FI111898B - Menetelmä tilaajayhteyden järjestämiseksi ja menetelmää soveltava järjestelmä - Google Patents

Description

111898

Menetelmä tilaajayhteyden järjestämiseksi ja menetelmää soveltava järjestelmä.

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä sekä 5 vaatimuksen 6 mukainen järjestelmä.

Keksinnön kohteena on siis menetelmä, jolla FTTC-tyyppisen (engl. Fiber To The Curb, Fiber To The Cabinet), valokuidun ja metallisen parikaapelin yhdistelmästä koostuvan digitaalisen tilaajayhteyden olennaisena osana oleva, valokuidun ja 10 metallisen parikaapelin rajapinnassa oleva muunnoslaitteisto saadaan mahdollisimman yksinkertaiseksi ja siirtoprotokollista riippumattomaksi.

Keksinnön tausta 15 Perinteisessä metalliseen parikaapeliin perustuvassa tilaajayhteys verkossa kukin tilaaja on kytketty paikalliseen puhelinkeskukseen tai keskitinlaitteistoon omalla metallisella parikaapelillaan. Tyypillisesti parikaapelin pituus on enimmillään useita kilometrejä. Mikäli parikaapelia käytetään digitaaliseen informaation siirtoon DSL-•,: ’. modeemitekniikalla (engl. DSL = Digital Subscriber Line), kaapelin siirto- •.:. 20 ominaisuudet rajoittavat suurimman mahdollisen siirtonopeuden muutaman sadan '.:. kilobitin/s ja muutaman megabitin/s välille riippuen suuresti kaapelin pituudesta.

Jatkossa käytetään termiä ’’keskuspää”, kun tarkoitetaan puhelinkeskus- tai • · keskitinlaitetiloja.

25

Käytettäessä perinteistä tilaajaverkkoa digitaalisen informaation siirtoon muunnos metallisen kaapelin ja digitaalisen runkoverkon rajapinnassa tehdään tyypillisesti !.. DSLAM-laitteistossa (engl. