EP1470701A1 - Vorrichtung und verfahren zur vermeidung von retrainingsvorgängen bei integrierter voice- und xdsl-datenübertragung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur vermeidung von retrainingsvorgängen bei integrierter voice- und xdsl-datenübertragung

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Publication number
EP1470701A1
EP1470701A1 EP03734704A EP03734704A EP1470701A1 EP 1470701 A1 EP1470701 A1 EP 1470701A1 EP 03734704 A EP03734704 A EP 03734704A EP 03734704 A EP03734704 A EP 03734704A EP 1470701 A1 EP1470701 A1 EP 1470701A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data communication
signal exchange
communication device
frequency range
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03734704A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Kunisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1470701A1 publication Critical patent/EP1470701A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
    • H04J1/02—Details
    • H04J1/12—Arrangements for reducing cross-talk between channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/06—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors
    • H04M11/062—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors using different frequency bands for speech and other data

Definitions

  • the invention relates to a data communication device according to the preamble of claim 1 and data communication method according to the preambles of claims 9 and 10.
  • transmission signals e.g. over twisted pair lines from a (first) data communication device, e.g. a transceiver to one or more other data communication devices, e.g. transmit and receive further transmitters and vice versa.
  • a subscriber line e.g. One or more twisted-pair lines are connected, via which the corresponding transmission signals, e.g. are transmitted to an electronic module provided on a subscriber end connection (and via which corresponding transmission signals are transmitted from the subscriber end connection assembly to the end switching modem).
  • the data communication between the EWSD end exchange and the subscriber end connection can e.g. based on POTS (Piain Old Telephone Service), ISDN (Integrated Services Digital Network), or xDSL (x Digital Subscriber Line) data transmission protocols, e.g. by means of ADSL data transmission or according to the standards ITU G.992.1 (G.dmt) or ITU G.992.2 (G.Lite).
  • POTS Peain Old Telephone Service
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • xDSL x Digital Subscriber Line
  • a cosine oscillation the frequency of which is arranged, for example, in the middle of the corresponding frequency band, can be used to transmit data in a specific frequency band.
  • each bit to be transmitted or each bit sequence to be transmitted can be assigned a cosine oscillation of a certain amplitude and phase.
  • the respectively transmitted bit or the respectively transmitted bit sequence can be determined in the receiving device from the amplitude and phase of the respectively received cosine oscillation.
  • the POTS or ISDN (voice) data path, and the DSL data path parallel to each other.
  • the DSL data path is via a high pass, e.g. a capacitively coupled transmitter is connected, and the POTS or ISDN (voice) data path via a low pass, e.g. a coil.
  • the input impedance of the EWSD-end switching center or of the subscriber end connection remains constant, so that a DSL data connection can be established without problems and can be maintained without retraining processes.
  • a change in the operating mode of the POTS or ISDN (voice) data path at the respective EWSD end exchange or at the respective subscriber end connection leads to a change in its or its input impedance, and thus to changes in amplitude and phase in the cosine vibrations used for DSL transmission and received by the respective central office or the respective subscriber terminal.
  • this can lead to bit errors or make it necessary to terminate and re-establish the DSL data connection (so-called retraining).
  • the object of the invention is to provide a new type of data communication device and new type of data communication method.
  • a data communication device with which different signals can be exchanged with a further data communication device using one and the same line using different frequency ranges, the data communication device having a first signal exchange device, in particular a first interface device, which is activated when signals are to be exchanged with the further data communication device using a first frequency range, and a second signal exchange device, in particular a second interface device which is used to exchange signals with the further data communication device using a second frequency range that the first signal exchange device is also activated when using the second signal exchange device under groove tion of the second frequency range, signals are to be exchanged with the further data communication device, in order otherwise to activate or deactivate the first signal exchange device. to avoid directional line impedance changes that disturb the signal exchange over the second frequency range (claim 1).
  • a data communication device with which different signals can be exchanged with a further data communication device using one and the same line using different frequency ranges, the data communication device having a first signal exchange device which is activated when under Use of a first frequency range signals are to be exchanged with the further data communication device, and a second signal exchange device which is used to exchange signals with the further data communication device using a second frequency range, characterized in that the data communication device has a determining device with which it determines is whether line impedance changes to bit errors or occurring when the first signal exchange device is activated or deactivated lead to an excessively high bit error rate when the signal exchange is carried out using the second signal exchange device using the second frequency range (claim 2).
  • a particularly preferred embodiment is one in which if it is determined that line impedance changes occurring when activating or deactivating the first signal exchange device lead to bit errors or to an excessively high bit error rate, the first signal exchange device is also activated when using the second signal exchange device using the second frequency range, signals are to be exchanged with the further data communication device, and otherwise the first signal exchange device is only activated when using the first signal exchange device using signals of the first frequency range are to be exchanged with the further data communication device.
  • first frequency range e.g. POTS speech signals
  • second frequency range e.g. a third, fourth and fifth frequency range e.g. DSL signals
  • third, fourth and fifth frequency range e.g. DSL signals
  • DSL signals are transmitted. These are e.g. encoded using a QAM method.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is one in which, if it is determined that line impedance changes occurring when the first signal exchange device is activated or deactivated leads to bit errors or to an excessively high bit error rate, the assignment of bits or bit sequences to the second or third (DSL) frequency range
  • Figure 1 is a schematic representation of a data communication system with transceivers according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the frequency bands used by a transceiver according to the invention for POTS or ISDN and for DSL data transmission;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a phase star used for DSL data transmission; and FIG. 4 shows a schematic detailed illustration of a transmitting / receiving device used in the data communication system according to FIG. 1.
  • FIG. 1 An example of a data communication system 1 according to the present invention is shown in FIG.
  • the data communication system 1 has a terminal exchange 11 (here: an electronic digital dialing system or EWSD) connected to a telephone network (here: the public telephone network 10).
  • a number of transmitting / receiving devices 15 are provided in the terminal exchange 11 and are connected via subscriber lines 12, e.g. twisted-pair lines are each connected to transceivers 14, which are arranged in subscriber end connection devices 13.
  • the twisted pair lines each consist of two wires 12a, 12b. Differential or symmetrical signals are used for data transmission via the respective wire pairs.
  • the data communication between the transmitting / receiving devices 15 provided in the terminal exchange 11 and the transmitting / receiving devices 14 of the subscriber end connection devices 13 takes place by means of POTS (Piain Old Telephone Service) or ISDN (Integrated Services Digital Network) (voice) data transmission, and by means of xDSL (x Digital Subscriber Line) data transmission.
  • POTS Peain Old Telephone Service
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • xDSL x Digital Subscriber Line
  • a plurality of frequency bands (bins) 6a, ⁇ b, 6c, 6d which lie above a frequency fl are used in the xDSL data transmission.
  • the frequency range 5 below the frequency fl is used for conventional POTS or ISDN (voice) data transmission.
  • fl is approximately 25-35 kHz, in particular 30 kHz, and in the case of ISDN data transmission approximately 130 kHz.
  • a QAM method for example, can be used for DSL data transmission between corresponding end-of-office transmitter / receiver devices 15 and subscriber transmitter / receiver devices 14 (and vice versa).
