FI108903B - Optinen tietoliikenneverkko - Google Patents

Description

108903

Optinen tietoliikenneverkko. - Optiskt datanät.

Tämä keksintö liittyy optisiin kuitutietoliikenneverkkoihin ja erikoisesti mutta ei yksinomaan yhden tilaajajohdon puhelintilaaja-asemia palvelevien verkkojen aikaansaamiseen.

Eräänä ratkaisuna optisen kuitutietoliikenneverkon käyttöönotossa on niin sanottu FAS-verkko, jollaista on selitetty julkaisussa Dr. O'Hara, "Future evolution of British Telecom's private circuit and circuit switched services”, IEE Colloquium February 1986, ja joka tarkoitettu suurten yritysasiakkaiden, joilla on ainakin kymmenen johtoa, puhelin- ja datatarpeisiin. FAS-tyyppisen arkkitehtuurin pääasiallisena haittana on, että se perustuu suoriin optisiin kaksipisteyhteyksiin jokaiselta asiakkaalta paikalliskeskukseen. Tämä merkitsee sitä, että pieniä ja keskisuuria yritysasiakkaita, joilla on tyypillisesti vain kaksi tai viisi tilaajajohtoa, ei voida kytkeä taloudelli-I sesti FAS-tyyppiseen verkkoon. Yksityisasiakkailla, joiden : tarpeena on yhden tilaajajohdon puhelinliikenne, kustannusvaa- : timukset ovat vielä tiukempia ja nykyisten arvioiden ; perusteella näyttää epätodennäköiseltä, että asiakaskohtainen suora optinen yhteys keskuksesta tulee koskaan taloudellisesti mahdolliseksi.

Eräänä mahdollisuutena optiikan käytön ulottamiseen suurten yritysasiakkaiden ulkopuolelle on tarjota uusia laajakaistaisia palveluja puhelinliikennepalvei un lisäksi, kuten esimerkiksi ’,,,· kaapelitelevisiota siten kuin on esitetty julkaisussa W.K.

: Ritchie, "The British Telecom switched star network for CATV", ;·. BT Technology Journal, Sept. 1984.

, Tällaisessa lähestymistavassa strategisena tarkoituksena on : yrittää siirtyä kohti integroitua monipalveluverkkoa, joka välittää sekä kapeakaistaisia palveluja (puhelin + data) että laajakaistaisia palveluja (viihde-TV, videokirjastopalvelu 2 108903 jne.)/ niin että molemmantyyppisten palvelujen yhdistetty maksutulo oikeuttaa suhteellisen suuret kustannukset, jotka aiheutuvat optisen yhteyden ulottamisesta yksityisasiakkaille. Päävaikeutena tässä lähestymistavassa on kuitenkin, että tällaisilla palveluilla ei ole vielä riittävää kysyntää, joka oikeuttaisi vaadittavat huomattavan suuret investoinnit. Sekä Englannissa että muualla ollaan kuitenkin yleisesti sitä mieltä, että integroitujen monipalveluverkkojen kehittyminen on lopulta väistämätöntä ja se tapahtuu todennäköisesti jossain vaiheessa 1990-luvun aikana. Näiden olosuhteiden vallitessa optisen tekniikan ulottaminen paikallisverkkoon on suurelta osalta perustuttava kustannusedul1isten ratkaisujen aikaansaamiseen puhelin/dataperuspalvelujen toteuttamisessa.

Eräs mahdollinen 1ähestysmistapa on osittainen optinen ratkaisu, jossa optinen verkko ulottuu vain katujakopisteeseen, jolloin puhelin/data-asiakkaiden 1oppusyöttöön käytetään j i ' 1 tunnettua kupari johdinyhteyttä .

; Tällä lähestymistavalla on useita haittoja. Se vaatii kentälle .·, : etäälle sijoitetun elektroniikan käyttämistä liikenteen keskit- .···, tämiseksi taloudellisesti voimakkaasti multipieksoidui 11 a syöttöjohdoi 11 a takaisin keskukseen. Aktiivista elektroniikkaa tarvitaan yleensä sekä katukaappitasolla ja jakopisteessä. Viimeksi mainittu sijaitsee myös kadulla paitsi sellaisten yritysasiakkaiden tapauksessa, jotka ovat tarpeeksi suuria, jotta niiden oma jakelupiste on perusteltu. Tällaisen järjes-',,,· telmän tapauksessa esiintyy potentiaalisia etäällä olevien 1 : : elektronisten solmupisteiden huoltoon, luotettavuuteen, tehon- ’ syöttöön ja tehon kulutukseen liittyviä ongelmia.

;·’ Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan digi- : ‘ : taalisen tietoliikenneverkon keskusasema, joka voi valvoa : ·.: heijastusten esiintymistä verkossa ja siten antaa ennakko varoituksen katkoksista tai vaurioista, jotka vaativat 3 108903 toimenpiteitä. Keksintö kohdistuu siten digitaalisen tietoliikenneverkon keskusasemaan, joka tietoliikenneverkko käsit-j tää joukon ala-asemia ja aaltojohtimien haaraverkon, joka käsittää yhden keskusasemalta lähtevän aaltojohtimen, yhden tai useamman passiivisen haaroittimen ja kaksi tai useampia toisioaaltojohtimia ala-asemille ja niiltä pois suuntautuvaa kaksisuuntaista siirtoa varten, jolloin keskusasema käsittää lähetysvälineet datan lähettämiseksi ala-asemille kehysjonon muodossa jokaisen kehyksen sisältäessä tahdistussignaalin ennalta määrätyn bittikaavion muodossa, joka keskusasema on tunnettu sekoitusvälineistä kunkin kehyksen tahdistussignaalin ja databittien sekoittamiseksi ennaltamäärätyn binäärisekvens-sin mukaan, ja välineistä sekoitetun tahdistussignaalin esiin-! tymisen havaitsemiseksi ala-asemilta vastaanotetussa datassa ja heijastuslähteen asemaan määrittämiseksi aaltojohtimien haaraverkossa sekoitetun signaalin lähettämisen ja sen vastaanotetussa datassa, havaitsemisajankohdan välisestä aika-erästä.

Keksintö kohdistuu myös patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukaiseen menetelmään, jolle on tunnusomaista patenttivaati- :;· · muksen 5 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

« : ATDR-tekniikka on tunnettua kaupallisissa testauslaitteissa .·. : katkosten jne. havaitsemiseksi optisissa aaltojohtimessa.

• · · Tässä tekniikan kehitetään erikoinen signaalimuoto ja se lähe-;;; tetään aaltojohtimeen ja kehitetyn signaalimuodon heijastusten • t » ’·’ * aikaviiveiden määräämiseksi käytetään autokorrelaattoria.

Tällaisen kaupallisen laitteiston sisällyttäminen keskusase-maan olisi kallista ja lisäksi sitä voitaisiin käyttää tes-taukseen vain silloin, kun keskusasema on pois toiminnasta tai i » · |t> korkeintaan erikoisesti tähän tarkoitukseen varatussa lähetys-‘ · · ·' kehyksen 4 108903 osassa ja tämä lisäisi kehyksen ylimääräistä, ts. muuhun kuin sanomia varten käytettyä osaa.

Esillä olevan keksinnön avulla on saatu aikaan jatkuva heijastusten tarkastus suurentamatta kehyksen ylimääräistä osaa ja vältetty kaupallisten testauslaitteiden kustannukset. Kehyksissä oleva tahdistussignaa1i on ennaltamäärätty sekvenssi, edullisimmin binääristen nollien jono, jolloin ala-asemalla vastaanotetut 1ähetyskehykset syötetään laskuriin, joka laskee peräkkäiset nollabitit ja joka palautetaan ykkösbittien esiintyessä, jotta ala-asema voi tunnistaa ennaltamäärätyn lukumäärän peräkkäisiä nollia kehysten tahdistussignaaliksi.

Tällainen nollabittien jono ei itsessään sovellu OTDR-tek-niikkaan. Jotta kuitenkin saataisiin paljon siirtymiä kellon regeneroimiseksi ala-asemilla, 1ähetyskehykset sekoitetaan keskusasemalla ja vastasekoitetaan ala-asemilla ja sekoituk-sen/vastasekoituksen avainsekvenssi kehitetään edullisesti vaiesatunnaisel1 a binäärisekvenssigeneraattori11 a. Lähetyske-· hykset sisältävät siten aina sekoitetun tahdistussekvenssin ja : katkoksista jne. tulevien heijastusten tarkastus voidaan suo- : rittaa käyttämällä autokorrel aattoria, joka vastaanottaa sekoi- tetun tahdistussignaal in ja myös tulevan raa'an datan ennen sen vastasekoitusta.

Kun pisin odotettu viive tunnetaan, autokorrelaattorin toiminta voidaan asetella vastaavasti vain mielenkiintoiselle alueelle keskusasemalta vastaanotetussa datassa.

Verkossa käytetään edullisesti 128-haaraista optista haaroi-: tusta kullekin keskusjohdolle, jonka toimintanopeus on ;·. 20Mbit/s. Tämä bittinopeus/haaroitusyhdistelmä tarjoaa edul- ' lisen vaiintavaihtojen joukon sekä yritys- että yksityis asiakkaille. Valitulla maksimihaaroituksella 128-haaraisella : ',· (120 asiakasta ja 8 testiporttia) maksimihaaroituksel 1 a käyt- 1 08903 5 töön saadaan siten, kapasiteettia ISDN 144 kbit/s kanavan tai vastaavan kapasiteetin syöttämiseksi haluttaessa jokaiselle asiakkaalle. Liikealueilla, joissa monen tilaajajohdon asiakkaat ovat enemmistönä, käytetään pienempää optista haaroi-tusastetta, mikä mahdollistaa suurempien asiakaskohtaisten kapasiteettien toimittamisen. Ensimmäisessä tapauksessa verkot voidaan suunnitella siten, että niillä saadaan selvästi 20Mbit/s syöttöjohdon kapasiteetin sisällä olevat kapasiteetit, jolloin sekä 64 kbit/s linjojen lisäämiselle tai esimerkiksi ISDN-palvelun käyttöönotolle jää huomattava kehitysvara.

Tällaisessa verkossa on edullista, että kaikki järjestelmät on suunniteltu kiinteän optisen häviökriteerin mukaan, joka sopii täyteen 128-haaraiseen haaroitukseen, riippumatta ensimmäisen asiakaskokoonpanon aluksi vaatimasta haaroitusasteesta. Tällä saadaan suuri suunnittelujoustavuus, mikä mahdollistaa uusien asiakkaiden kytkemisen verkkoon kysynnän kasvaessa. 128-kanavaisen matriisin kaikki portaat ovat siten heti aluksi käytössä, mikä antaa täyden häviöspesifikaation, mutta kytkimiä :·· : on asennetaan vain minimimäärä yhteyksien aikaansaamiseksi ' ’ ensimmäisille asiakkaille.

Vaikka on mahdollista käyttää täysin passiivista optista verkkoa, jossa on suora kuitusyöttö eri yritys- tai yksityis-asiakkaille, siihen voidaan liittää joitakin sähköisiä yhteyksiä sellaisen hybridivaihtoehdon aikaansaamiseksi, jossa on aktiivinen elektroninen solmu jakopisteessä ja kuparijohdinyh-teys tilaajalle mutta joka on täysin yhteensopiva ja laajennettavissa esillä olevan keksinnön mukaiseen optiseen verkkoon. Tällainen järjestelmä voi osoittautua erittäin taloudelliseksi '·' ' varhaista yksityisasiakasmarkkinoi11 e tunkeutumista varten, joissa pelkän puhel inl iikennepal velun kustannustavoitteet ovat :' ”t· tiukimmat.

6 108903

Esillä olevan keksinnön toisena tärkeänä etuna on verkon evoluutio. Tämä arkkitehtuuri tarjoaa huomattavan kehitysmahdollisuuden kohti tulevaisuuden laajakaistaista monipalveluverkkoa lisäämällä erillisiä optisia aaltopituuksia, jotka siirtävät uusia laajakaistaisia palveluja samassa passiivisessa optisessa verkossa. Tämä on ilmeisesti mahdollista alkuperäistä palvelua häiritsemättä tai lisäämättä sen kustannuksia, mikäli alkuperäisen asennuksen ajankohtana tehdään riittävät suunnitelmat ja varaukset.

Hakijan optisen verkon osakomponentit voidaan sopivasti jakaa seuraaviin aihepiireihin I) optinen teknologia ja optisen järjestelmän suunnittelu, II) ulkoiset optiset laitteet III) bittienkuljetusjärjestelmän suunnittelu, IV) verkkoliitäntä ja kokonaisjärjestelmän suunnittelu ja V) verkon hallinta ja testaus, joita käsitellään vuorollaan seuraavassa.

