgerichteten ersten sich zeitlich ändernden Stromes und des gleichgerichteten zweiten sich zeitlich ändernden Stromes, um einen gleichgerichteten Summenstrom zu erzeugen, und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn der gleichgerichtete Summenstrom einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigt.
Verfahren zum Bereitstellen von Klingelsignalen für eine Teilnehmertelefoneinrichtung (14), die mit einer Teilnehmerleitung (72, 74) verbunden ist, gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen einer ersten Stromamplitude in dem ersten Leiter und einer zweiten Stromamplitude in dem zweiten Leiter und Bereitstellen der Klingelauslöseindikation, wenn die erste Stromamplitude und die zweite Stromamplitude einen vorbestimmten Stromschwellwert übersteigen.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) in einem Telefonsystem, wobei die Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) zwischen einer Telefonzentrale (12) und einer Teilnehmerleitung (72, 74) mit einem relativ geringen Schleifenwiderstand angeordnet ist, wobei die Teilnehmerleitung (72, 74) mit einer Teilnehmertelefoneinrichtung (14) verbunden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Schnittstelleneinrichtung (92), die ausgebildet ist, die Vorrichtung mit der Teilnehmerleitung (72, 74) zu verbinden; einer Klingeleinrichtung (88), die mit der Schnittstelleneinrichtung (92) verbunden und so ausgebildet ist, um ein sich zeitlich änderndes Klingelsignal zu der Teilnehmerleitung (72, 74) in Reaktion auf ein empfangenes Steuersignal zuzuführen; und eine Detektoreinrichtung (90), die mit der Schnittstelleneinrichtung (92) verbunden und so ausgebildet ist, um eine Impedanz der Teilnehmerleitung (72, 74) bei Vorhandensein des sich zeitlich ändernden Klingelsignals zu erfassen, wobei die Detektoreinrichtung (90) ferner ausgebildet ist, eine Klingelauslöseindikation bereitzustellen, wenn die Impedanz unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerleitung (72, 74) eine Gleichspannungsimpedanz und eine Wechselspannungsimpedanz aufweist, und die Detektoreinrichtung (90) ausgebildet ist, die Wechselspannungsimpedanz zu erfassen.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) nach Anspruch 8, die ferner eine Steuereinrichtung (86) aufweist, die mit der Klingeleinrichtung (88) und mit der Detektoreinrichtung (90) verbunden ist und ausgebildet ist, das Steuersignal zu der Klingeleinrichtung (88) zuzuführen und so ausgebildet ist, um die Klingelauslöseindikation von der Detektoreinrichtung (90) zu empfangen, wobei die Steuereinrichtung (86) ausgebildet, das Steuersignal in Reaktion auf den Empfang der Klingelauslöseindikation zu unterbrechen.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (86) ausgebildet ist, das Steuersignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach Empfang der Klingelauslöseindikation zu unterbrechen.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung (86) ausgebildet ist, das Steuersignal innerhalb von 200 Millisekunden nach Empfang der Klingelauslöseindikation zu unterbrechen.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das sich zeitlich ändernde Klingelsignal eine Charakteristik aufweist, und wobei die Detektoreinrichtung (90) eine Komparatoreinrichtung umfasst, die mit der Schnittstelleneinrichtung (92) verbunden und so ausgebildet ist, um das sich zeitlich ändernde Klingelsignal zu empfangen, und ferner so ausgebildet ist, um die Charakteristik zu erfassen und ausgebildet ist, die Klingelauslöseindikation zu erzeugen, wenn die Charakteristik einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 zum Verbinden einer Teilnehmerleitung (72, 74) mit einem digitalen Signalweg in einem Telefonsystem, wobei die Teilnehmerleitung (72, 74) einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist; und wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung (14) eine Signaleinrichtung (42) und eine Schaltereinrichtung mit Abhebefunktion (36) aufweist, wobei die Schaltereinrichtung mit Abhebefunktion (66) einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand aufweist und wobei die Signaleinrichtung (42) ausgebildet ist, eine Klingelauslöseindikation in Reaktion auf ein Klingelsignal auf der Teilnehmerleitung (72, 74) zu erzeugen, wenn die Schaltereinrichtung mit Abhebefunktion (36) sich in dem zweiten Zustand befindet, wobei: das sich zeitlich ändernde Klingelsignal nur ein erstes sich zeitlich änderndes Signal und ein zweites sich zeitlich änderndes Signal aufweist; das Steuersignal einen Klingelbefehl von dem digitalen Signalweg aufweist; die Detektoreinrichtung (90) ausgebildet ist, eine Wechselspannungsimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter zu erkennen, wobei die Wechselspannungsimpedanz einen ersten Wert aufweist, wenn die Schaltereinrichtung mit Abhebefunktion (36) sich in dem ersten Zustand befindet, und wobei die Wechselspannungsimpedanz einen zweiten Wert aufweist, wenn sich die Schaltereinrichtung mit Abhebefunktion (36) in dem zweiten Zustand befindet, und wobei die Detektoreinrichtung (90) ferner ausgebildet ist, die Klingelauslöseindikation bereitzustellen, wenn die Wechselspannungsimpedanz den ersten Wert oder den zweiten Wert aufweist; und wobei die Schnittstelleneinrichtung (92), die Klingeleinrichtung (88) und die Detektoreinrichtung (90) zu einer gemeinsamen integrierten Schaltung zusammengefasst sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Teilnehmerleitung einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, und wobei die Teilnehmertelefoneinrichtung (14) ausgebildet ist, eine Klingelauslöseindikation in Reaktion auf ein erstes Klingelsignal und ein zweites Klingelsignal zu erzeugen, wobei die Vorrichtung ferner eine zweite Schnittstellenschaltung zum Verbinden mit der Telefonzentrale (12) aufweist und ausgebildet ist, ein Steuersignal von der Telefonzentrale (12) zu empfangen, wobei: die Klingeleinrichtung (88) ausgebildet ist, das erste Klingelsignal dem ersten Leiter und das zweite Klingelsignal dem zweiten Leiter in Reaktion auf das Steuersignal zuzuleiten, wobei das erste Klingelsignal und das zweite Klingelsignal symmetrische sich zeitlich ändernde Signale sind; die Detektoreinrichtung (90) ausgebildet ist, eine Wechselstromimpedanz zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter bei Vorhandensein des ersten Klingelsignals und des zweiten Klingelsignals zu erfassen; und die Schnittstelleneinrichtung (92), die zweite Schnittstelleneinrichtung, die Klingeleinrichtung (88) und die Detektoreinrichtung (90) in einer gemeinsamen integrierten Schaltung zusammengefasst sind.
Teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung (23), die die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 aufweist.