  • cosine oscillations are used for each frequency band 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, the frequencies of which can be in the middle of the corresponding frequency band 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, for example.
  • 16 can be used. This has several concentric circles, each of which is assigned a cosine vibration amplitude of a certain height AI, A2, A3. On each circle - at different angles ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3 and ⁇ 4 - there are several (here: 16) points a, b, c, d, e, f, each of which is assigned one of several different bits or bit sequences (here : 16 different 4-bit sequences, for example the bit sequence "1010" is assigned to point a, the bit sequence "1010” is assigned to point b, etc.).
  • Each of the above Angle ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3 or ⁇ 4 is assigned a corresponding phase shift of a cosine oscillation with respect to a clock running synchronously in the terminal exchange transceiver 15 and the subscriber transceiver 14 (or with respect to one of the respective transceiver) 14, 15 transmitted pilot tone).
  • FIG. 4 shows a schematic detailed illustration of the transmitting / receiving device 14 provided in the subscriber end connection device 13.
  • the end switching center transmitting / receiving device 15 provided in the end exchange 11 and connected to the subscriber transceiver 14 is correspondingly constructed similarly to that in FIG 4 shown subscriber transceiver 14.
  • the subscriber transceiver 14 has a TIP connection and a RING connection, on each of which one of the two wires 12a and 12b of the above. Subscriber line 12 is connected.
  • the TIP and the RING connection are each connected to a coil 62, 63 via two lines 60, 61.
  • the coils 62, 63 are connected via two lines 33, 35 to a voice data interface circuit 2a (here: SLIC or Subscriber Line Interface Circuit) or a voice line driver circuit 2a.
  • a voice data interface circuit 2a here: SLIC or Subscriber Line Interface Circuit
  • the low pass formed by the coils 62, 63 ensures that, in the active operating mode of the voice data interface circuit 2a (see below), preferably, i.e. According to the frequency-dependent attenuation, only those signals are forwarded to the voice data interface circuit 2a whose frequency is below the above-mentioned.
  • Frequency fl approximately 30 kHz
  • i.e. with which conventional POTS or ISDN data are transmitted see FIG. 2.
  • the TIP and RING connections are each connected to a capacitor 66, 67 via two further lines 64, 65.
  • the first capacitor 66 is connected to a first connection of a transmitter 68 and the second capacitor 67 to a second connection of the transmitter 68.
  • the transmitter 68 is connected to a DSL data interface circuit 2b or one via two lines 69, 70 Data line driver circuit 2b connected.
  • the high-pass filter formed by the capacitors 66, 67 and the transformer 68 ensures that, preferably, that is, according to the frequency-dependent attenuation, only those signals are passed on to the DSL data interface circuit 2b whose frequency is above the above-mentioned frequency fl ( approx. 30 kHz), ie signals with which DSL data are transmitted (see FIG. 2).
  • the transmitter 68 must be free of direct current since it must not short-circuit the supply direct current and call current in the voice data interface circuit 2a.
  • DSP digital signal processor
  • the DSL data interface circuit 2b is also connected to an analog / digital conversion device 3b, which is connected to a digital signal processor 72 (“data path”).
  • the digital signal processor 72 transmits the data to be transmitted, e.g. Correspondingly converted digital data signal output by a corresponding computer is fed via a line 84 to the analog / digital conversion device 3b, where it is converted into an analog data signal which is forwarded to the interface circuit 2b via corresponding lines 78, 79.
  • the signal provided via line 78 is amplified in a first signal amplification device 4c, and the signal provided via line 79 in a second signal amplification device 4d, so that the signal amplification devices 4c, 4d then - with the interposition of the above-mentioned lines 69, 70 connected resistors 80, 81 - the corresponding differential or symmetrical data signals are output at the outputs of the interface circuit 2b (and thus finally at the TIP / RING connection pair).
  • the interface circuit 2b To receive DSL data, the interface circuit 2b measures the level of the currents flowing on the lines 64, 65 connected to the TIP or the RING connection (or quantities representing these currents).
  • the current flowing through the resistor 80 is tapped in the interface circuit 2b by means of two lines 82a, 82b (or with the aid of two lines 83a, 83b), and the corresponding signals via the lines 82a, 82b ( or 83a, 83b) of the analog / digital
  • Conversion device 3b supplied. There, the analog data signals are converted accordingly, and a digital signal corresponding to the received DSL signal is fed to the digital signal processor 72 via a line 77.
  • the digital signal processor 71 transmits the data to be transmitted, e.g. Correspondingly converted digital (voice) data signal output by the microphone of a telephone is fed via a line 17 to the analog / digital conversion device 3a, converted there into an analog (voice) data signal, and forwarded via a line 18 to the interface circuit 2a.
  • the (voice) data signal is fed via a line 19 to a first signal amplification device 4a (for example an operational amplifier), and via a line 20 to a second signal amplification device 4b (for example an operational amplifier).
  • a first signal amplification device 4a for example an operational amplifier
  • a second signal amplification device 4b for example an operational amplifier
  • the first signal amplification device 4a is connected via a switch 73 to the line 33, and thus via the coil 62 to the TIP connection, and the second signal amplification device 4b via a switch 74 to the line 35, and thus connected to the RING connection via the coil 63, so that when the connection is closed, ie conductive state of the switches 73, 74 ("active operating mode") from the signal amplification devices 4a, 4b then the corresponding differential or symmetrical (voice) data signals can be applied to the pair of TIP / RING connectors.
  • the height of the currents of current sensor devices 36, 37 flowing on the lines 33, 35 connected to the TIP or the RING connection is measured.
  • the first current sensor device 36 is connected between the first signal amplification device 4a and the switch 73, and the second current sensor device 37 is connected between the second signal amplification device 4b and the switch 74.
  • the current sensor devices 36, 37 deliver a signal representing the level of the current flowing in each case to a control unit 40a via corresponding lines 38, 39.
  • a digital (voice) signal (“voice”)
  • the switches 73, 74 are brought into a blocked state, and a further switch 41a connected to the line 33 and two further ones connected to the line 35 Switches 40, 41b in a closed, ie conductive state.
  • the first switch 41a is connected to a first high-resistance resistor 42 (here: a resistor with a resistance R1 of lk ⁇ to lOk ⁇ ).
  • the second switch 41b is connected to a second high-resistance resistor 43 (here: a resistor with a resistance R2 of lk ⁇ to lOk ⁇ ), in addition to the line 35 connected to the RING connection.
  • the first resistor 42 is connected to a current sensor device 44 which is connected to a positive supply voltage U +
  • the second resistor 43 is connected to a current sensor device 45 connected to a negative supply voltage U_.
  • the level of the currents flowing through the first and second resistors 42, 43 is measured by the current sensor devices 44, 45. These provide the height of the flow the signal representing the current via corresponding lines 46, 47 to the control unit 40a (scanning the wires 12a, 12b in the passive operating mode).
  • Switch 40 - in addition to the line 35 connected to the RING connection - is connected to a resistor 75 which is connected via a capacitor 76 to the line 33 connected to the TIP connection.