I Optinen teknologia ia optisen iäriestelmän suunnittelu a) Verkon topologia

Topologian valinta on tärkeä tekijä verkon kokonaiskustannusten minimoinnissa. Esillä olevan keksinnön mukaisen passiivisen optisen verkon toteuttamiseksi voidaan käyttää useita topolo-·' _ ; gioita. Avainseikkoja lopullisessa valinnassa ovat: rakennus- : ja ylläpitokustannukset, tarjotut palvelut, kasvustrategia ja -potentiaali laajakaisiin palveluihin kehittymistä varten. Jokaisen mahdollisen tarkasteltavan vaihtoehdon tapauksessa tulevan kehityspotentiaalin rinnalla on myös huolellisesti punnittava verkon aikukustannusnäkökohtia. Vaiintavaihtoehtoi-hin sisältyy täydellinen kaksisuuntainen toiminta, osittainen kaksisuuntainen toiminta, erilliset tulevan ja lähtevän suunnan : yhteydet keskuksen ja asiakkaan välillä ja kupari johtimen käyt- tö jakopisteen ja joidenkin asiakkaiden välisessä yhteydessä muuten täysin optisista kuiduista muodostuvasta verkossa.

7 108903 b) Optinen haaroitinteknologia

Optiset tehohaaroittimet ovat edullisesti juotettuja kuitu-liitoksia. Pidemmän aikavälin vaihtoehdot kuten hoiograafiset laitteet voivat täysin kehittyneinä muodostaa keinon potentiaalisesti alhaisempien kustannusten saavuttamiseksi.

c) Asiakkaan 1aser1ähetinmoduli

Asiakkaan laser on yksi kriittisimmistä asiakkaan kustannuksiin vaikuttavista komponenteista. Jokaisen laitteen, jolta vaaditaan pieniä kustannuksia, yksityiskohtaiset toiminnalliset vaatimukset määräävät tietyt valinnat pakkaustekniikan, käyttöjä suojauselektroniikan ja laserin luotettavuuden (joka liittyy ympäristönsieto-ominaisuuksiin) osalta. Esimerkiksi jääh-dyttämätön pakkaus on todennäköisesti edullinen halvassa 1ähetinmodulissa tehonkulutuksen pienentämiseksi, pakkaustekniikan ja kokoonpanon yksinkertaistamiseksi ja lähettimen kokonaiskustannusten pienentämiseksi. Jäähdyttimen poistami-; . sesta seuraa kuitenkin, että laserin lämpötila on kontrolloi- ; maton, mistä seuraa laserin vanhenemisnopeuden kasvaminen ympäristön lämpötila-alueen yläpäässä. Lisäksi laser/kuitu- • > j kytkennän lämpötilariippuvuus tulee kriittisemmäksi. Järjestel-*· · mässä tarvitaan suuria pulssitehoja verkon haaroitushäviöiden kumoamiseksi. Pyrittäessä välttämään liian suuria optisia '· huipputehoja (jotka johtavat suuriin virtatiheyksiin ja alhai seen luotettavuuteen) halvat pakkaukset, joilla on hyvä kytken-tähyötysuhde, ovat edullisia. Vaikka tällä hetkellä ajateltu 20 Mbit/s bittinopeus mahdollistaa halpojen CMOS VLSI-piirien käyttämisen, vaihtoehtoisesti voitaisiin käyttää lähettimiä tai vastaanottimia, jotka toimivat 45-50 Mbit/s nopeudella. Tällaiset laitteet voivat itse asiassa olla kokonaisuuden kannalta *· halvempia, vaikka niissä käytetään kalliimpaa elektroniikkaa, kun otetaan huomioon, että pakkauskustannukset ovat todennäköi-: sesti hallitsevia. Viimeksimainittuihin vaikuttaa pääasiassa 8 108903 käytetty tehdasinvestointi/automaatioaste, jonka puolestaan määrää odotettu tuotantomäärä.

On huomattava, että edellä esitetty liittyy tässä selitetyn esillä olevan keksinnön mukaisen verkon toteuttamisen kustannuksiin ja että kalliimpia laserlaitteita voitaisiin käyttää, j vaikka tämä todennäköisesti aiheuttaisi kustannusten kas vamisen.

Asiakkaan lähetintä käytetään edullisesti pienellä toimintasuhteella, kuten on selitetty hakijan rinnakkaisessa GB-patent-tihakemuksessa GB 8700069, jonka hakemispäivä on 5.1.1987. Lisäksi on edullista, että keskus ohjaa laserin lähtötasoa ! kaukovalvonnalla, kuten on esitetty hakijan rinnakkaisessa GB- patenttihakemuksessa 8710736, jonka hakemispäivä on 6.5.1987, joka mahdollistaa valvontavalodiodin poistamisen asiakkaan lähettimestä tai vapauttaa sen ilmaisimena käytettäväksi.

d) Asiakkaan vastaanotinmoduli

Asiakkaan vastaanottimessa vaaditaan melkein samat hinnan hal-peneminen kuin 1 ähetinmodulissa varmistamaan verkon taloudelli-; nen tunkeutuminen asiakkaille, joilla on harvoja johtoja, mutta on korostettava, että tätä ei voida saavuttaa huonon optisen • s > suorituskyvyn hinnalla, koska se vaikuttaisi haitallisesti optiseen tehotaseeseen ja siten verkon kokonaiskustannuksiin.

e) Optinen estosuodin

Optinen estosuodin on edullisena pidetty komponentti, koska se takaa, että verkon tuleva laajennus on mahdollinen olemassa : *. olevia puhelinasiakkaita häiritsemättä. Joissakin verkon topo- ' 1ogiavaihtoehdoissa (esim. täysdupleksi) se voi auttaa heijas tumisesta johtuvien ylikuulumisongelmien selvittämisessä. Siten jos tulevassa ja lähtevässä suunnassa käytetään eriaaltopi- 9 108903 tuuksia, heijastuneen valon erottamiseen voidaan käyttää kapeakaistaisia suotimia ennen sen pääsyä optisille vastaanottimille.

Käytettävissä on tai tulee olemaan erilaisia tekniikoita hila-, interferenssi- ja holografialaitteiden tarjotessa mahdollisuuden halpojen laitteiden aikaansaamiseen.

Alustava analyysi osoittaa, että suotimen optimipaikka kustannusten ja käyttövaikeuksien minimoimiseksi on asiakkaan vas-taanottimessa. Vaihtoehtoina ovat dikromatoitujen gelatiini-liuskojen, monikerroksisen dielektrisen interferenssi- tai fotopolymeerisuotimen sijoittaminen vastaanottimen valodiodin ja pakkauksen 1iitäntäkuidun väliin tai monikerroksisen dielektrisen tai muun suodinmateriaalin päällystäminen suoraan vastaanottimen vaiodiodei11 e piikiekkovaiheessa. Seuraavassa tarkastellaan muita suotimen asennus ratkaisuja.

f) Keskuksen optiset laitteet

Vaikka kustannukset eivät ole keskuksen optisissa laitteissa niin tärkeitä kuin asiakkaan laitteissa, keskuslaitteet ovat :‘.f vaativampia suorituskykyspesifikaationsa osalta. Laserlähet- timellä on oltava korkea keskimääräinen antoteho ja tarkasti . ohjattu ja tiukasti määrätty keskiaaltopituus . Pitkittäisyksi- muotolähdettä (esim. DFB- tai DBR-1asereita) käytetään edullisesti varmistamaan, että alkuperäiseen puhelinliikennepalveluun tarvitsee varata vain erittäin pieni optisen spektrin leveys, mikä siten säästää arvokasta spektriä niin paljon kuin mahdol-lista tulevaa pal vei ukasvua varten. Vastaanottimel ta vaaditaan, : että se on herkkä ja kykenee kuitenkin selviämään epätäydel lisestä etäisyysviivekompensoinnista johtuvasta ajoitusväri-nästä ja vierekkäisten bittien erisuuresta optisesta tehosta, joka johtuuu erisuurista siirtotien vaimennuksista ja asiakkaan : .· laserin antotehon toleransseista. On siten edullista, että 108903 ίο vastaanotin on rakenteeltaan DC-kytketty tai ainakin sen päätöspiirien kynnystaso on DC-kytketty optisen bittivuon nollatason suhteen.

II Ulkoiset optiset laitteet a) Passiivisen verkon suunnittelu

Verkko on ideaalisesti suunniteltu siten, että se voi kasvaa ja muuttua, sekä puhelinti 1 aajia lisäämällä että uusien palvelujen (aaltopituuksien) osalta. Parhaana pidetyssä muodossaan, joka on täysdupleksihaaraverkko, laitoksen aaltopituusalue ja verkon herkkyys heijastuksille ovat kriittisiä tekijöitä, joilla on huomattavia vaikutuksia verkon mitoitukseen ja kullekin komponentille asetettuihin spesifikaatioihin. Hakijan tutkimukset ovat osoittaneet, että heijastusten vaikutus on merkittävä ja niiden vaikutus on otettava huomioon, mikäli ei käytetä täysin kahdennettua kuituverkkoa tulevalle ja lähtevälle suunnalle. Laitoksen aaltopituusalue on tärkeä uusien palvelujen aaltopi-: .·. tuuksien lisäämiselle. Kunkin komponentin aaltopituusominai- suuksien tasaisuus ja komponenttien kokonaissovitus tehotaseen optimoimiseksi on otettava huomioon esillä olevan keksinnön verkon suunnittelussa.

;;;‘ b) Komponentit

Kriittisinä elementteinä tässä ovat aaltopituusominaisuuksi1 -taan tasaiset kytkinmatriisit, optiset estosuotimet, asiakkaan laitteissa käytettäväksi tarkoitetut liittimet ja liitos-tekniikat, jotka soveltuvat käytettäväksi laajassa mittakaa-vassa kaikissa ympäristöissä. Tämän luettelon kahta ensimmäistä ,/ · kohtaa on jo käsitelty luvussa I edellä. Interferenssi-(tai ’ " muu) optinen suodin voidaan vaihtoehtoisesti sisällyttää asiak- kaan tiloissa olevaan liittimeen. Vaihtoehtoinen strategia, jossa asiakkaan liittimestä luovutaan ja käytetään kiinteästi ·'. : johdotettua ratkaisua, on toinen vaihtoehto. Muihin menetelmiin 11 108903 optisen suotimen sisällyttämiseksi järjestelmään voidaan ajatella sisältyvän esimerkiksi kuituihin perustuvat laitteet, jotka on liitettävä joko asiakkaan laitteistoon tai optiseen sisäänvientikaapeliin.

III Bittienkulietusjärjestelmän suunnittelu a) Verkon bittienkuljetusjärjestelmältä (BTS) voidaan lopulta tarvita monien erilaisten palvelujen siirtoa ja liitäntää, esimerkiksi - analoginen puhelinliikenne - kanavan ulkopuolinen merkinanto (64 + 8 kbit/s) - analoginen puhelinliikenne - kanavaan sisältyvä merkinanto (64 kbit/s) - perusnopeuden ISDN(2 x 64 + 16 kbit(s) - primäärinopeuden ISDN(2048 kbit/s) i ,·, Vaikka pääasiallisena alkuvaatimuksena oletetaan olevan ! analogisen puhelinliikenteen siirtäminen kanavan ulkopuolisella merkinannolla (64 + 8 kbit/s), bittienkuljetusjärjestelmään on ; ·’ erittäin suotavaa suunnitella kehys- ja kanava jakorakenne, joka ’· voi siirtää kaikki edellä mainitut palvelut muuttamalla vain '· ·' palveluliitäntäyksiköitä. Tämä on tärkeää esimerkiksi uusien palvelujen tulevalle yhteensopivuudelle.

Bittinopeuksien suurin yhteinen tekijä edellä oleville esimerk-kipalvei ui 11 e on 8 kbit/s. Koska tämä nopeus on myös puhepalvelujen näytteenottonopeus, joka vastaa 125 us peruskehystaajuut-,·, ta, jokainen bitti 125 ps kehyksessä vastaa 8 kbit/s peruskana- vaa. Asiakaspalvelu toteutetaan tällöin antamalla kokonaisluku-: “ määrä näitä 8 kbit/s kanavia, esimerkiksi analogiselle puheel le, jossa käytetään kanavan ulkopuolista merkinantoa, annetaan 9 kanavaa, kukin 8 kbit/s, jotka on järjestetty säilyttämään puheen virheettömyyden, mikä vastaa 9 bittiä 125 ps peruskehyk- 12 108903 sessä, perusnopeuden ISDN-palvelul1 e annetaan 18 tällaista 8 kbit/s kanavaa ts. 18 bittiä 125 ps peruskehyksessä.

Peruskehykseen sisältyvien informaatiokanavien lisäksi on myös yksi 8 kbit/s hai 1intakanava jokaiselle asiakkaan optiselle päätteelle. Tämä kanava siirtää hai 1intasanomia. Tämä merkitsee sitä, että asiakkaalle, joka tarvitsee yhden analogisen puhe-linkanavan, jossa käytetään kanavan ulkopuolista merkinantoa, annetaan yhteensä 10 8 kbit/s peruskanavaa ja vastaavasti perusnopeuden ISDN-asiakkaal1 e annetaan yhteensä 19 8 kbit/s peruskanavaa.

Peruskehysrakenteen toisena mahdollisuutena on käyttää bitti 1 omitettua siirtokäytäntöä maksimoimaan edun, joka on saavutettavissa käyttämällä asiakkaan laseria pienen toimintasuhteen toimintamuodossa, samalla kun sama kehysrakenne säilytetään molemmille siirtosuunnille. Tämä merkitsee sitä, että sen sijaan että bitit (8kbit/s kanavat) lähetettäisiin tietyn •asiakasjärjestyksen mukaan, bitit hajautuvat melko tasaisesti koko 124 \is peruskehys jaksoi 1 e .