  • the RC combination of the resistor 75 and the capacitor 76 is dimensioned such that the input impedance of the voice data interface circuit 2a in the passive operating mode is identical (if possible) or essentially identical to its input impedance in the active operating mode (there is in the line drivers 4a and 4b synthesizes an input impedance which has a cut-off frequency fl of approximately 30 kHz and assumes the value of R75 at higher frequencies).
  • the remaining, small change in impedance that occurs when switching between the operating modes includes attributable to component tolerances.
  • This change in impedance particularly affects those frequency bands or bins 6a, 6b used for DSL data transmission, in which the cosine vibrations transmitted in each case have a relatively low frequency (since the impedance of the coils 62, 63 is relatively low at these frequencies).
  • the remaining change in impedance is so small that the resulting changes in amplitude of the transmitted cosine vibrations are ⁇ 0.1 dB, and the resulting changes in phase ⁇ 1 °.
  • reference data can also be transmitted to the transmitting / receiving device 15 from the transmitting / receiving device 14 via the pair of wires 12a, 12b (also under control of the digital signal processor 72) , and there are compared with comparison data stored beforehand in the transmitting / receiving device 15.)
  • the transceiver 14 shown here for example by carrying out a corresponding simulation in the digital signal processor 72, it is determined in advance for each frequency band 6a, 6b, 6c, 6d (bin) used how large the above-mentioned cosi occurring when switching between the operating modes nut vibration amplitude and phase changes. This is done taking into account the transmission properties of the voice path, the data path and the respective transmission channel.
  • the transmission properties of the transmission channel can be determined, for example, by the fact that, under the control of the digital signal processor 72, test signals are output from the transceiver 14 at the wires 12a, 12b, and the corresponding echo signals are measured and / or the transmitted test signals can be evaluated in the transmitting / receiving device 15.
  • the first DSL meta frame is sent.
  • DSL data transmission takes place at predetermined time intervals, ie within certain frames or frames.
  • Several (for example 69) different frames, each lasting a predetermined period of time, are combined to form a meta frame (on the one further, speaking of how the first meta frame is followed by a built meta frame, etc.).
  • the meta frames can each have a duration of 10-25 ms, in particular approximately 17 ms.
  • the first frame of the respective meta frame represents a so-called synchronization frame, followed by several (eg 68) (user) data frames.)
  • the entire voice path i.e. the voice data interface circuit 2a, the analog / digital converter 3a, and the signal processor 71
  • the entire voice path i.e. the voice data interface circuit 2a, the analog / digital converter 3a, and the signal processor 71
  • the parts required for impedance synthesis in the high-voltage SLIC or in the interface circuit 2a - for example by having these parts closed after the Switches 73, 74 are galvanically separated from the other parts by flipping corresponding, further switches.
  • the speech path (or parts of the above-mentioned speech path) is again in the above-mentioned.
  • passive operating mode ie the switches 73, 74 are brought back into a blocking, ie non-conductive state, and the switch 41a and the switches 40, 41b into a conductive state) - unless a POTS or ISDN (voice) data transmission is to be carried out.
  • the digital signal processor 72 sends corresponding control signals to one via a line pair 85 Controller 86 is supplied, which then activates or deactivates the voice path or the voice data interface circuit 2a, the analog / digital converter 3a, and the signal processor 71 accordingly by transmitting corresponding activation or deactivation control signals via lines 87.
  • the digital signal processor 72 determines that the change in impedance when switching the voice path operating modes leads to bit errors and / or would require the DSL data connection to be terminated and re-established, the digital signal processor 72 changes the bit allocation.
  • wires 12a, 12b can generally transmit DSL data at a much higher data rate than the respective network provider allows.
  • the digital signal processor 72 can remove (again) bits originally associated with such frequency bands 6a, 6b, 6c, 6d (bins), in which the change in impedance when switching the operating modes would lead to bit errors (preferably from frequency bands 6a in the lower frequency range) , These bits can then be assigned to those frequency bands 6a, 6b, 6c, 6d (bins) to which more bits can (actually) be assigned according to the above-mentioned signal-to-noise ratio than originally happened (preferably to frequency bands 6d in the upper frequency range) ,
  • the digital signal processor 72 then performs a simulation again and determines the size of the above-mentioned after changing the bit allocation for each frequency band 6a, 6b, 6c, 6d (bin) used. when switching between the

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenkommunikationsverfahren sowie eine Datenkommunikationseinrichtung (14), mit welcher unter Verwendung ein- und derselben Leitung (12) unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6) verschiedene Signale mit einer weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden können, wobei die Datenkommunikationseinrichtung (14) eine erste Signalaustauscheinrichtung (2a) aufweist, die aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (5) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, und eine zweite Signalaustauscheinrichtung (2b), die verwendet wird, um unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) auszutauschen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalaustauscheinrichtung (2a) auch dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung (2b) unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, um ansonsten beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende, den Signalaustausch über den zweiten Frequenzbereich (6) störende Leitungs-Impedanzänderungen zu vermeiden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Retrainingsvor- gängen bei integrierter Voice- und xDSL-Datenübertragung
Die Erfindung betrifft eine Datenkommunikationseinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie Datenkommunikationsverfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 9 und 10.
Zur Übertragung von Daten werden Übertragungssignale z.B. ü- ber twisted-pair-Leitungen von einer (ersten) Datenkommunikationseinrichtung, z.B. einer Sende/Empfangseinrichtung aus an eine oder mehrere weitere Datenkommunikationseinrichtungen, z.B. weitere Sende/Empfangseinrichtungen übertragen, und um- gekehrt. Die (erste) Sende/Empfangseinrichtung kann z.B. eine in einer EWSD-Endvermittlungsstelle (EWSD = Elektronisches Wählsystem Digital) vorgesehene elektronische Baugruppe sein, die mehrere Modems aufweist (Modem = Modulator/Demodulator) .
An jedem Modem ist eine Teilnehmer-Anschlußleitung, z.B. eine oder mehrere twisted-pair-Leitungen angeschlossen, über die jeweils entsprechende Übertragungssignale z.B. an eine an einem Teilnehmer-Endanschluß vorgesehene elektronische Baugruppe übertragen werden (und über die entsprechende Übertra- gungssignale von der Teilnehmer-Endanschluß-Baugruppe an das Endvermittlungsstellen-Modem übertragen werden) .
Die Datenkommunikation zwischen der EWSD-Endvermittlungsstelle und dem Teilnehmer-Endanschluß kann z.B. auf Basis von POTS- (Piain Old Telephone Service), ISDN- (Integrated Services Digital Network) , oder xDSL- (x Digital Subscriber Line) Datenübertragungsprotokollen erfolgen, z.B. mittels ADSL- Datenübertragung bzw. gemäß den Standards ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite).
Bei der Datenkommunikation gemäß einem xDSL-Protokoll werden mehrere Frequenzbänder (bins) verwendet, die oberhalb der zur POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung genutzten Frequenzbänder liegen. Zur Übertragung von Daten in einem bestimmten Frequenzband kann z.B. eine Cosinus-Schwingung verwendet werden, deren Frequenz z.B. in der Mitte des entsprechenden Fre- quenzbands angeordnet ist.