• · b) Automaattinen etäisyydenmittaus jär iestelmä

Koko järjestelmässä on varattava jaksoi 1isesti tyhjää aikaa (kun palvelutietoja ei siirretä) etäisyydenmittausprosessi11 e. Etäisyydenmittauksel1 e varattu aikamäärä määrää maantieteellisen etäisyyden, jolla etäisyydenmittaus voidaan suorittaa. Taajuus, jolla etäisyydenmittaus suoritetaan, määrää bitti-nopeuden kasvamisen. Ajoitus- ja synkronointikysymysten yksinkertaistamiseksi etäisyydenmittausjakson tulisi olla peruske-hysjakson (125 ps) kokonais 1ukumonikerta. 125 ps kehysjakso : mahdollistaa riittävän ajan etäisyydenmittauksen suorittami- seksi 10 km maantieteellisellä etäisyydellä, 250 us mahdollis-: taessa 20 km etäisyydenmittauksen. Bittinopeuskasvun rajoitta miseksi arvoon noin 1% on mahdollista käyttää 10 ms jaksolli- 13 108903 suutta etäisyydenmittaukse11 e (tämä vastaa 80 perusdatakehystä, joita seuraa yksi etäisyydenmittauskehys, bittinopeuden kasvu 81/80).

Etäisyydenmittaustasoja tai -vaiheita on edullisesti kolme:

Vaiheen 1 etäisyydenmittaus suoritetaan optisille päätteille, kun ne on ensimmäistä kertaa kytketty järjestelmään. Tässä tapauksessa keskuspäässä ei ole optiseen päätteeseen johtavaa ja siltä tulevaa siirtotieviivettä koskevaa informaatiota. Kes-kuspää käyttää siten etäisyydenmittausjaksoa tämän siirto-tieviiveen mittaamiseen ja ilmoittaa tämän jälkeen uudelle asennetulle optiselle päätteelle mikä paikallinen viive on asetettava oikeaa ajoitusta varten.

Vaiheen 2 etäisyydenmittaus suoritetaan päätteille, jotka jo ovat kytkettyinä verkkoon, uutta yhteyttä muodostettaessa tai kun optinen pääte kytketään toimintaan paikallisesta teholäh-: .·. teestä erottamisen jälkeen. Tässä tapauksessa etäisyyden mi t tauskäytäntö tarkastaa optiselle päätteelle aikaisemmin määrätyn viiveajan ja tekee tarvittaessa pieniä korjauksia. Laserien elinikien maksimoimiseksi voidaan ajatella, että ; ' optiset päätteet eivät lähetä, mikäli ne eivät välitä liiken- ‘· ·1 nettä, tämän vuoksi etäisyydenmittausta ei tapahdu lepotilassa - olevien päätteiden tapauksessa.

Vaiheen 3 etäisyydenmittaus on automaattinen ja suoritetaan jaksoi 1isesti optisen päätteen välittäessä liikennettä.

Keskuspää valvoo jokaisesti aktiivisesta päätteestä tulevaa ajoitusta ja ohjaa nämä päätteet (hai 1 intakanavia käyttämällä) • · tekemään pienehköjä korjauksia paikallisiin viiveisiin, jos : " jokin ajoituksista alkaa ryömiä. Etäisyydenmittaustoiminta muodostaa välineen asiakkaan datan synkronoimiseksi tulevassa '·’·'· suunnassa, mikä kompensoi eri pituiset johdot ja verkon etene- misviiveen vaihtelun. Automaattista etäisyydenmittausta tarvi- 14 108903 taan pienten säätöjen tekemiseen automaattisesti mahdollisen ajoituksen ryöminnän korjaamiseksi. Asiakkaan verkkopäätteessä tarvitaan varaparistojärjestelmä puhelinliikennepalvei un ylläpitämiseksi verkkohäiriöiden aikana.

IV Verkkoliitäntä ia järjestelmän kokonaissuunnittelu

Edellisessä luvussa käsitelty bittienkuljetusjärjestelmä muodostaa välineen bittien kuljettamiseksi passiivisen optisen verkon läpi. Bittienkuljetusjärjestelmän ja digitaalisen keskuksen välillä ja bittienkuljetusjärjestelmän ja asiakkaiden laitteiden välillä tarvitaan sopivat rajapinnat mahdollistamaan sellaisten palvelujen suorittaminen, jotka täyttävät tietoliikenneverkon kokonaisvaatimukset. Kokonaisjärjestelmä käsittää testauksen, verkko 1iitännän, luotettavuuden, verkon hallinnan, tehonsyötön jne.

a) Palvelu

Keksinnön mukaisen verkon pääpalveiuvaatimuksena odotetaan olevan analoginen puhelinliikenne. Tämän palvelun on tapah-duttava kustannusedul1isesti analogisen suoran keskusjohdon liitännän, joka on asiakkaan tiloissa, ja 64 kbit/s valintaisen verkon DASS2 2,048 Mbit/s liitännän välillä. Analogisen puhe-'·' ‘ 1inliikenteen lisäksi on myös olemassa monenlaisia muita palve luja, jotka nykyisin toimivat analogisessa muodossa kuparijoh-dinparien paikallisverkon välityksellä. Bittienkuljetusjärjes-telmän kehysrakenteen ja siirtokäytäntöjen tulisi olla riit-tävän joustavia perus-ISDN- tai CATV-signaal ien välittämiseksi. Tärkeänä periaatteena on, että rajoittava "vain puhelinlii-(·· kenne" -suunnittelu ei estä ennakolta tulevien uusien palvelu- • " jen lisäämistä. Minimikustannusverkon aikaansaaminen voi kui- tenkin olla ristiriidassa tämän tavoitteen kanssa ja tarkasti harkitun kompromissin tekeminen saattaa olla tarpeellista.

.·. : Menetelmiin, joita voidaan käyttää lisäpalvelujen aikaan 15 108903 saamiseen, sisältyy aikajakokanavoinnin suurempi käyttö lisäämällä bittitaajuutta ja laajentamalla kehysrakennetta, ottamalla käyttöön WDM ja käyttämällä lisäkuituja. Näitä menetelmiä selitetään seuraavassa.

b) Verkko- ia asiakas 1iitännät

Englantilaisen verkon päävaatimuksena on liittää verkko 54 kbit/s valintaiseen verkkoon 2,048 Mbit/s DASS2 yhteyksien kautta käyttämällä tilastollisesti multipleksoitua signalointia aikavälissä 16. Tällöin vaaditaan siirtokäytännön muunnos keskuspäässä bittienkuljetusjärjestelmän kautta tapahtuvan kanavakohtaisen signaloinnin muuttamiseksi digitaalisessa keskuksessa tarvittavaan tilastollisesti multipleksoituun muotoon. Perus-ISDN on käsiteltävä samalla tavalla siten, että tarvitaan muunnos I-sarjaliikennekäytännöstä DASS2-käytäntöön. Jossakin vaiheessa tulevaisuudessa 64 kbit/s valintainen verkko kykenee kuitenkin käsittelemään I-sarjaliikennekäytäntöjä, mikä : .·, mahdollistaa luopumisen I-sarjaliikennekäytännön muuntamisesta .· DASS2-käytäntöön. Analogisen puhelinti 1 aajaliitännän spesifi kaatio on määritelty määräyksessä BTNR 315, mutta vain keskuk-sessa olevan liitännän mutta ei tilaajan päätteen kannalta.

*···' Monenlaisia asiakasyksiköitä voidaan ajatella käytettävän ‘ palevelemaan tilaajia, jotka ulottuvat monen tilaajajohdon yrityskäyttäjistä yhden johdon yksityiskäyttäjään. Peruselementtien modulaarisuus on perusperiaatteena kaikille asiakasyksikköratkaisui11 e toiminnallisen joustavuuden i"'. mahdollistamiseksi. Silmukan katkaisu ja MF4-signalointi tulevat olemaan käytössä.

: " c) Kaapelointi :v Monet tämän alueen ongelmat on yhteisiä kaikille verkkoraken teille. Olemassa olevien ratkaisujen muunnokset osoittautuvat 16 108903 todennäköisesti riittäväksi keskuksen ja kaapin ja kaapin ja jakopisteen välisille yhteyksille. Verkon katumultipleksiversio ei edellytä erittäin vaativaa kaapelikehitystä.

d) Tehonsyöttö I Asiakkaan tiloissa oleva verkkopääte käyttää asiakkaan antamaa vaihtovirtaverkon tehoa. Tämä poikkeaa tämän hetkisestä kupari-johdinpariverkon paikalliskeskuksesta tapahtuvasta tehonsyöttö-käytännöstä.

e) Kotelot

Alkuperäisenä päämääränä on asentaa komponentit olemassa olevien kaappien sisään modulimuodossa.

Jakopisteen paikan on seurattava käytetyn jakopistestrategian tarkastelusta (esim. haaroituskaapelipääte pylvään päässä tai • jalkakäytävällä olevassa kotelossa). Vaihtoehtoja on vastaa- —: vasti olemassa asiakkaan päätteelle (asunnossa, autotallissa . ,·, jne.), mikä vaatii arviointia ennen laitekehittelyä. Asiakkaan päätteen tapauksessa fysikaalinen turvallisuus on selvästi huo-mioonotettava tekijä, yhdessä tehonsyöttö-, paristovarmennus-jne. kysymysten kanssa. Itseasiassa on todennäköistä, että ‘ asiakas vaatii kaksi koteloa, yhden haaroituskaapelin muutta miseksi sisäiseksi kaapeliksi ja toisen elektroniikan, paristojen jne. sijoitusta varten.

Katumultipleksointivaihtoehdon tarkastelu aiheuttaa pääasiassa ylimääräisen kotelon suunnittelun ja siirtää joitakin pääte-ongelmista ulkoiseen verkkoon. Tehonsyötöstä ja ympäristö-’ ’ kysymyksistä on siten huolehdittava tällä alueella.

17 108903 V Verkon hallinta ia testaus

Verkon hallinta muodostaa keinon verkon käyttämiseksi ja huoltamiseksi tehokkaasti ja luotettavasti. Toiminteisiin, jotka tarvitaan erittäin luotettavan keskitetyn kaukohal1innan toteuttamiseen, sisältyy laitteiston tilan valvonta, kauko-testaus ja vianmääritys, vikojen raportointi ja analyysi, korrelaatio- ja korjausproseduurit, verkon alustus, kon-figurointi ja resurssien hallinta.

j Verkon hallinnan yleisenä pyrkimyksenä on vikojen nopea havait seminen ja korjaus mahdollisimman pienillä kustannuksilla ja häiriöillä asiakkaille. Ideaalitapauksessa tämän tulisi tapahtua havaitsemalla jo pieni palvelun heikentyminen eikä odottaa, kunnes vika vaikuttaa voimakkaasti palveluun. Keskitetyn verkon hallinnan ja vianmäärityksen tulisi toteuttaa odotettu vian paikallistaminen riittävälle tasolle, niin että vian korjaus tapahtuu koulutetun teknikon yhdellä käynnillä.

I Jotkut huoltotoiminnat voidaan sisällyttää DASS2-sanomiin, jotka kulkevat 2,048 Mbit/s liitäntöjen kautta keskuksen läpi pysyvään ohjaus- ja huoltokeskukseen OMC. Muita toimintoja on *. " kuitenkin todennäköisesti hoidettava verkon ha 11intakeskuk- sesta, joka voi kerätä tietoja useiden tilaajalaitteiden : verkonhal1intakanavi 1 ta .

Seuraavassa selitetään pelkästään esimerkkinä esillä olevan keksinnön eräitä erikoisia toteutusmuotoja oheisiin piirus-... t uksi in liittyen, joissa , Kuvio 1 on optisen kuitutietoliikenneverkon kaavio, I kuvio 2 on kaavio kuvion 1 verkosta, joka on järjestetty täydellistä kaksisuuntaista toimintaa varten, kuvio 3 on kaavio verkosta, joka on järjestetty osittaista ! ' kaksisuuntaista toimintaa varten, 18 108903 kuvio 4 on kaavio verkosta, jossa on jakopisteeseen kupari-johdinparei11 a kytkettyjä asiakaspäätteitä, kuvio 5 on kaavio juotetusta optisesta kytkinmatriisista, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuvioiden 1-4 verkkojen yhteydessä, kuvio 6 on lohkokaavio bittienkuljetusjärjestelmästä, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuvioiden 1-4 verkoissa, kuvio 7 on lohkokaavio suojatusta 1ähetysmodulista, jota voidaan käyttää kuvioiden 1-4 verkkojen asiakaspäätteissä, kuvio 8 on kaavio multipleksijärjestelmästä, jota voidaan käyttää kuviossa 1 esitetyn mukaisessa verkossa, kuvio 9 on kaavio koejärjestelystä, joka simuloi täydellisesti asennettua verkkoa, kuvio 10 on taulukko, joka esittää esillä olevan keksinnön peruspuhe1inverkon mahdollisia parannuksia ja siihen liittyviä teknologiaparannuksia, jotka tarvitaan parannusten aikaansaamiseksi, kuviot 11 - 13 esittävät kolmea porrasta esillä olevan keksinnön mukaisen verkon mahdollisessa evoluutiossa alunperin vain puhel inl iikennepal vei ua välittävästä laajennetuksi i i i>( monipa 1 veiuverkoksi , kuviot 14 - 18 esittävät kuviossa 6 esitetyn bittienkuljetus- t ? P f < |1(’ järjestelmän kehysrakennetta, '·<·' kuviot 19 - 21 esittävät kuvion 6 bit ti enkul jetus jär jest elmän • i ' keskuspäätä ja kuviot 22 - 24 esittävät kuvion 6 bittienkuljetusjärjestelmän ti laajapäätä.