Beispielsweise kann jedem zu übertragenden Bit oder jeder zu übertragenden Bitfolge (z.B. unter Verwendung eines Phasensterns) eine Cosinus-Schwingung bestimmter Amplitude und Pha- se zugeordnet sein. Aus der Amplitude und Phase der jeweils empfangenen Cosinus-Schwingung kann in der Empfangseinrichtung das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.
Bei integrierten Lösungen für POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Daten- und DSL-Datenübertragung (sog. integrierte Sprach/Daten- Übertragung) liegen in der jeweiligen EWSD-Endvermittlungs- stelle bzw. dem jeweiligen Teilnehmer-Endanschluß der POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenpfad, und der DSL-Datenpfad parallel zueinander. Zur Unterdrückung der gegenseitigen Störbeeinflussung zwischen den Pfaden ist der DSL-Datenpfad über einen Hochpaß, z.B. einen kapazitiv gekoppelten Übertrager angeschlossen, und der POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenpfad über einen Tiefpaß, z.B. eine Spule.
Solange der POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenpfad seinen Betriebszustand nicht ändert, d.h. in einem aktivierten bzw. deaktivierten Modus bleibt, bleibt die Eingangsimpedanz der EWSD-Endvermittlungsstelle bzw. des Teilnehmer-Endanschlusses konstant, so dass eine DSL-Datenverbindung störungsfrei aufgebaut, und ohne Retrainingsvorgänge aufrechterhalten werden kann.
Demgegenüber führt eine Änderung des Betriebsmodus des POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenpfads bei der jeweiligen EWSD- Endvermittlungsstelle bzw. beim jeweiligen Teilnehmer- Endanschluß zu einer Änderung von deren bzw. dessen Eingangs- impedanz, und somit zu Amplituden- und Phasenänderungen bei den zur DSL-Übertragung verwendeten, von der jeweiligen Endvermittlungsstelle bzw. vom jeweiligen Teilnehmer- Endanschluss empfangenen Cosinus-Schwingungen. Dies kann je nach Größe der Änderungen zu Bitfehlern führen, oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL-Datenverbindung (sog. Retraining) erforderlich machen.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine neuartige Datenkommunikationseinrichtung, sowie neuartige Datenkommunikationsverfahren zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung erreicht diese und weitere Ziele durch die Ge- genstände der Ansprüche 1, 9 und 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Datenkommunikationseinrichtung bereitgestellt, mit welcher unter Ver- wendung ein- und derselben Leitung unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche verschiedene Signale mit einer weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden können, wobei die Datenkommunikationseinrichtung eine erste Signalaustauscheinrichtung, insbesondere eine erste Schnittstel- leneinrichtung aufweist, die aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden sollen, und eine zweite Signalaustauscheinrichtung, insbesondere eine zweite Schnittstelleneinrichtung, die verwendet wird, um un- ter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung auszutauschen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalaustauscheinrichtung auch dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden sollen, um ansonsten beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauschein- richtung auftretende, den Signalaustausch über den zweiten Frequenzbereich störende Leitungs-Impedanzänderungen zu vermeiden (Anspruch 1) .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Datenkommunikationseinrichtung bereitgestellt, mit welcher unter Verwendung ein- und derselben Leitung unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche verschiedene Signale mit einer weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden kön- nen, wobei die Datenkommunikationseinrichtung eine erste Signalaustauscheinrichtung aufweist, die aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden sollen, und eine zweite Signalaustauscheinrichtung, die ver- wendet wird, um unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung auszutauschen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkommunikationseinrichtung eine Ermittlungseinrichtung aufweist, mit welcher ermittelt wird, ob beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung auftretende Leitungs- Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate beim unter Verwendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs durchgeführten Signalaustausch führen (Anspruch 2) .
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei welcher dann, wenn ermittelt wird, dass beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung auftretende Leitungs- Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bit- fehlerrate führen, die erste Signalaustauscheinrichtung auch dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden sollen, und sonst die erste Signal- austauscheinrichtung nur dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der ersten Signalaustauscheinrichtung unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung ausgetauscht werden sollen.
Über den ersten Frequenzbereich können z.B. POTS- Sprachsignale, und über den zweiten Frequenzbereich, sowie weitere Frequenzbereiche, z.B. einen dritten, vierten und fünften Frequenzbereich z.B. DSL-Signale übertragen werden. Diese werden z.B. mittels eines QAM-Verfahrens kodiert.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher dann, wenn ermittelt wird, dass beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung auftretende Leitungs-Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate führen, die Zuordnung von Bits oder Bit- folgen zum zweiten oder dritten (DSL-) Frequenzbereich
(und/oder die Bitzuordnung zu den übrigen (DSL-) Frequenzbereichen) geändert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Datenkommunika- tionssystems mit Sende/Empfangseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische Darstellung der von einer erfindungsgemäßen Sende/Empfangseinrichtung zur POTS- bzw. ISDN-, und zur DSL-Datenübertragung verwendeten Frequenzbänder;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines zur DSL- Datenübertragung verwendeten Phasensterns; und β Figur 4 eine schematische Detaildarstellung einer beim Datenkommunikationssystem gemäß Figur 1 verwendeten Sende/Empfangseinrichtung .
In Figur 1 ist ein Beispiel für ein Datenkommunikationssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das Datenkommunikationssystem 1 weist eine an ein Telefonnetz (hier: das öffentliche Telefonnetz 10) angeschlossene Endvermittlungsstelle 11 (hier: ein elektronisches Wählsystem digital bzw. EWSD) auf. In der Endvermittlungsstelle 11 sind mehrere Sende/Empfangseinrichtungen 15 vorgesehen, die über Teilnehmeranschlußleitungen 12, z.B. twisted-pair-Leitungen jeweils mit Sende/Empfangseinrichtungen 14 verbunden sind, die in Teilnehmer-Endanschlußeinrichtungen 13 angeordnet sind. Die twisted-pair-Leitungen bestehen jeweils aus zwei Adern 12a, 12b. Zur Datenübertragung über die jeweiligen A- dernpaare werden differentielle bzw. symmetrische Signale verwendet.
Die Datenkommunikation zwischen den in der Endvermittlungsstelle 11 vorgesehenen Sende/Empfangseinrichtungen 15 und den Sende/Empfangseinrichtungen 14 der Teilnehmer- Endanschlußeinrichtungen 13 erfolgt mittels POTS- (Piain Old Telephone Service) bzw. ISDN- (Integrated Services Digital Network) (Sprach-) Datenübertragung, sowie mittels xDSL- (x Digital Subscriber Line) Datenübertragung.
Gemäß Figur 2 werden bei der xDSL-Datenübertragung mehrere in einem Frequenzbereich 6 liegende Frequenzbänder (bins) 6a, βb, 6c, 6d verwendet, die oberhalb einer Frequenz fl liegen. Der Frequenzbereich 5 unterhalb der Frequenz fl wird für herkömmliche POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung genutzt. Im Falle einer POTS-Datenübertragung beträgt fl ungefähr 25 - 35kHz, insbesondere 30kHz, und im Falle einer ISDN- Datenübertragung ungefähr 130 kHz. Zur DSL-Datenübertragung zwischen entsprechenden Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtungen 15 und Teilnehmer- Sende/Empfangseinrichtungen 14 (und umgekehrt) kann z.B. ein QAM-Verfahren eingesetzt werden. Hierbei werden für jedes Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Cosinusschwingungen verwendet, deren Frequenzen z.B. jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d, 6e liegen können.