Kuviossa 1 on esitetty perusperiaate verkosta, jossa esillä • t i oleva keksintö voidaan toteuttaa. Kuviossa on esitetty optinen _· * kuitutietoliikenneverkko 2, jossa keskus 4 on yhdistetty opti- > 4 : ’ sella yksimuotokuidul1 a 6 120 asiakkaaseen 8, joista selvyyden • i i vuoksi on esitetty vain yksi. Verkossa on käytetty kaksitasois-, V · ta optista haaroitusta kaappi- ja jakopistetasol1 a aaltopituus- riippuvuudeltaan tasaisten optisten kytkimen 10 ja 12 avulla.

19 108903

Jokainen asiakas 8 saa kuidun 14 jakopisteestä ja tämän kuidun välityksellä keskuksesta 4 lähetetyn aikajakokanavoidun signaalin. Asiakkaan laitteisto saa tietyt tälle kohdepaikal1 e tarkoitetut aikajakokanavoinnin aikavälit sekä niihin liittyvät signalointikanavat. Toiset liitäntäpiirit (ei esitetty) aikaansaavat asiakkaan vaatimat yksilöidyt palvelut, esim. analogisen puhelinliikenteen tai ISDN-palvelut. Asiakkaat lähettävät digitaalista puhetta tai dataa takaisin keskukseen käyttämällä ; OTDMA-käytäntöä pienen toimintasuhteen toimintamuodossa yhty- | vien liikennevirtojen lomittuessa passiivisesti jakopisteen ja | kaapin haaroituspisteissä. Oikea ajoitus saadaan synkronoimalla i asiakkaan laitteisto keskuksen kelloon ja käyttämällä etäisyy-denmittauskäytäntöä asiakkaan laitteiston digitaalisen viive-linjan asettamiseksi keskuksen vastaanottimen vapaisiin aika-väleihin kytkeytymistä varten.

Keskuksen vastanottimessa käytetään kahta muuta amplitudi-kynnystä, jotka mahdollistavat vastaanotetun amplitudin val-:·: : vonnan ja ohjauksen. Jokaisesta asiakkaan aikavälistä otetaan peräkkäin näytteitä ja asiakkaan lähetinteho asetellaan läh-·.· .' tevän suunnan kaukomittaustien välityksellä siten, että vasut: taanotettu signaali osuu kahden kynnyksen väliin. Yksi tämän ratkaisun eduista on, että jokaisessa etäällä olevassa lähet-timessä ei tarvita vai vontavalodiodia .

Asiakkaan lähettimen kustannuksia voidaan edelleen pienentää, koska se toimii pienen toimintasuhteen toimintamuodolla. Tällä ... toimintamuodolla toimittaessa ei tarvita lähteen 1 ämpöti 1 asää- töä. Toimintasuhde riippuu siitä kuinka moneen aikaväliin 1 ii — ‘ tytään ja yhden tilaajohdon asiakkaan tapauksessa se voi olla ; jopa vain 1:128 .

Tilapäisen järjestelmäsuunnittelun näkökulma suosii optista haaroitusta 128 haaraan ja 20 Mbit/s siirtonopeutta. Tämän 1 avulla voidaan saada houkutteleva valikoima palveluvaihtoehtoja 20 108903 sekä yritys- että yksityisasiakkaille. Kapasiteettia on riittävästi 144 kbit/s ISDN-1iitännän syöttämiseksi enintään 120 asiakkaalle (jätettäessä 8 varatestiporttia). Yritysasiakkaat, jotka tarvitsevat suurempia kapasiteetteja, voivat liittyä niin moneen aikaväliin kuin tarvitaan järjestelmän maksimi-kapasiteetin rajoissa.

Koska lähtevä liikenne levitetään kaikille, järjestelmän suunnittelulta edellytetään toimenpiteitä tietoliikenteen suojauksen varmistamiseksi. Satunnainen pääsy aikaväleihin voidaan estää asiakkaan päätteen 8 oikealla suunnittelulla. Aikaväleihin liitytään asiakkaan laitteiston digitaalisen viivelinjan asetuksen mukaisesti. Tätä toimintaa kauko-ohja-taan keskuksesta 4. Salaus ja aikavälihypyt ovat muita toimenpiteitä, jotka voivat osoittautua tarpeellisiksi.

Kuviossa 2 kuvion 1 optinen verkko 2 on järjestetty täydellistä kaksisuuntaista toimintaa varten. Heijastusongelmia ja duplek-· sikytkinhäviöitä pienennetään siten, että verkko toimii eri-suurilla tulevilla ja lähtevillä aaltopituuksilla. Siten kun ; (keskuksesta 4) lähtevä liikenne siirretään 1550 nm ja tuleva liikenne 1330 nm aaltopituudella, järjestelmän kummassakin päässä olevien kytkimien 16 väl iinkytkentävaimennus voidaan suunnitella huomattavasti pienemmäksi.. Lisäksi optisten esto-suotimien 10 käyttämimen asiakaspäätteen vastaanottimissa (heijastuneen valon hylkäämiseksi) helpottaa huomattavasti y1ikuulumisongelmia, vaikka tietenkin suodintoiminnan toteuttamisen kustannuksella.

: Täysin kaksisuuntaisen verkon etuna on asennetun kuitumäärän minimointi, mutta ratkaisu kärsii enemmän potentiaalisista ylikuulumisongelmista kuin muut verkot, minkä vuoksi käytetään , erillisiä tulevia ja lähteviä aaltopituuksia ja suotimia 18.

Verkossa käytetään ainakin 2N kytkintä (missä N on asiakkaiden lukumäärä, jolloin asiakasta kohti on kaksi kytkintä).

21 108903

Ylikuuluminen syntyy valosta, joka heijastuu takaisin jostakin verkon päättämättömästä kuidun päästä (kun päitä valmistellaan esimerkiksi uusien asiakkaiden liittämiseksi). Tämän täysdup-1eksitopologian toisena haittana on, että järjestelmän molemmissa päissä tarvittavat haaroittimet aiheuttavat optisen ete-nemistievaimennuksen kasvamisen noin 6-7 dB muihin topologioihin verrattuna.

Kuviossa 3 on esitetty eräs vaihtoehtoinen verkko, jossa kuvion 2 kytkimet 16 on sisällytetty kaapin ja jakopisteen haaroitti-miin, viimeksimainitun ollessa merkitty asiakkaan 8 kohdalla haaroittimeksi 20. Tämä ratkaisu käyttää vähintään 2N-1 kytkintä, yhden vähemmän kuin täysdupleksiverkko, mutta vaatii enemmän kuitua. Siinä saadaan myös käyttöön ylimääräinen 3 - 3,5 dB optinen tehotaso, joka voitaisiin käyttää optisen haaroituksen koon lisäämiseen (ja siten asiakasta kohti tarvittavan kuitu-määrän pienentämiseen) tai väljentämään järjestelmän suunnit-telumarginaaleja. Heijastusten erotusta voidaan jälleen paran-: taa käyttämällä erilaisia tulevaa ja lähtevää aaltopituutta ja optista suodatusta.

.·. ; Kuvion 4 verkko esittää kuvion 2 verkkoon perustuvaa vaihto- ehtoa varhaista yksityiskäyttäjien puhel inmarkkinoi 11 e tun-;;; keutumista varten. Se sisältää aktiivisen elektronisen ' jakopisteen, joka voi käyttää olemassa olevaa kuparihaara- johtoa 24, joka on kytketty muuten täysin passiiviseen optiseen arkkitehtuuriin. Tämä topologia saattaa olla käyttökelpoinen lyhyellä tai keskipitkällä aikavälillä silloin, kun : : liikekeskuksen yritysyhteisöl1 e tarjotaan täydellinen esillä olevan keksinnön mukainen verkko ja kun johtokanavien tungoksen ' vähentämiseksi kuparikaapeleita poistamalla samalla reitillä • olevat yksityisasiakkaat kytketään järjestelmään. Optisen '···' tekniikan kustannusten jatkaessa alenemistaan aktiiviset jakelupisteet poistetaan ja täydellinen verkko ulotetaan yksityisasiakkaille tien tasoittamiseksi uusien laajakais 22 108903 täisten palvelujen käyttöönotolle.

Kuviossa 5 on esitetty esimerkki kuvioiden 1-4 verkoissa käytetyn mukaisesta juotetusta kuitukytkimestä.

Juotettu kuituhaaroituskytkin 30 on valmistettu 2x2 element-tikytkinten 32 moniportaisesta matriisista. Jotta kuidun molempien optisten ikkunoiden (1300 nm ja 1550 nm) käyttömahdollisuus säilytettäisiin, käytetään laitteita, joilla on tasaiset aa1 topituusominaisuudet.

Yksittäiset 2x2 kytkimet, joilla on tasaiset aaltopituusomi-naisuudet, ovat juuri tulossa kaupallisesti saataville. Tekniikka 2x2 elementtikytkimien valmistamiseksi on selitetty hakijan rinnakkaisessa GB-patenttihakemuksessa no. 8519183. Parannukset kytkentäsuhteen toleransseissa ja tasaisemmat spektriominaisuudet ovat erikoisesti toivottavia, koska ne vaikuttavat suoraan optiseen tehotaseeseen, optisen haaroituk-: sen kokoon ja järjestelmän kokonaistaloudellisuuteen. Alustavat “"· tulokset viittaavat noin 1 dB kytkentäsuhteen vaihteluun koko j : optisen ikkunan (1275 nm - 1575 nm) alueella, mikä viittaa ; siihen, että kytkimen parametrit ja järjestelmän aaltopituudet on valittava huolellisesti, jotta esimerkiksi edellä mainittu . 128 haaran haaroitustavoite voitaisiin toteuttaa tai oudel1 isesti .

Kokonaishaaroituksen optimikokoon vaikuttaa monia tekijöitä ja mikä tahansa sopiva arvo voidaan valita. Haaroituksen kokoon vaikuttavia tekijöitä ovat: kustannukset, optinen tehotase, : järjestelmän bittinopeus, huoltovaatimukset, johtojen lukumäärä asiakasta kohden jne. Alustava tutkimus, joka perustui kuvion 2 kaksisuuntaisen verkon yksinkertaiseen optiseen tehotasemalliin ja järjestelmän maksimibittinopeusoletukseen noin 20 Mbit/s, on ; viitannut binäärihaaroituksen kokoon 128. Tämä vastaa 120 ; asiakasta sekä 8 testiliitäntäpistettä käytettävissä olevalla 23 108903 kapasiteetilla 144 bit/s ISDN-palvelun (tai vastaavan bittino-peuden) syöttämiseksi jokaiselle yksityiselle asiakkaalle.

Kuviossa 6 on esitetty kuviossa 1 esitetyssä verkossa käytettäväksi tarkoitetun bittienkuljetusjärjestelmän pääpiirteet. Keskuksen palveluliitäntäyksikkö 34 vastaanottaa verkon palvelun, esimerkiksi analogisen puhelinliikenteen, primäärinopeus-ISDN-liikenteen (20 Mbit/s), 64 kbit/s datapiirin jne. ja muuntaa sen standardi 1iitännäksi bittienkuljetusjärjestelmään. Bittienkuljetusjärjestelmä kuljettaa tämän palvelun toiseen standardi 1iitäntään asiakkaan 8 päätelaitteistossa. Asiakkaan palveluliitäntäyksikkö 40 muuntaa tässä kohdassa liitännän vaadittuun muotoon tilaajalaitetta varten, esim. analogiseksi puhelinliikenteeksi jne.

Bittienkuljetusjärjestelmä siirtää palvelujen ja mahdollisen niihin liittyvän signaloinnin lisäksi myös verkon hallinta-sanomat. Nämä hai 1intasanomat huolehtivat järjestelmän häiriöt-: .·. tömästä toiminnasta, eivät siirrettävästä palvelusta, ja niihin sisältyy seuraavat jär jestelmätoiminnat: a. Etäisyydenmittauskäytäntö kunkin kanavan pitämiseksi oikein ’ t‘ ajoitettuna järjestelmän keskuspäässä.

b. Mahdollisuus kytkeä etäältä pois toiminnasta asiakkaan ' laitteiden laserit vianmääritystarkoituksia varten.

c. Asiakkaan lasereiden käyttövirran kaukoasettelu optisen antotehon ohjaamiseksi.

d. Päätteen/asiakkaan tunnistuksen, hyväksymisen ja kanavien varauksen toteuttaminen.

e. Vianmäär i t ys t i edon ja järjestelmän kysel ysanomien antaminen.

: " Etäisyydenmittaustoiminta muodostaa keinon kunkin asiakkaan datan synkronoimiseksi tulevassa suunnassa kompensoimalla erisuuruiset johtopituudet ja verkon etenemisviiveen vaihtelut. Bittienkuljetusjärjestelmä suorittaa etäisyydenmittauksen 24 108903 jaksoi 1 isesti ja suorittaa tällöin pienehköjä korjauksia mahdollisen aikaryöminnän korjaamiseksi automaattisesti.

Kuvioissa 14 - 18 on esitetty yksityiskohtaisemmin bittien-kuljetusjärjestelmä, joka voi siirtää ISDN-palvei un 128 asiakkaalle.

Peruskehyksen (kuvio 14) on esitetty käsittävän 2304 bittiä dataliikennettä ja 128 yhden bitin hai 1intakanavaa ja 12 bittiä kuidun tunnistukseen, jota ei tässä esimerkissä käytetä ja jotka bitit ovat siten varalla.

Jokainen dataliikenteen 2304 bitistä vastaa 30 kanavaisen aikajakoväylän 8 kbit/s peruskanavaa. Asiakaspalvelu toteutetaan tällöin antamalla kullekin asiakkaalle kokonaislukumäärä näitä 8 kbit/s kanavia. Perusnopeuden ISDN-palvelua varten jokaiselle asiakkaalle annetaan 18 tällaista 8 kbit/s kanavaa ts. 18 bittiä peruskehyksestä. Sen 2304 bittiä edustavat siten ; 128 I SDN-pa 1 vei ukanavaa , joissa kussakin on 18 bittiä.

, Peruskehys sisältää kaiken näistä kanavista yhden näytteen- ;’·_ ottojakson aikana tulevan datan. Peruskehys sisältää siten '· '« kehyksel 1 isen (2 Mbit/s väylän) dataa 2304 8kbit/s kanavasta ja 128 hai 1 intakanavasta. Peruskehys on samanlainen sekä keskus-·’,1 päästä asiakkaan päähän (levitys) ja asiakkaan päästä keskus- päähän (paluu) tapahtuvissa lähetyksissä.

Kuviossa 15 on esitetty ylikehys, joka muodostuu osasta 50, joka käsittää 80 peruskehystä ja tahdistuskehyksen 52, joka vastaa kahta peruskehystä. Ylikehyksen jakso on 10 ms ja se , käsittää 200408 bittiä. Siirto bittienkuljetusjärjestelmän : kautta tapahtuu siten nopeudella 20,0408 Mbit/s.

*,·, Levitetyn lähetyksen tahdistuskehys 52 (keskuspäästä) suorittaa > eri tehtävän kuin palaava tahdistuskehys (asiakkaan päästä).

25 108903

Kuviossa 16 on esitetty keskuspäästä tuleva tahdistuskehys 52 yksityiskohtaisemmin. Keskuspäästä tulevan tahdistuskehyksen viimeiset 140 bittiä (52A) ovat oleellisia järjestelmän toiminnalle, koska ne muodostavat ylikehyksen tahdistussanan keskus-päästä asiakkaan päähän päin, joka käsittää esimerkiksi 140 nollabittiä, jonka asiakkaan pää tunnistaa, mikä tekee asiakkaan päälle mahdolliseksi sille tarkoitetun datan paikallistamisen ja vastaanottamisen y1ikehyksestä. Ensimmäiset 4748 bittiä (52B) varmistavat, että levitys- ja paluukehysraken-teilla on sama formaatti. Näitä 4748 bittiä voidaan myös käyttää kuiduntunnistustarkoituksiin ja yleiseen levitysjärjestel-män huoltoon ja niitä voidaan kutsua yleisesti järjestelmän hai 1intatiedoksi.

Kuviossa 17 on esitetty asiakkaan päästä tuleva tahdistuskehys (54). Tätä tahdistuskehystä käytetään pääasiassa etäisyyden-mittaukseen, vaikka sitä voidaan käyttää myös tunnistamaan kuituun kytketyt aktiiviset asiakaspäät verkon jossakin j kohdassa. Paluutahdistuskehys on jaettu segmentteihin 54Ά ja .: 54B vaiheen 1 etäisyydenmittausta varten ja vaiheen 2 etäi- syydenmittausta varten.

Vaiheen 1 etäisyydenmittaus käyttää ensimmäiset 4288 bittiä ; (54A). Tämä antaa hieman yli 200 ps tyhjää aikaa, jossa voidaan mitata yksi asiakkaan pää kerrallaan. Tämän suorittamiseksi keskuspäässä oleva ha 11intaohjäin antaa uudelle asennetulle asiakaspäälle käskyn lähettää yhden pulssin vaiheen 1 jakson alussa. Ohjain havaitsee tällöin kuinka monen bitin viive kuluu ennen tämän pulssin saapumista keskuspäähän. Useiden yritysten jälkeen ohjain on määrännyt oikean bittiviivekertoimen ja antaa asiakkaan päälle käskyn edetä vaiheen 2 etäisyydenmittaukseen ‘ tätä korjausta käyttämällä.

Vaiheen 2 etäisyydenmittauksen ja kuiduntunnistuksen 660 bittiä on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 18.

26 108903

Jokaisella 128 asiakkaan päällä on oma 5 bitin levyinen vaiheen 2 etäisyydenmittauksen ala-aikaväli tahdistuskehyksen viimeisessä 640 bitissä. Keskuspään ohjain käyttää näitä asiakkaan pään 1ähetysvaiheen asettelemiseen, niin että pulssit saapuvat keskuspäähän sen kelloon tahdistettuina. Tällä vältetään kellotaajuuden regeneroinnin tarve keskuspäässä. Lisäksi paluutien lähetys voi muodostua asiakkaan pään lähettimen yksinkertaisesta on/ei-kytkennästä, mikä pienentää asiakkaan pään laserin elinikävaatimuksia. Siitä seuraa myös paluutien käytön parempi tehokkuus, koska kellotaajuuden regenerointi-informaatiota ei tarvitse lähettää.

Kun alun vaiheen 2 etäisyydenmittaus on suoritettu, asiakkaan päälle annetaan käsky "kytkeytyä linjalle". Se aktivoi tällöin paluutien hai 1intakanavansa ja myös tunnustahdistuspulssinsa. Kaikki verkon aktiiviset asiakaspäät lähettävät samalla hetkellä tämän tunnustahdistuspulssin, mitä seuraa 19 nollabittiä (jotka muodostavat yhdessä osan 54D).

• : Tämä muodostaa suuritehoisen merkkipulssin paluutien tunnuksen . .·, ilmaisemiseksi. Keskuspäässä oleva tunnusiImaisin valvoo tämän .·, ; suuritehoisen pulssin lähetystä ja tämän jälkeen seuraavia 5 !bitin levyisiä osa-aikavälejä nähdäkseen esiintyykö lähetystä.

Jos esimerkiksi osa-aikavälissä 3 on pulssi, asiakaspää 3 on ' ' aktiivinen kuidun tässä kohdassa.

Ideaalisesti kun keskuspää on ilmoittanut asiakaspäi11 e niiden asianomaiset bittiviivekertoimet, kaikki tunnustahdistuspulssit • esiintyvät samalla hetkellä keskuspäässä vastaanotetussa tah- distuskehyksessä. Jos jossakin asiakaspäässä kuitenkin esiintyy ryömintää (joka voi johtua laitteista tai siirtovälineestä), vaikutus vastaanotettuun merkkipulssiin on erittäin pieni ja muutos a janhetkessä, jolloin summautuneet tunnustahdistuspul ξι sit liipaisevat tunnustahdistuspul ssin. ilmaisupiirin, on merkityksettömän pieni. Päävahvistin katsoo siten edelleen 27 108903 kaikkien asiakaspäiden toimivan oikein, mutta laskee uuden arvon bittiviivekertoimel1 e ja lähettää sen harhautuneelle asiakaspää11 e, minkä vaikutuksesta sen tunnustahdistuspulssi tulee synkronoiduksi muihin tunnustahdistuspulsseihin.

Osa-aikaväleihin liittyvää suuritehoista tunnuspulssia voidaan myös käyttää sen ilmaisemiseen lähettääkö tietty päävahvistin käyttämällä jossakin kohdassa verkossa optista ilmaisinta, kuten esimerkiksi optista kytkinlaitetta, joka on selitetty hakija rinnakkaisessa GB-patenttihakemuksessa n:o 8706929.

Tällaista laitetta voidaan käyttää liittämällä se kuituun, jonka vaippa on poistettu. Tämä on hyödyllistä kentällä toimiville asentajille, joiden on halutessaan katkaista tietyn kuidun oltava varmoja, että he ovat tunnistavat oikein tämän kuidun.

Toisin sanoen valvomalla laitteen avulla paluutahdistuskehystä asentaja voi määrätä kuidussa aktiivisina olevien asiakais-• päiden laitenumerot, mutta asentajan on valvottava lähetys- ·;··: suuntaa havaitakseen mihin verkkoon kuitu liittyy.

' Palattaessa kuvioon 16 ylikehyksen tahdistussanan 140 bittiä ... voidaan myös käyttää katkosten havaitsemiseen kuituverkossa.

Optisen aikatason ref 1 ektometrian periaatteiden mukaan tunne-' taan, että kuitua pitkin lähetetty signaali heijastuu katkos- kohdasta. Näiden heijastusten amplitudia ja taajuutta voidaan käyttää kuidussa mahdollisesti olevien katkosten sijainnin määräämiseen. Koska ylikehyksen tahdistussana lähetetään sekoi-;tuksen jälkeen (kuten myöhemmin selitetään) säännöllisin välein, päävahvistimessa olevaa autokorrelaattoria (kuvio 20) ‘ käytetään sanan tunnistamiseen. Sanan lähetyksen ja sen mahdollisten heijastusten vastaanoton välinen aika antaa tietoa kuidun mahdollisten katkosten sijainnista.

28 108903

Kuvioissa 19 - 24 on esitetty yksityiskohtaisemmin keskuspää ja asiakkaan pää. Tällaisen tietoliikennejärjestelmän tärkeänä vaatimuksena on, että asiakkaan pää pysyy samassa tahdissa keskuspään kanssa.

Kuviot 19, 20 ja 12 esittävät keskuspäätä. Pääkello 60, jonka taajuus on 20,0408 MHz, joka vastaa järjestelmän bittinopeutta, on vaihelukittu keskuspään piiriohjaimelta 62 tulevaan 2,048 MHz (joka on lyhennetty tässä selityksessä muotoon 2MHz) kelloon, joka vastaa standardin mukaista 32 kanavan aikajakoväy-lää. Myös peruskehyksen (kuvio 21) ja ylikehyksen tahdistussig-naalit kehitetään ja lukitaan piiriohjaimelta tulevaan 8 kHz kehyssignaaliin. 2,304 MHz bittikello 64 kehitetään (keskuspään ajoitusgeneraattorissa 66), jotta piiriohjain voi lisätä lisä-bitin kanavaa kohti samalla kehystääjuudella peruskehykseen bittitaajuuden muuntamiseksi järjestelmän vaatimaksi.

. , Jotta asiakkaan pää pysyisi "tahdissa" keskuspään kanssa, ·· : keskuspäästä tulevaa tietoa käytetään kel 1 opulssien regene- rointiin asiakkaan päässä. Tähän tarkoitukseen käytetään nollabittien ja ykkösbittien välisiä siirtymiä. Keskuuspäästä : tulevassa tiedossa voi kuitenkin olla liian vähän siirtymiä : : kellon regenerointiin. Keskuspäästä tuleva tieto on tämän vuoksi sekoitettava käyttämällä vaiesatunnaista binäärisek-venssiä sellaisen datavuon kehittämiseksi, jossa on paljon siirtymiä. Keskuspään piiriohjaimesta tuleva data sekoitetaan sekoittimella 68 kuviossa 20 esitetyllä tavalla käyttämällä 29 ... -1 sekoitussekvenssiä.

’ Myös tahdistuskehys (kuvio 16) sekoitetaan käyttämällä erilaista vai esatunnaista binäärisekvenssiä (käyttämällä sekoittimen 68 siirtorekisterin eri väliottoja) ja se lisätään sekoitettuun dataan. Tahdistuskehyksen (kuvio 16) viimeistä 140 1 bittiä, ylikehyksen tahdistussanaa, käytetään asiakaspään ' " synkronointiin. Ennen sekoittamista nämä 140 bittiä ovat 140 29 108903 nollabittiä. Sekoitettuina ne muodostavat helposti tunnistettavan sanan, jota käytetään optiseen aikatason ref 1ektometriaan vuotojen havaitsemiseen kuten edellä on mainittu.

On erittäin tärkeää, että asiakaspää tunnistaa oikein 140 bitin ylikehyksen tahdistussanan. Jos käytettäisiin luonnollisesti esiintyvää 140 nollabitin jonoa tahdistuskehyksen ensimmäisessä 4748 bitissä, asiakaspää tunnistaisi ylikehyksen tahdistussanan väärin. Nämä 4748 bittiä häiritään tämän vuoksi tarkoituksellisesti niiden sekoitettamisen jälkeen tunnetun virheen aikaansaamiseksi. Tämä saadaan aikaan invertoimalla joka 16. bitti sekoittajassa olevalla invertteripiiri1lä ja tämä varmistaa, että asiakaspää ei tunnista virheellisesti ylikehyksen tahdis-tussanaa. Data voidaan myös salata suojaussyistä.