Zur Codierung der zu übertragenden Daten in einer Cosi- nusschwingung kann z.B. der in Figur 3 gezeigte Phasenstern
16 verwendet werden. Dieser weist mehrere konzentrische Kreise auf, denen jeweils eine Cosinus-Schwingungsamplitude bestimmter Höhe AI, A2, A3 zugeordnet ist. Auf jedem Kreis liegen - bei jeweils unterschiedlichen Winkeln φl, φ2, φ3 bzw. φ4 - mehrere (hier: 16) Punkte a, b, c, d, e, f, denen jeweils eine von mehreren verschiedenen Bits oder Bitfolgen zugeordnet ist (hier: 16 verschiedene 4-Bit-Folgen, wobei z.B. die Bitfolge "1010" dem Punkt a zugeordnet ist, die Bitfolge "1010" dem Punkt b, usw.).
Jedem der o.g. Winkel φl, φ2, φ3 bzw. φ4 ist eine entsprechende Phasenverschiebung einer Cosinusschwingung bzgl. einem in der Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtung 15 und der Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtungen 14 synchron laufenden Takt zugeordnet (bzw. bzgl. einem von der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung 14, 15 ausgesendeten Pilotton).
Die Datenübertragung innerhalb des jeweiligen Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d (bins) kann dann z.B. mit Hilfe einer Cosi- nusschwingung erfolgen, über deren Amplitude und Phasenverschiebung jeweils eine der o.g. Bits bzw. Bitfolgen gekennzeichnet wird. Aus der Amplitude und Phasenverschiebung der jeweils empfangenen Cosinusschwingung kann in der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung 14, 15 - unter Zuhilfenahme eines dem o.g. Phasenstern 16 entsprechenden Phasensterns - das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden. Figur 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung der in der Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 13 vorgesehenen Sende/Empfangseinrichtung 14. Die in der Endvermittlungsstelle 11 vorgesehene, mit der Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtung 14 verbundene Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtung 15 ist entsprechend ähnlich aufgebaut, wie die in Figur 4 gezeigte Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtung 14.
Die Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtung 14 weist einen TIP- Anschluß und einen RING-Anschluß auf, an denen jeweils eine der zwei Adern 12a bzw. 12b der o.g. Teilnehmeranschlussleitung 12 angeschlossen ist.
Der TIP- und der RING-Anschluß sind über zwei Leitungen 60, 61 jeweils mit einer Spule 62, 63 verbunden. Die Spulen 62, 63 sind über zwei Leitungen 33, 35 an eine Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a (hier: SLIC bzw. Subscriber Line Interface Circuit) bzw. eine Voice-Leitungstreiberschaltung 2a angeschlossen.
Durch den durch die Spulen 62, 63 gebildeten Tiefpaß wird erreicht, dass im aktiven Betriebsmodus der Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a (siehe unten) vorzugsweise, d.h. entsprechend der frequenzabhängigen Dämpfung, nur solche Sig- nale an die Sprachdaten-Schnittstellenschaltung 2a weitergeleitet werden, deren Frequenz unterhalb der o.g. Frequenz fl (ca. 30kHz) liegt, d.h. mit denen herkömmliche POTS- bzw. ISDN-Daten übertragen werden (vgl. Figur 2).
Des weiteren sind gemäß Figur 4 der TIP- und der RING- Anschluß über zwei weitere Leitungen 64, 65 jeweils mit einem Kondensator 66, 67 verbunden. Der erste Kondensator 66 ist an einen ersten Anschluß eines Übertragers 68 angeschlossen, und der zweite Kondensator 67 an einen zweiten Anschluß des Ü- bertragers 68. Der Übertrager 68 ist über zwei Leitungen 69, 70 an eine DSL-Daten-Schnittstellenschaltung 2b bzw. eine Data-Leitungstreiberschaltung 2b angeschlossen. Durch den durch die Kondensatoren 66, 67 und den Übertrager 68 gebildeten Hochpaß wird erreicht, dass vorzugsweise, d.h. entsprechend der frequenzabhängigen Dämpfung, nur solche Signale an die DSL-Daten-Schnittstellenschaltung 2b weitergelei- tet werden, deren Frequenz oberhalb der o.g. Frequenz fl (ca, 30kHz) liegt, d.h. solche Signale, mit denen DSL-Daten übertragen werden (vgl. Figur 2).
Der Übertrager 68 muß gleichstromfrei sein, da er den Speise- gleichstrom und Rufstrom in der Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a nicht kurzschließen darf.
Wie in Figur 4 weiter gezeigt ist, ist die Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a an eine Analog/Digital- Wandeleinrichtung 3a angeschlossen, die mit einem digitalen Signalprozessor DSP (DSP = digital signal processor) 71 verbunden ist („Sprachpfad").
Auf entsprechende Weise ist auch die DSL-Daten-Schnitt- Stellenschaltung 2b an eine Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3b angeschlossen, die mit einem digitalen Signalprozessor 72 verbunden ist („Datenpfad").
Zur Übertragung von DSL-Daten wird vom digitalen Signalpro- zessor 72 aus das jeweils zu übertragende, z.B. von einem entsprechenden Computer ausgegebene, entsprechend gewandelte digitale Datensignal über eine Leitung 84 der Analog/Digital- Wandeleinrichtung 3b zugeführt, dort in ein analoges Datensignal umgewandelt, welches über entsprechende Leitungen 78, 79 an die Schnittstellenschaltung 2b weitergeleitet wird.
In der Schnittstellenschaltung 2b wird das über die Leitung 78 bereitgestellte Signal in einer ersten Signalverstärkungseinrichtung 4c, und das über die Leitung 79 bereitgestellte Signal in einer zweiten Signalverstärkungseinrichtung 4d verstärkt, so dass von den Signalverstärkungseinrichtungen 4c, 4d dann - unter Zwischenschaltung von mit den o.g. Leitungen 69, 70 verbundenen Widerständen 80, 81 - die entsprechenden differentiellen bzw. symmetrischen Datensignale an den Ausgängen der Schnittstellenschaltung 2b (und somit schließlich am TIP-/RING-Anschlußpaar) ausgegeben werden.
Zum Empfang von DSL-Daten wird von der Schnittstellenschaltung 2b die Höhe der auf den mit dem TIP- bzw. dem RING- Anschluß verbundenen Leitungen 64, 65 fließenden Ströme (bzw, diese Ströme repräsentierende Größen) gemessen.
Hierzu wird in der Schnittstellenschaltung 2b mittels zweier Leitungen 82a, 82b (bzw. mit Hilfe zweier Leitungen 83a, 83b) der durch den Widerstand 80 (bzw. den Widerstand 81) fließende Strom abgegriffen, und die entsprechenden Signale über die Leitungen 82a, 82b (bzw. 83a, 83b) der Analog/Digital-
Wandeleinrichtung 3b zugeführt. Dort werden die analogen Datensignale entsprechend gewandelt, und über eine Leitung 77 ein dem empfangenen DSL-Signal entsprechendes, digitales Signal dem digitalen Signalprozessor 72 zugeführt.