Keskuspäässä vastaanotettu data palautetaan ja esitetään piiriohjaimelle: • S · I Kuviossa 21 on esitetty keskuspään piiriohjain, jonka tehtävänä on 8 Verkkosovitin kortin liittäminen bittienkuljetusjärjestel-mään. Jokainen Verkkosovitin käsittelee kaiken liikenteen 2 Mbit/s tietovuosta (tai vastaavasta). Oletetaan, että kaikkien kahdeksan verkkosovitinkortin lähdöt on kehystahdistettu ja j· ’ että kaikki 2 MHz kellot ovat synkronisia.

Kehysohjauksen 2,048 ja 8 kHz vertai 1ukel1ot on johdettu verk-kosovittimien tuloista bittienkuljetusjärjestelmän 20,0408 pääkellon vaihelukitsemiseksi. Bittienkuljetusjärjestelmä antaa / yhteisen 2,304 MHz kellon jokaiselle verkkosovittimelle piiri- . . ohjaimelle päin ja siltä pois suuntautuvan datasiirron , ’· tahdistamiseksi.

y Data tallennetaan jonopuskureihin ja siirretään bittienkul- jetusjärjestelmän läpi 1ähetysrekisterin kautta. Tässä käytetään ohjausta, joka varmistaa, että vain minimäärä dataa 30 108903 tallennetaan jonopuskuriin. Tämä on tärkeää bittienkuljetusjärjestelmän kautta tapahtuvan kuljetusviiveen pitämiseksi tarkasti säädettynä.

Vastaanottopuolel 1 a bittienkuljetusjärjestelmän kautta vastaanotettu data tallennetaan jälleen jonopuskuriin ennen sen palauttamista verkkosovitinkortei11 e 1ähtöporttien kautta. Myös tässä käytetään jonopuskurin sisällön ohjausta.

Kuvioissa 22, 23 ja 24 on esitetty asiakkaan pää yksityiskohtaisemmin .

20,0408 MHz kello 70 on vaihelukittu tulevaan sekoitettuun datavuohon. Tämä antaa kello-ohjauksen vastaanottimen kaikille piireille. Keskuspäästä tuleva tahdistuskehys, joka sisältää peruskehyksen ja ylikehyksen tahdistussanat, vastasekoitetaan vastasekoittimella 72 (jona on itsetahdistuva vastasekoitin) ja , , erotetaan vastaanottimen tahdistamiseksi.

» I * Lähetetty datavuo vastasekoitetaan tämän jälkeen vastasekoit-tajalla 74, joka on sekoittimeen 68 nähden käänteinen, ja jos ·, ; datavuo on salattu suojaussyistä, salaus poistetaan ja tulok-: : sena oleva vastaanotettu datavuo syötetään piiriohjaimel1 e.

» » i Lähetyskehyksen ajoitusta on siirretty määrätyn lukumäärän kellojaksoja ja 1ähetyskel1ovaihe asetetaan 1ähetysvaihe- ja kehysgeneraattorissa 76. Käytettävät arvot arntaa hallinta-,,, erotusyksikkö 78. Tämä mahdollistaa asiakkaan päästä lähetet- tyjen databittien käytön, ajan ja saapumisvaiheen tarkan _ asettelun keskuspäässä .

Paikallinen 2,048 MHz kello 80 on vaihelukittu 20,0408 MHz kelloon 70 ja tämä ja 8 kHz kehyskello 82 syötetään myös piiriohjaimel1 e.

I » 31 108903

Kuvio 24 esittää asiakkaan pään piiriohjainta.

Datansieppaaja 84, joka tulkitsee käynnistyskanavan kaistan bittinopeusinformaation hai 1intalohkosta, sieppaa tietyt yksityiset databitit vastaanotetusta datavuosta. Siepattu data tallennetaan 1ähtöjonopuskuriin, kunnes se annetaan asiakkaan pään verkkosovittimel1 e.

Jonopuskurin sisällön ohjauksen suorittaa kehysohjaus1 ohko 86, joka varmistaa, että jonomuistin sisältö pidetään mahdollisimman pienenä. Tämä on jälleen välttämätöntä bittienkul-jetusjärjestelmän siirtoviiveen minimoimiseksi.

Data ladataan asiakkaan pään verkkosovittimeen ja sieltä pois käyttämällä kelloa, jonka Verkkosovitin on johtanut bittien-kuljetusjärjestelmän antamasta 2,048 MHz ja 8 kHz standardi-kel1oparista.

I Bittienkuljetusjärjestelmän keskuspäähän lähetettävä data «I * > kulkee samanlaisen tien kautta ja se lähetetään erillisinä ’ :· bitteinä, jotka on lomitettu muilta asiakaspäi1tä tulevaan liikenteeseen. (Tällainen ratkaisu mahdollista halvemman laserdiodin käyttämisen asiakaspään 1 ähettimessä) .

Eräs yksinkertainen keino suojauksen aikaansaamiseksi on estää fysikaalisesti pääsy signaaleihin. Tämä voidaan saavuttaa optisella tasolla esimerkiksi siten, että ei käytetä irroitet-tavia liittimiä, vaan pelkästään kiinteää kytkentää suljettuun !'! yksikköön, mikä ei mahdollista luvatonta pääsyä aikaväleihin , ulkopuolisesta maailmasta. Kuviossa 7 on esitetty eräs mahdol- • linen siirtomodulivaihtoehto, joka sisältää bittienkuljetus- : järjestelmän, optisen 1ähetyspiirit ja optiset vastaanotto- piirit yhdessä optisen suotimen ja kytkimen kanssa. Puolikiin-\ teällä optisella kytkennällä modulin 1 injapuolel 1 a saadaan hyvä suojausaste, koska vain luvallista aikavälitietoa on saatavana 32 108903 sähköisissä kytkennöissä 1 injapiiri1 aitteisiin. Tämä saattaa edellyttää konfigurointidatan lataamista varmistetusta hallintokeskuksesta aikavälien saannin ohjaamiseksi etäältä. Muihin vaihtoehtoihin sisältyy salausalgoritmien käyttö ja henkilö-tunusnumeroiden (PIN) käyttäminen käyttäjän hyväksymiseksi.

Kuvion 8 järjestelyä käytettiin esillä olevan keksinnön teknillisen toimintakyvyn osoittamiseksi. Tässä järjestelyssä demonstroituihin piirteisiin sisältyy: a) tehojakaja, jossa on riittävän monta porrasta edustamaan 256-haaraista haaroitinta. Tämä haaroitin on tehty aalto-pituusriippuvuudeltaan tasaiseksi mahdollistamaan toiminnan 1300 nm ja 1550 nm ikkunoissa, b) kaksisuuntainen toiminta, c) synkroninen optinen TDMA-verkko. Jokainen etäällä oleva pääte on lukittu keskuksen pääkelloon ja päätteelle on varattu aikavälejä paluukanavasignalointeja varten. Aikavälit lomi- . . tetaan verkossa passiivisesti, • · I d) signaalien anto pienellä toimintasuhteella. Etäällä olevia * I i .

lasereiden tarvitsee lähettää vain niille varattujen aikavälien t » '· ’ aikana. (Seuraavassa selitettävälle PMUX-demonstraatio- ; järjestelmälle toimintasuhde on 1/64 kanavaa kohti. Tämä piirre ’,,,· tarjoaa paremman luotettavuuden laserille ja lämpö- </. ‘ ti lansäätöpiirien välttämisen) ja e) automaattinen etäisyydenmittaus. Synkroninen verkko edellyttää etäisyydenmittauskäytännön käyttämistä aikavälien osoittamiseksi etäällä oleville päätteille. Tämän käytännön on otettava huomioon edestakaisen matkan viive ja kanavien . ! saatavuus.

; '· Ensimmäisessä neljässä näistä piirteistä käytetään kaupal-‘ lisesti saatavia primäärimul tipl ekserei tä (PMUX) järjestelmän ·. ** perusrakennusosana. Primäärimul tipl ekserit lähettävät 30 PCM-, , kanavaa sekä kehystahdistus- ja signalointibitit nopeudella 33 108903 2,048 Mbit/s. Standardipiireihin sisältyy puhelinliitäntää varten tarvittavat äänen A/D ja D/A-muunnokset.

Molemmissa demonstroinneissa käytettiin optisia lähettimiä ja vastaanottimia, joiden siirtonopeudet olivat 2 ja vastaavasti 8 i

Mbit/s. Ensimmäisenä demonstraationa oli PMUX-järjestelmä, jossa käytettiin kuviossa 9 esitettyä konfiguraatiota. Järjestelmässä käytettiin kahdentyyppisiä primäärimultipleksereitä: telineeseen asennetua primäärimultiplekseria, joka edusti paikalliskeskusta, ja useita primäärimultipleksereitä, jotka edustivat yksityisiä asiakkaita. Puhelimet kytkettiin primäärimul tipleksereihin 1iitäntäyksiköiden kautta, jotka antavat tasajännitetehon ja suorittavat kaksijohdin-nelijohdin muunnoksen.

Etenevässä suunnassa 30 analogiapuhelinliikenteen PCM-kanavaa multipleksoitiin HDB3-muotoiseksi (High Density Bipolar ternary code) 2 Mbit/s digitaaliseksi lähdöksi. Tätä käytettiin modu-: .·. loimaan suoraan IRW-puol i johdel aseria (jossa on keskimääräisen tehon takaisinkytketty säätöpiiri). Signaali kulki tämän jälkeen juotetun kartiokytkimen kautta lähetys- ja vastaanotto-teiden erottamiseksi keskuspäässä. Kaikkien liittimien ylimää-; _· räiset haarat olivat heijastuskerroinsovitettuja heijastusten vaaran vähentämiseksi.

Signaali kulki tämän jälkeen 6 km yksimuotokuidun kautta, joka simuloi yhteyttä kaappiin. Se jaeltiin tämän jälkeen yksityisille asiakkaille haaroittimen kautta, joka on valmistettu aaltopituusriippuvuudeltaan tasoitetuista juotetuista kaksois-. kartioista, joiden häviöt edustavat 256-haaraista jakosuhdetta.

·· Tämän haaroittimen neljä lähtöä kytkettiin toiseen kytkimeen : ” vastaanotto- ja 1ähetysteiden erottamiseksi asiakkaan päässä.

Kaupallisesti saatavat PIN FET-siirtoimpedanssivastaanottimet, joiden ilmoitettu minimiherkkyys oli -52 dBm, asennettiin 34 108903 korttiin, joka oli suunniteltu työnnettäväksi suoraan asiakkaan primäärimultiplekseriin PMUX. Jokainen PMUX voi vastaanottaa kaikki 30 kanavaa, mutta vain yksi kanava oli kulloinkin kytketty fysikaalisesti kullekin asiakkaalle. Seuraavan korjauksen jälkeen tämä kanava demultipleksoitiin ja kytkettiin asiakkaan puhelimeen.

Tulevassa suunnassa käytettiin erilaista siirtoformaattia, koska yksityisten asiakkaiden tavut oli lomitettava (sana-lomitus) 2 Mbit/s kehyksen muodostamiseksi, jonka keskuksen PMUX voi vastaanottaa. Asiakkaan primäärimultiplekserin tavanomaista 2 Mbit/s digitaalista lähtöä ei tämän vuoksi voitu käyttää, joten NRZ-binäärisignaalit poimittiin suoraan takalevystä. Tämän suorittamiseksi suunniteltiin 1ähetinkortti, joka voidaan työntää suoraan primäärimultiplekseriin PMUX. Tämä sisälsi laserin kuten ennen, mutta laser toimi pienellä toimintasuhteella ilman jäähdytystä, ja ohjattavan digitaalisen vii-velinjan asiakkaan kanavan siirtämiseksi 0,5 bitin välein, mikä • mahdollistaa kanvan sovittamisen suoraan 2 Mbit/s PCM-kehyk- ....: seen lomitettuna toisten asiakkaiden kanavien kanssa. Yhteensä . ,·, viisi korttia tarvitaan varustamaan PMUX enintään 8 asiakasta varten: tehonsyöttökortti , audiokortti, mux/ohjauskortti , lähe-tyskortti ja vastaanottokortti .

'· ’ Asiakkaan laserin lähtö sarjamuotoisessa tavuformaatissa johdettiin tämän jälkeen jälleen asiakkaan kytkimen, haaroit-timen ja kuidun kautta takaisin keskuksen vastaanottimeen keskuksen kytkimen kautta. NRZ-binäärisignaali muunnettiin tämän jälkeen System X-digitaalista 1 injaliitäntäkorttia •.käyttämällä HDB3-formaattiin syötettäväksi multiplekseri11 e ,, · PMUX. Tämä signaali muunnettiin puhel insignaaliksi audiolii- * " tännän kautta kuten edellä. Automaattista etäisyydenmittausta '··' ei toteutettu tässä demonstraatiossa.