Dadurch können etwaige von der Endvermittlungsstelle 11 über das Adernpaar 12a, 12b an die Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 13 und von der Endanschlusseinrichtung 13 an die Endvermittlungsstelle 11 gesendete DSL-Datensignale abgetas- tet werden.
Zur Übertragung von POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Daten wird vom digitalen Signalprozessor 71 aus das jeweils zu übertragende, z.B. vom Mikrofon eines Telefons ausgegebene, entsprechend gewandelte digitale (Sprach-) Datensignal über eine Leitung 17 der Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3a zugeführt, dort in ein analoges (Sprach-) Datensignal umgewandelt, und über eine Leitung 18 an die Schnittstellenschaltung 2a weitergeleitet.
In der Schnittstellenschaltung 2a wird das (Sprach-) Datensignal über eine Leitung 19 einer ersten Signalverstärkungseinrichtung 4a (z.B. einem Operationsverstärker) zugeführt, und über eine Leitung 20 einer zweiten Signalverstärkungseinrichtung 4b (z.B. einem Operationsverstärker).
Wie weiter unten noch genauer erläutert, ist die erste Sig- nalverstärkungseinrichtung 4a über einen Schalter 73 mit der Leitung 33, und damit über die Spule 62 mit dem TIP-Anschluß, und die zweite Signalverstärkungseinrichtung 4b über einen Schalter 74 mit der Leitung 35, und damit über die Spule 63 mit dem RING-Anschluß verbunden, so dass bei einem geschlos- senen, d.h. leitenden Zustand der Schalter 73, 74 („aktiver Betriebsmodus") von den Signalverstärkungseinrichtungen 4a, 4b dann die entsprechenden differentiellen bzw. symmetrischen (Sprach-) Datensignale am TIP-/RING-Anschlußpaar angelegt werden können.
Im aktiven Betriebsmodus wird die Höhe der auf den mit dem TIP- bzw. dem RING-Anschluß verbundenen Leitungen 33, 35 fließenden Ströme von Stromsensoreinrichtungen 36, 37 gemessen.
Die erste Stromsensoreinrichtung 36 ist zwischen die erste Signalverstärkungseinrichtung 4a und den Schalter 73 geschaltet, und die zweite Stromsensoreinrichtung 37 zwischen die zweite Signalverstärkungseinrichtung 4b und den Schalter 74.
Die Stromsensoreinrichtungen 36, 37 liefern ein die Höhe des jeweils fließenden Stroms repräsentierendes Signal über entsprechende Leitungen 38, 39 an eine Steuereinheit 40a.
Dadurch können etwaige von der Endvermittlungsstelle 11 über das Adernpaar 12a, 12b an die Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 13 und von der Endanschlusseinrichtung 13 an die Endvermittlungsstelle 11 gesendete, analoge POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datensignale abgetastet, und über eine Leitung 48 an die Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3a weitergeleitet werden, an deren Ausgang dann ein digitales (Sprach-) Signal („Voice") zur Verfügung gestellt wird, welches über eine Lei- tung 49 an den digitalen Signalprozessor 71 weitergeleitet wird.
Beim Übergang vom aktiven in den passiven Betriebsmodus werden die Schalter 73, 74, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, in einen gesperrten Zustand gebracht, und ein mit der Leitung 33 verbundener, weiterer Schalter 41a, sowie zwei weitere, mit der Leitung 35 verbundene Schalter 40, 41b in einen geschlossenen, d.h. leitenden Zustand.
Der erste Schalter 41a ist - außer mit der mit dem TIP- Anschluß verbundenen Leitung 33 - mit einem ersten hochohmi- gen Widerstand 42 verbunden (hier: ein Widerstand mit einem Widerstand Rl von lkΩ bis lOkΩ) . Auf entsprechende Weise ist der zweite Schalter 41b - außer mit der mit dem RING-Anschluß verbundenen Leitung 35 - mit einem zweiten hochohmigen Widerstand 43 verbunden (hier: ein Widerstand mit einem Widerstand R2 von lkΩ bis lOkΩ) .
Der erste Widerstand 42 ist an eine Stromsensoreinrichtung 44 angeschlossen, die mit einer positiven Versorgungsspannung U+ verbunden ist, und der zweite Widerstand 43 an eine mit einer negativen Versorgungsspannung U_ verbundenen Stromsensoreinrichtung 45.
Nach dem Schließen der Schalter 41a, 41b kann ein Strom von der positiven Versorgungsspannung U+ über die Stromsensoreinrichtung 44, den ersten Widerstand 42, und den ersten Schalter 41a zur mit dem TIP-Anschluß verbundenen Leitung 33 flie- ßen, von dort aus zu der mit dem RING-Anschluß verbundenen
Leitung 35, sowie über den zweiten Schalter 41b, den zweiten Widerstand 43 und die Stromsensoreinrichtung 45 weiter zur negativen Versorgungsspannung U_.
Die Höhe der durch den ersten bzw. zweiten Widerstand 42, 43 fließenden Ströme wird von den Stromsensoreinrichtungen 44, 45 gemessen. Diese liefern ein die Höhe des jeweils fließen- den Stroms repräsentierendes Signal über entsprechende Leitungen 46, 47 an die Steuereinheit 40a (Abtasten der Adern 12a, 12b im passiven Betriebsmodus) .
Wie in Figur 4 weiter gezeigt ist, ist der o.g. Schalter 40 - außer mit der mit dem RING-Anschluß verbundenen Leitung 35 - mit einem Widerstand 75 verbunden, der über einen Kondensator 76 an die mit dem TIP-Anschluß verbundene Leitung 33 angeschlossen ist.
Die RC-Kombination aus dem Widerstand 75, und dem Kondensator 76 ist so bemessen, dass die Eingangsimpedanz der Sprachdaten-Schnittstellenschaltung 2a im passiven Betriebsmodus (möglichst) identisch bzw. im wesentlichen identisch ist zu deren Eingangsimpedanz im aktiven Betriebsmodus (dort wird in den Leitungstreibern 4a und 4b eine Eingangsimpedanz synthetisiert, die eine Grenzfrequenz fl von ca. 30kHz aufweist und bei höheren Frequenzen etwa den Wert von R75 annimmt) .
Die verbleibende, geringe, beim Umschalten zwischen den Betriebsmodi auftretende Impedanzänderung ist u.a. auf Bauteiltoleranzen zurückzuführen. Diese Impedanzänderung wirkt sich vor allem bei solchen zur DSL-Datenübertragung verwendeten Frequenbändern bzw. bins 6a, 6b aus, bei denen die jeweils übertragenen Cosinusschwingungen eine relativ niedrige Frequenz aufweisen (da die Impedanz der Spulen 62, 63 bei diesen Frequenzen relativ niedrig ist) .
Die verbleibende Impedanzänderung ist so klein, dass die hierdurch verursachte Amplitudenänderungen der übertragenen Cosinusschwingungen < 0,1 dB sind, und die hierdurch verursachten Phasenänderungen < 1°.