35 108903

Toisena demonstraationa on monipisteradiodemonstraatio. Tämä demonstraatio perustuu hakijan keskusasemaradiojärjestemän (PMR) sovellukseen, joka toimii kuidunpuhallustekniikalla asennetun passiivisen yksimuotokuituverkon välityksellä. Verkossa on optiset haaroittimet joustopisteissä dupleksointia ja jakelua varten.

Näitä kokeita varten radiojärjestelmän keskusasemalaitteiston radioiähetyshyl1y korvattiin 1aserlähettimel1ä ja optisella vastaanottimella. Tilaajien laitteita muutettiin vastaavasti lisäämällä optoelektroninen rajapinta.

Kuvio 9 esittää kokeellista verkkoa. Verkossa käytettiin kaksijohtimista System X -keskusta. Yksi johto oli "kupari-johtoti1 aaja", joka käytti puhelinta, joka tunnetaan tyyppinä Nil (Network termination type 1). Toinen johto oli kytketty "verkkoasiakkaaseen" kuituverkon kautta keskuksen läpi. Digitaalista puhetta lähetettiin samanaikaisesti molemmissa : suunnissa kupari johdin- ja verkkoti 1 aa jien välisillä yhteyk- ____: sillä.

Aikaisemmin asennettu putki jär jestelmä laajennettiin aluksi ; ’ muodostamaan yhteyden demonstraatiopaikan poikki standardin- ’···' mukaisen PCP-kaapin kautta. Verkon kumpaankin päähän asennet- ’ tiin päätekoteloihin aaltopituusriippuvuudeltaan tasoitetut 2x2-haaroittimet täysdupleksisiirtotoimintatavan aikaansaamiseksi. Tasoitettu 4x4-ryhmä asennettiin kaappiin jäljittelemään kadulla olevaa joustokohtaa. Ylimääräinen 2x2-haaroitin asennettiin jakopisteen simuloimiseksi.

_ · · Puhallettuun kuituun perustuva laitos on täysin standardi 1ait- ·' " teistoa. BICC-jatkostel ineitä käytettiin kytkimien ja jatkosten *...· sijoittamiseksi päätekotel oihin . Hei jastuskerroinsovitus toteu- tettiin verkon kaikissa päättämättömissä kuitupäissä takaisin-, , ; heijastuksista johtuvan ylikuulumisen vähentämiseksi.

36 108903

Optinen laitos asennettiin kahden kolmen viikon jakson aikana. Yhteyspituus oli 1,5 km.

PMR käyttää TDM-1ähetysjärjestelmää lähtevän suunnan liikenteelle keskuspäästä tilaajalle. Datavuo on jatkuva siten, että vaiesatunnainen bittisekvenssi täyttää käyttämättömät kehykset. Järjestelmässä käytettiin tavanomaista vaihtovirtakytkettyä 1aser1ähetintä ja optisia vastaanottimia. Laser lähetti tason - 8,5 dBm kuituun aaltopituudella 1300 nm. 2 Mbit/s-optinen moderni muunnettiin muodostamaan vastaanotinasteen. Vastaanottimen herkkyydeksi mitattiin -30 dbm.

Tulevassa suunnassa siirto tapahtuu käyttämällä TDMA-tekniikkaa jokaisen ala-aseman lähettäessä tietopaketteja niille varatuissa aikaväleissä. Tässä tapauksessa käytettiin tasavirtakyt-kettyjä optisia lähettimiä ja vastaanottimia. Jokainen asiakkaan lähetin kytkettiin kokonaan pois toiminnasta, kun dataa ei lähetetty, kanavien välisten häiriöiden välttämiseksi yhtei-: sellä kuidulla. Tämä saavutettiin esijännittämällä laser esto- tilaan, ohjaamalla se täysin toimintaan loogisella "ykkösellä" : ja ohjaamalla se jälleen kokonaan pois toiminnasta loogisella "nollalla". Tämä eroaa tavanomaisista kaksipistekuitujärjes-telmistä, joissa lähetin on esijännitetty toimintakynnyspisteen yläpuolelle ja sitä moduloidaan tämän esi jänni tepisteen ympäri 11ä.

Myös optinen vastaanotin on suunniteltu toimimaan pursketoi-mintamuotosignaalin esiintyessä. Tasajännitekytketty vas- ··' taanotin tarvitaan nollaviivan ryöminnan välttämiseksi vas- : taanotetun datan puuttuessa pakettien välisen hiljaisen jakson aikana. Käytetty vastaanotin perustui pitkäaaltoiseen InGaAs PΓΝ-va1odiodiin, joka ohjasi suuri tuloimpedanssista FET- . operaatiovahvistinta, jossa oli bootstrap-takaisinkytkentä ; tulokapasitanssin pienentämiseksi.

37 108903

Tilaajan päätteessä tarvitaan etäisyydenmittaustoiminta varmistamaan pakettien lähettäminen oikealla hetkellä ajallisen päällekkäin menon välttämiseksi päävahvistimessa.

Täydellisen verkon parhaana pidetyssä järjestelyssä tulee olemaan 15 keskusjohtoa jakopisteessä, jolloin asiakkaan optista päätettä kohti on 1 - 15 keskusjohtoliitäntää, ja kaksitasoinen optinen haaroitushierarkia (nimellisesti kaapissa ja jakopisteissä), jolloin keskuksen ja kaapin välinen etäisyys on 1,6 km, ja kaapin ja jakopisteen, ja jokaisen asiakkaan välinen etäisyys on 500 m.

Jos verkosta johdetaan joillekin tilaajille kuparijohto on edullista käyttää yksitasoista optista haaroitushierarkiaa, joka sijaitsee nimellisesti kaapissa.

Vaikka edellä on oletettu nimelliseksi keskuksen ja kaapin väliseksi etäisyydeksi 1,6 km, järjestelmä voi toimia paljon : · : suuremmilla, ainakin 10 km, etäisyyksillä. Tämä voi muodostaa ·; pohjan paikalliskeskusten lukumäärän rationalisoinnille tie- ; tyssä verkossa. Tällaisen verkon tehokas mul tipl eksointi rakenne ; (joka johtuu yhdistelmänä optisesta haaroituksesta ja asiak- kaiden optisten liitäntäkustannusten jakautumisesta useille johdoille) merkitsee todennäköisesti sitä, että pidempiin ' yhteyksiin liittyvät suuremmat verkon yläosan kustannukset pysyvät kurissa. Tämä mahdollistaa keskuksen rationalisointiin liittyvien kustannussäästöjen täydellisen hyväksikäytön.

: Esillä olevan keksinnön tarjoama passiivinen verkkoarkkiteh- tuuri antaa mahdollisuuden kehitykseen kohti laajakaistaista ’ monipalveluverkkoa. Kun harkitaan kehitystä laajakaistaiseen palvelukykyyn, on seurattava mahdollisimman pitkälle kahta tärkeää periaatetta. Nämä ovat: (a) tarve minimoida kaikkien : : sellaisten lisäpiirteiden kustannukset, jotka tarvitaan alkuperäisessä verkossa mahdollistamaan luontevan kehityksen 38 108903 j laajakaistaiseen monipalveluverkkoon, ja (b) kyky lisätä ! laajakaistaisia palveluja olemassa olevaan järjestelmään jo kytkettyjä peruspuhelinti 1 aajia häiritsemättä.

Tärkeänä seikkana laajakaistaisessa verkossa on ylimääräisten kenttälaitteiden ja asennustyön määrä, jotka tarvitaan uusien palvelujen lisäämiseen. Tässä on tavoiteltava tällaisten kustannusten minimointia käyttämällä mahdollisimman pitkälle hyväksi asennettua perusjärjestelmää.

Järjestelmän laajentaminen suuremman bittinopeuden palveluiden, kuten kaapelitelevision, siirtoon edellyttää aaltopituusjakoka-' navointitekniikkaa (WDM), paitsi siinä tapauksessa, että bitti- nopeus on jo alussa riittävän suuri mahdollistaakseen tulevan laajakaistaisen palvelun. Viimeksi mainittu tapaus kuormittaa alkuperäisten peruspalvelujen kustannuksia ei hyväksyttävässä määrin ja laajakaistaisen palvelun käyttöönoton on vähintäänkin oltava riippuvainen ainakin yhden aaltopituuden lisäämisestä, mikä mahdollistaa olemassa olevien kapeakaistaisten asiakkaiden ·:*>; jatkaa häiriintymättä alemmalla bittinopeustoimintamuodol 1 a .

. .·. Koska laajakaistaiset palvelut vaativat suurempia bittinopeuk-: siä kuin hitaat data- ja puhepalvelut, optisten vastaanottimien herkkyydet pienenevät oleellisesti. Tämä viittaa siihen, että käytetty optinen haaroitussuhde tulee olemaan liian suuri laa-’·' ’ jakaistaisi 11 e palveluille käytettävissä olevalla tehotasee 11 a .

Tästä seuraa siten, että laajakaistaisia palveluja keskuspäästä optiseen haaroittimeen siirtäville syöttökuidui11 e tarvitaan eri tulopisteet optiseen haaroitinryhmään.

;Y: Kaksisuuntaisen optisen haaraverkon, jossa on kaksi haaroitus- ' porrasta, palvelukykyä voidaan parantaa lisäämällä ylimääräinen kuitu keskuksesta ensimmäiseen haaroituskohtaan ja kytkemällä * - se eri tasoille tässä haaroittimessa.

39 108903

Optisen teknologian kehittyminen ja parannetulla verkolla siirretty palvelupaketti liittyvät ilmeisesti kiinteästi toisiinsa. Esimerkiksi laajakaistaiseen laajennukseen käytettävissä olevien aaltopituuksien lukumäärä riippuu ratkaisevasti käytetystä optisesta teknologiasta. Myös teknologiat, joita käytetään lähetykseen keskuksesta asiakkaalle, voisivat olla taloudellisesti hyväksyttäviä paljon ennen asiakkaalta keskukseen tapahtuvaa lähetystä johtuen laitteiden yhteiskäytöstä keskuspäässä. Optiseen aaltopituusmultipleksointiin käytettävissä oleva tekniikka voidaan karkeasti jakaa kolmeen kehitysryhmään, joiden välillä on monia muunnoksia (kuviossa 11 on esitetty mahdollisen optisen tekniikan kehityksen ja palvelupakettien yksityiskohtaisempi ryhmittely).

a. Pabry-Perot (F-P) -lasereiden käyttö kiinteiden aaltopituussuotimien kanssa aaltopituuksien valitsemiseksi.

b. Yhden pitkittäismuodon laserit (esim DFB) yhdessä viritettävien optisten suotimien 18 kanssa ja mahdollisesti • ensimmäiset optiset heterodynevastaanottimet aaltopituuksien valitsemiseksi.

. c. Kehittyneet koherentit optiset lähteet yhdessä optisten . . (viritettävien) suotimien yhdistelmien kanssa ja sähköiset (heterodyne) tekniikat kanavan valitsemiseksi.

' Kiinteiden aaltopituussuotimien ja F-P-1aser1ähteiden keski- aaltopituuksien ja spektriviivan leveyksien valmistustolerans-sit merkitsevät sitä, että ryhmän (a) tekniikka rajoittaisi käytettävissä olevien aaltopituuksien lukumäärän välille 6-12 ,· aaltopituutta kuidun molemmissa ikkunoissa. Asiakkaalta keskuk-seen johtavassa suunnassa, jossa 1 aser 1 ähteiden lämpötilan säätö voi olla liian kallista, käytettävissä olevien aaltopi-' ’ tuuksien lukumäärä voisi rajoittua välille 2-4 molemmissa ikkunoissa.

40 108903

Tekniikan (b) mukaisessa hahmotelmassa mahdollisten aaltopituuksien lukumäärä voi olla huomattavasti suurempi, jolloin keskuksesta asiakkaalle johtavassa suunnassa 100 - 200 aaltopituutta voi tulla mahdolliseksi pidemmällä tähtäimellä. Saattaa kuitenkin olla, että käytännön näkökohdat, kuten haaroituksen koko tai turvallisuustekijät rajoittavat aalto-pituusmultipleksoinnin kokoa ennen optista tekniikkaa. Myös tulevassa suunnassa saattaa olla käytettävissä 10 - 50 kanavaa ilman aaltopituuden ryöminnän korjausvälineitä.

Hahmotelman (c) koherenttia tekniikkaa käytettäessä useat sadat aaltopituudet ovat periaatteessa mahdollisia, jolloin rajoituksena ovat epälineaariset ilmiöt kuiduissa. Monien käytettävissä olevien aaltopituuskanavien ja potentiaalisesti suurten tehota-seiden ansiosta tämä tekniikka antaa mahdollisuuden optisten verkkojen toimintatopologioiden uuteen suureen uudelleenarviointiin .

' » : : ! Mainitut kolme tekniikkahahmotelmaa esittävät myös käyttöön : · tulemisen suhteellisella aika-asteikolla. Hahmotelma (a) on pääasiassa "tämän päivän" tekniikkaa, (b) on mahdollista kahden : - viiden vuoden aika-asteikol 1 a ja (c) ehkä vuosikymmenen aikana kaupallisesti hyväksyttävillä hinnoilla. Kehittyneen optisen tekniikan aika-asteikkoa koskevat ennustukset on kuitenkin tehtävä erittäin varovaisesti ja ne voivat osoittautua aikaisempaa optiikan kehittymistä ajatellen pessimistisiksi.