Dennoch ist denkbar, dass derartige Amplituden- und Phasenän- derungen so groß sind, dass sie zu Bitfehlern führen, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL- Datenverbindung (sog. Retraining) erforderlich machen. Zur Vermeidung von Bitfehlem bzw. von Retrainingsvorgängen wird bei der hier dargestellten Sende/Empfangseinrichtung 14 (und entsprechend z.B. auch bei der Sende/Empfangseinrichtung 15) z.B. das folgende Verfahren verwendet (Verfahren I):
Beim Aufbau der DSL-Datenverbindung (Trainingsphase) werden gemäß dem DSL-Standard (z.B. unter Steuerung des digitalen Signalprozessors 72) - in Abhängigkeit vom für das jeweilige, in Figur 2 gezeigte Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d (bin) gelten- den Signal-Rauschverhältnis - jedem Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d (bin) eine bestimmte Anzahl an Bits bzw. Bitfolgen zugeordnet (vgl. den in Figur 3 gezeigten Phasenstern 16).
(Zur Schätzung des Signal-Rauschverhältnisses (Signal to Noi- se Ratio bzw. SNR) können (ebenfalls unter Steuerung des digitalen Signalprozessors 72) z.B. von der Sende/Empfangseinrichtung 14 aus über das Adernpaar 12a, 12b Referenzdaten an die Sende/Empfangseinrichtung 15 übertragen, und dort mit - vorab in der Sende/Empfangseinrichtung 15 ge- speicherten - Vergleichsdaten verglichen werden.)
Je mehr Bits bzw. Bitfolgen einem bestimmten Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d (bin) zugeordnet werden, desto kleiner ist der Abstand zwischen je zwei gültigen Codewörtern, und desto höher ist die Chance, dass die o.g. beim Umschalten zwischen den
Betriebsmodi auftretenden Amplituden- und Phasenänderungen zu Bitfehlern führen, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL-Datenverbindung erforderlich machen.
Bei der hier gezeigten Sende/Empfangseinrichtung 14 wird - z.B. durch Durchführen einer entsprechenden Simulation im digitalen Signalprozessor 72 - vorab für jedes verwendete Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d (bin) ermittelt, wie groß die o.g. beim Umschalten zwischen den Betriebsmodi auftretenden Cosi- nusschwingungs-Amplituden- und -Phasenänderungen sind. Dies geschieht unter Berücksichtigung der übertragungstechnischen Eigenschaften des Sprachpfads, des Datenpfads, sowie des jeweiligen Übertragungskanals. (Die übertragungstechnischen Eigenschaften des Übertragungskanals können z.B. da- durch ermittelt werden, dass unter Steuerung des digitalen Signalprozessors 72 Testsignale von der Sende/Empfangseinrichtung 14 aus an den Adern 12a, 12b ausgegeben werden, und die korresponierenden Echosignale gemessen, und/oder die gesendeten Testsignale in der Sende/Empfangsein- richtung 15 ausgewertet werden.)
Aus der ermittelten Größe der beim Umschalten zwischen den Betriebsmodi auftretenden Cosinusschwingungs-Amplituden- und -Phasenänderungen wird dann abgeleitet, ob die Impedanzände- rung zu Bitfehlern führen, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL-Datenverbindung erforderlich machen würde, oder nicht.
Wird ermittelt, dass die Impedanzänderung zu Bitfehlern füh- ren, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL- Datenverbindung erforderlich machen würde (und muß die Bitallokation unverändert bleiben) , wird - unabhängig davon, ob gerade eine POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung durchgeführt werden soll, oder nicht, - (kurz) vor der dem Beginn der Übertragung von DSL-Daten der Sprachpfad in den o.g. aktiven Betriebsmodus gebracht (d.h. die Schalter 73, 74 werden in einen leitenden Zustand gebracht, und der Schalter 41a, sowie die Schalter 40, 41b in einen sperrenden, d.h. nicht leitenden Zustand) .
Erst dann wird mit der Übertragung von DSL-Daten begonnen, d.h. der erste DSL-Metarahmen gesendet. (Gemäß dem DSL- Protokoll findet die DSL-Datenübertragung jeweils zu vorbestimmten Zeitabschnitten, d.h. innerhalb bestimmter Rahmen bzw. Frames statt. Dabei sind mehrere (z.B. 69) verschiedene, jeweils eine vorbestimmte Zeitdauer andauernde Rahmen zu einem Meta-Rahmen zusammengefasst (auf den ein weiterer, ent- sprechend wie der erste Meta-Rahmen aufgebauter Meta-Rahmen folgt, usw.) . Die Meta-Rahmen können z.B. eine Dauer von jeweils 10 - 25 ms, insbesondere von ungefähr 17 ms aufweisen. Laut DSL-Protokoll stellt der erste Rahmen des jeweiligen Me- ta-Rahmens einen sog. Synchronisationsrahmen dar, auf den mehrere (z.B. 68) (Nutz-) Datenrahmen folgen.)
Alternativ wird vor Beginn der DSL-Datenübertragung nicht der gesamte Sprachpfad (d.h. die Sprachdaten-Schnittstellen- Schaltung 2a, die Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3a, und der Signalprozessor 71) in den o.g. aktiven Zustand gebracht, sondern lediglich Teile hiervon, z.B. nur die Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a (Hochvolt-SLIC 2a (SLIC = Subscri- ber Line Interface Circuit) ) bzw. die im Hochvolt-SLIC bzw. in der Schnittstellenschaltung 2a zur Impedanzsynthese notwendigen Teile - beispielsweise dadurch, dass diese Teile nach dem Schließen der Schalter 73, 74 durch Umlegen entsprechender, weiterer Schalter galvanisch von den übrigen Teilen getrennt werden.
Dadurch kann die Verlustleistung im Sprachpfad verringert werden.
(Kurz) nach Beendigung der DSL-Übertragung (d.h. nach Aussen- den des letzten der o.g., aufeinanderfolgenden Meta-Rahmen) wird der Sprachpfad (oder werden die o.g. Sprachpfad-Teile) wieder in den o.g. passiven Betriebsmodus gebracht (d.h. die Schalter 73, 74 werden wieder in einen sperrenden, d.h. nicht leitenden Zustand gebracht, und der Schalter 41a, sowie die Schalter 40, 41b in einen leitenden Zustand) - es sei denn, dass jetzt eine POTS- bzw. ISDN- (Sprach-) Datenübertragung durchgeführt werden soll.
Zum oben beschriebenen Umschalten des Sprachpfads bzw. der entsprechenden Sprachpfad-Teile in den o.g. aktiven bzw. passiven Zustand werden vom digitalen Signalprozessor 72 über ein Leitungspaar 85 entsprechende Steuersignale an einen Controller 86 geliefert, der dann durch Übertragen entsprechender Aktivier- bzw. Deaktivier-Steuersignale über Leitungen 87 den Sprachpfad bzw. die Sprachdaten- Schnittstellenschaltung 2a, die Analog/Digital- Wandeleinrichtung 3a, und den Signalprozessor 71 entsprechend aktiviert bzw. deaktiviert.
Alternativ oder zusätzlich zum oben erläuterten Verfahren wird zur Vermeidung von Bitfehlern bzw. von Retrainingsvor- gangen bei der hier dargestellten Sende/Empfangseinrichtung 14 (und entsprechend z.B. auch bei der Sende/Empfangseinrichtung 15) auch das folgende Verfahren verwendet (Verfahren II) :
Wird wie oben erläutert vom digitalen Signalprozessor 72 ermittelt, dass die Impedanzänderung beim Umschalten der Sprachpfad-Betriebsmodi zu Bitfehlern führen, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL-Datenverbindung erforderlich machen würde, wird vom digitalen Signalprozessor 72 die Bitallokation geändert.
Dies ist möglich, weil über die Adern 12a, 12b in der Regel DSL-Daten mit einer wesentlich höheren Datenrate übertragen werden können, als es der jeweilige Netzwerkprovider zulässt.
Aus diesem Grund müssen in vielen Fällen nicht so viele Bits zu einem bestimmten Frequenzband 6a, βb, 6c, 6d (bin) zugeordnet werden, wie nach dem jeweiligen Signal- Rauschverhältnis eigentlich möglich wären.
Deshalb können vom digitalen Signalprozessor 72 aus solchen Frequenzbändern 6a, 6b, 6c, 6d (bins) ursprünglich diesen zugeordnete Bits (wieder) entfernt werden, bei welchen die Impedanzänderung beim Umschalten der Betriebsmodi zu Bitfehlern führen würde (vorzugsweise aus Frequenzbändern 6a im unteren Frequenzbereich) . Diese Bits können dann zu solchen Frequenzbändern 6a, 6b, 6c, 6d (bins) zugeordnet werden, denen gemäß dem o.g. Signal- Rauschverhältnis (eigentlich) mehr Bits zugeordnet werden können, als ursprünglich geschehen (vorzugsweise zu Frequenz- bändern 6d im oberen Frequenzbereich) .
Daraufhin wird vom digitalen Signalprozessor 72 erneut eine Simulation durchgeführt, und ermittelt, wie groß nach der Änderung der Bitallokation für jedes verwendete Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d (bin) die o.g. beim Umschalten zwischen den
Betriebsmodi auftretenden Cosinusschwingungs-Amplituden- und -Phasenänderungen sind - bzw. ob die Impedanzänderung zu Bitfehlern führen, und/oder einen Abbruch und erneuten Aufbau der DSL-Datenverbindung erforderlich machen würde, oder nicht.
Ist dies der Fall, wird die Zuordnung der Bits zu den einzelnen Frequenzbändern 6a, 6b, 6c, 6d ggf. erneut geändert, usw., und/oder wird alternativ dann das oben beschriebene, erste Bitfehler-Vermeidungsverfahren (Verfahren I) durchgeführt .

Claims

Patentansprüche
1. Datenkommunikationseinrichtung (14), mit welcher unter Verwendung ein- und derselben Leitung (12) unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6) verschiedene Signale mit einer weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden können, wobei die Datenkommunikationseinrichtung (14) eine erste Signalaustauscheinrichtung (2a) auf- weist, die aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten
Frequenzbereichs (5) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, und eine zweite Signalaustauscheinrichtung (2b) , die verwendet wird, um unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) auszutauschen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste Signalaustauscheinrichtung (2a) auch dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der zweiten Signalaustauschein- richtung (2b) unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, um ansonsten beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende, den Signalaustausch über den zweiten Frequenzbe- reich (6) störende Leitungs-Impedanzänderungen zu vermeiden.
2. Datenkommunikationseinrichtung (14), insbesondere Datenkommunikationseinrichtung (14) nach Anspruch 1, mit welcher unter Verwendung ein- und derselben Leitung (12) unter Nut- zung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6) verschiedene Signale mit einer weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden können, wobei die Datenkommunikationseinrichtung (14) eine erste Signalaustauscheinrichtung (2a) aufweist, die aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (5) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, und eine zweite Signalaustauscheinrichtung (2b) , die verwen- det wird, um unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) auszutauschen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Datenkommunikationseinrichtung (14) eine Ermittlungseinrichtung (72) aufweist, mit welcher ermittelt wird, ob beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende Leitungs-Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate beim unter Ver- wendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung (2b) unter
Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (6) durchgeführten Signalaustausch führen.
3. Datenkommunikationseinrichtung (14) nach Anspruch 2, bei welcher dann, wenn ermittelt wird, dass beim Aktivieren oder
Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende Leitungs-Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate führen, die erste Signalaustauscheinrichtung (2a) auch dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der zweiten Signalaustauscheinrichtung (2b) unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (6) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen, und sonst die erste Signalaustauscheinrichtung (2a) nur dann aktiviert wird, wenn unter Verwendung der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (5) Signale mit der weiteren Datenkommunikationseinrichtung (15) ausgetauscht werden sollen.
4. Datenkommunikationseinrichtung (14) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche, bei welcher zur Vermeidung von beim
Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretenden, den Signalaustausch über den zweiten Frequenzbereich (6) störenden Leitungs- Impedanzänderungen nicht die gesamte erste Signalaus- tauscheinrichtung (2a) , sondern nur ein Teil hiervon aktiviert wird.
5. Datenkommunikationseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zum Datenaustausch unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (6a), und zum Datenaustausch unter Nutzung eines dritten Frequenzbereichs (6b) je- dem dieser Frequenzbereiche (6a, 6b) eine bestimmte Anzahl von Bits oder Bitfolgen (a, b, c, d) zugeordnet ist.
6. Datenkommunikationseinrichtung (14) Anspruch 5, bei welcher dann, wenn ermittelt wird, dass beim Aktivieren oder De- aktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende Leitungs-Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate führen, die Zuordnung von Bits oder Bitfolgen (a, b, c, d) zum zweiten oder dritten Frequenzbereich (6a, 6b) geändert wird.
7. Datenkommunikationseinrichtung (14) Anspruch 5 oder 6, bei welcher die zum Datenaustausch verwendeten Übertragungssignale DSL-Signale sind.
8. Datenkommunikationseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (5) gesendeten Signale Sprachsignale sind.
9. Datenkommunikationsverfahren, insbesondere zur Verwendung durch eine Datenkommunikationseinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine erste Signalaustauscheinrichtung (2a) aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (5) ein Signalaustausch über eine Leitung (12) durchgeführt werden soll, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verfahren den Schritt aufweist :
Ermitteln, ob beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende Leitungs- Impedanzänderungen zu Bitfehlern oder zu einer zu hohen Bitfehlerrate bei einem über die gleiche Leitung (12) unter Verwendung einer zweiten Signalaustauscheinrichtung (2b) unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (6) durchgeführten Signalaustausch führen.
10. Datenkommunikationsverfahren, insbesondere zur Verwen- 5 düng durch eine Datenkommunikationseinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine erste Signalaustauscheinrichtung (2a) aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (5) ein Signalaustausch über eine Leitung (12) durchgeführt werden soll, 0 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
, das Verfahren den Schritt aufweist:
Aktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auch dann, wenn über die Leitung (12) unter Verwendung einer zweiten Signalaustauscheinrichtung (2b) unter Nutzung eines 5 zweiten Frequenzbereichs (6) ein Signalaustausch durchgeführt werden soll, um ansonsten beim Aktivieren oder Deaktivieren der ersten Signalaustauscheinrichtung (2a) auftretende, den Signalaustausch über den zweiten Frequenzbereich (6) störende Leitungs-Impedanzänderungen zu vermeiden.
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