,,, Oletettaessa että menetelmä, jolla laajakaistaisia palveluja ;·· lisätään verkkoon, tulee olemaan aa 1topituusmultipleksointi ja että tutkimuksia tarvitaan edelleen optimitopologian osalta, seuraavassa on esitetty joitakin esimerkkejä siitä kuinka kaksisuuntainen haaraverkko, jossa on kaksi haaroitusporrasta, _ * saattaisi kehittyä, selitettynä kuvioihin 11 - 13 liittyen.

41 108903

Kuviossa 11 on esitetty alkuperäinen verkko, jossa käytetään yhtä aaltopituutta puhelin/datapalveluiden tarjoamiseksi. Asiakkaan laitteiston kapeakaistainen optinen suodin sallii vain kapeakaistaisten palveluiden alkuperäisen aaltopituuden läpikulun estäen siten myöhemmässä vaiheessa lisättävien laajakaistaisten palveluiden häiritsevät kanavat (ja luvattoman pääsyn niihin). Laajakaistaisen palvelun toisena avainedelly-tyksenä on, että alkuvaiheessa asennetaan sellainen moniportainen kaappihaaroitin, joka toimii laajalla optisella kaistanleveydellä sekä 1300 että 1500 ikkunoissa. Tämä mahdollistaa osittaisen ohituksen suorittamisen laajakaistaisen palvelun syöttökuidui11 a keskuksen ja kaapin välillä (kts. jäljemänä). Nämä ylimääräiset kuidut voidaan asentaa joko kaapelin sisään tai erikseen myöhempänä ajankohtana.

Kuviossa 12 on esitetty kuinka uusia aaltopituuksia voidaan käyttää uusien palvelujen esim. kaapeli-TV:n lisäämiseen verkkoon puhelinliikennettä häiritsemättä. Ylimääräiset ' aaltopituudet johdetaan kaappiin ylimääräisillä syöttökuidui 11 a . ..* ja syötetään verkkoon välitulojen avulla kaapin haaroittimeen.

Lisäaa1topituudet siirtävät yleensä suuremman bittinopeuden . kuin puhelin ja ISDN-kanavat. Suuremman bittisiirtonopeuden aiheuttaman vastaanottimen pienemmän herkkyyden huomioonottamiseksi kuitu voi ohittaa osan kaapin haaroittimesta keskuk-sen/päävahvistimen ja asiakkaan laitteiston välisen optisen tiehäviön pienentämiseksi. Asiakkaat, jotka on tarkoitettu vastaanottamaan ylimääräiset laajakaistaiset palvelut, voidaan varustaa yksinkertaisella aaltopituusdemultipiekseri11 a laajakaistaisten ja kapeakaistaisten aaltopituuksien erottamiseksi.

Jokainen 1isäaaltopituus, joka on multipleksoitu yhteiseen kuituun keskuksen ja kaapin välillä, voi siirtää digitaalisen CATV-multipleksisignaalin esimerkiksi nopeudella 565 Mbit/s.

Tämä mahdollistaa 16x70 Mbit/s tai 8xl40Mbit/s kanavan lähettämisen kullakin ylimääräisellä aaltopituudella verkon 42 108903 tämän sektorin yli. Tällä bittinopeudel1 a optinen haaroitus voi rajoittua 32 haaraan verrattuna esimerkiksi 128 haaraan puhelinliikenteen optisen haaroituksen tapauksessa. Yhden tai kahden ylimääräisen optisen aaltopituuden lisääminen mahdollistaisi CATV-palvelun, joka antaa 16 - 32 kanavaa optisessa peruspuhelinverkossa. Tämä vaatisi erittäin vähän optisia 1isakomponentteja - ts. laajakaistaiset optiset lähettimet ja aaltopituusmultiplekserin keskuksessa, aaltopituusdemultiplek-serin ja yhden tai useamman laajakaistaisen vastaanottimen asiakkaan päätteessä.

Tällä tavalla käytetyt 1isäaaltopituudet mahdollistavat tärkeän valintamahdollisuuden CATV-palvelujen toiminnassa: asiakkaat voivat liittyä mihin tahansa lähetetyistä aaltopituuksista päätelaitteisiinsa sisältyvän viritettävän optisen suotimen avulla. Tämä tekee myös mahdolliseksi vastaanottaa samanaikaisesti useita kanavia, jotka on valittu valitun aalto- ! pituuden siirtämästä 8 tai 16 kanavan sähköisestä multiplek- soinnista. Useamman kuin yhden optisen aaltopituuden samanai- i kainen vastaanotto vaatii optista 1isäsuodatusta ja optisen vastaanottimen kullekin valitulle 1isäaaltopituudel1 e. Tällä ' tavalla saavutetaan kuitenkin 100 % kattavuus palvelulle, joka : tarjoaa mielivaltaisen lukumäärän samanaikaisia kanavia (syöt- tökuidulla siirrettyjen kanavien kokonaislukumäärään asti) jokaiselle asiakkaalle.

, ···, Vaihtoehtoisesti WDM- ja TDM-kanavoinnin yhdistelmän tarjoama CATV-kanavien lukumäärä voi riittää mahdollistamaan yhden tai , useamman oman videokanavan antamisen jokaiselle CATV-asiak- kaalle. Tässä tapauksessa verkko toimii tähtenä, jonka valitsin sijaitsee keskellä keskuksessa. Tässä järjestelmässä tarvitaan kiinteän aaltopituuden demultiplekseri ja yksi optinen vastaanotin asiakkaan laitteistossa. Vaikka tämä saattaa yksinkertaistaa asiakkaan laitteistoa, se voi merkitä kompromissia palvelun 43 108903 kattavuuden ja asiakkaiden samanaikaisesti vastaanottamien kanavien lukumäärän välillä. Esimerkiksi jos WDM ja TDM yhdistelmä mahdollistaa 32 kanavan siirtämisen jokaisella syöttökuidul1 a ja 32-haaran optinen haaroitus olisi mahdollista saavuttaa, tällöin voitaisiin varata yksi kanava asiakasta kohden 100 % kattavuuden pohjalta. Jos kuitenkin tarvittaisiin 4 kanavaa asiakasta kohti, tällöin olisi käytettävissä vain 25 % kattavuus ellei olisi mahdollista käyttää ylimääräisiä aaltopituuksia useampien kanavien jakelemiseksi.

Kehittyneempi vaihe, jossa käytetään DFB-lasereita ja joka on esitetty kuviossa 13, mahdollistaa ainakin yhden oman aaltopituuden varaamisen asiakasta kohti. Jos käytettävissä on esimerkiksi 12 - 32 aaltopituutta 32-haaraisessa haaroituksessa, jokaiselle CÄTV-asiakkaal1 e olisi mahdollista antaa yksi aaltopituus kaikkien haluttujen laajakaistaisten palvelujen, esim. CÄTV, HDTV jne. siirtämiseksi. Aaltopituuksien pienempi luku-: määrä rajoittaisi kattavuuden arvoon 40 %, mutta aaltopituuk- sien lukumäärän lähetessä arvoa 32 voitaisiin saavuttaa 100 % , , ·, kattavuus .

: Sen sijaan että aaltopituudet yksinkertaisesti jaettaisiin yksityisille asiakkaille, tässä vaiheessa on myös mahdollista käyttää viritettäviä optisia suotimia asiakkaan tiloissa laajakaistaisena kytkentäportaana. Tämä saattaa yksinkertaistaa huomattavasti erillisten laajakaistaisten palvelujen keskuskyt-kentää (esim. levitettyjen ja eri 11ispalveiujen yhdistelmiä monista lähteistä voitaisiin multipleksoida eri optisille aaltopituuksille ja valita asiakkaan laitteella).

• " Jokaisella selitetyllä teknologia-asteella mahdollisten '···' aaltopituuksien lukumäärä riippuu kriittisesti lasereiden ja suotimien toleransseista ja stabiil isuudesta ja kuidun ja : kytkimien käyttökelpoisesta kaistanleveydestä. Voi olla välttämätöntä, että kustannuksiltaan halvat kapeakaistaiset 1 O 8 903 44 palvelut, kuten puhelinliikenne ja ISDN toimivat ilman lämpötilan stabilointia asiakkaan päätteissä, mikä saattaa merkitä asiakkaiden lasereiden huomattavaa aaltopituusryömintää. Tämän vuoksi kuvioissa 2-6 esitetyn kaltaisia ratkaisuja käytettäessä asiakkaalta keskukseen suuntautuvan siirtosuunnan palveluissa tarvitaan suuret kanavavälit. Keskuksesta asiakkaalle suuntautuvassa suunnassa voitaisiin käyttää tiheämpiä välejä käyttämällä lämpöti1asäädettyjä lähteitä keskuksessa ja viritettäviä suotimia asiakkaiden laitteissa suotimien keski-aaltopituuksien toleranssien poistamiseksi.

Claims (5)

108903 45

1. Digitaalisen tietoliikenneverkon keskusasema (4), joka tietoliikenneverkko 5 käsittää joukon ala-asemia (8) ja aaltojohtimien haaraverkon(2), joka käsittää yhden keskusasemalta (4) lähtevän aaltojohtimen (6), yhden tai useamman passiivisen haaroittimen (10, 12) ja kaksi tai useampia toisioaaltojohtimia (14) ala-asemille (8) ja niiltä pois suuntautuvaa kaksisuuntaista siirtoa varten, jolloin keskusasema (4) käsittää lähetysvälineet (90, 92) datan lähettämiseksi ala-10 asemille kehysjonon (50, 52) muodossa jokaisen kehyksen sisältäessä tahdis-tussignaalin (52A) ennaltamäärätyn bittikaavion muodossa, joka keskusasema on tunnettu sekoitusvälineistä (68) kunkin kehyksen tahdistussignaalin ja databittien sekoittamiseksi ennaltamäärätyn binäärisekvenssin mukaan, ja välineistä sekoitetun tahdistussignaalin esiintymisen havaitsemiseksi ala-ase-15 miltä (8) vastaanotetussa datassa ja heijastuslähteen aseman määrittämiseksi aaltojohtimien haaraverkossa (2) sekoitetun signaalin lähettämisen ja sen vastaanotetussa datassa havaitsemisajankohdan välisestä aikaerosta.

::: : 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskusasema, tunnettu siitä, että jokainen ‘: 20 kehys sisältää ensimmäisen osan (52), joka sisältää tahdistussignaalin, ja | ‘ · ·' ·: toisen osan (50), joka sisältää liikennetiedon, ja että sekoitusvälineet (68) on *· " järjestetty sekoittamaan ensimmäisen osan (52) mainitulla ennaltamäärätyllä « > · • · binäärisekvenssillä ja sekoittamaan toisen osan (50) toisella ennaltamäärätyllä • i · '·’ binäärisekvenssillä, jolloin ensimmäinen ja toinen ennaltamäärätty binäärisek- 25 venssi yhdessä muodostavat mainitun ennaltamäärätyn binäärisekvenssin. • · • *

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen keskusasema, tunnettu siitä, että 4 :: detektointivälineet käsittävät autokorrelaattorin (88).

» 4 4 I I 14 4 :' · ‘: 30 4. Digitaalinen tietoliikenneverkko, jossa on keskusasema (4), joukko ala-ase- ‘:1 * i mia (8) ja aaltojohtimien haaraverkko (2), jossa on yksi keskusasemalta(4) lähtevä aaltojohdin(6), yksi tai useampi passiivinen haaroitin(10, 12) ja kaksi tai useampia toisioaaltojohtimia (14) ala-asemille(8) ja niiltä pois suuntautuvaa 108903 46 kaksisuuntaista liikennettä varten, tunnettu siitä, että keskusasema on minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen.

5. Menetelmä heijastuslähteen paikan määrittämiseksi tietoliikenteen haara-5 verkossa (2), joka käsittää keskusaseman^) ja joukon ala-asemia (8), joka haaraverkko (2) käsittää yhden keskusasemalta (4) lähtevän aaltojohtimen (6), yhden tai useamman passiivisen haaroittimen (10,12) ja kaksi tai useampia toisioaaltojohtimia (14) ala-asemille (8) ja niiltä pois suuntautuvaa kaksisuuntaista siirtoa varten; jossa menetelmässä keskusasemalta (4) lähetetään dataa 10 ala-asemille (8) kehysjonon (50, 52) muodossa jokaisen kehyksen sisältäessä tahdistussignaalin (52A) ennaltamäärätyn bittikaavion muodossa, joka menetelmä on tunnettu vaiheista, joissa sekoitetaan kunkin kehyksen tahdistussig-naali (52A) ja databitit ennaltamäärätyn binäärisekvenssin mukaan, ilmaistaan ala-asemilta (8) vastaanotetussa datassa sekoitetun synkronointisignaalin 15 läsnäolo ja määritetään heijastuslähteen asema haaraverkossa (2) sekoitetun synkronointisignaalin lähettämisen ja sen vastaanotetussa datassa havaitse-misajankohdan välisestä aikaerosta. » · » I IMI * » * • * · ‘ · » * ♦ · • » I I 108903 47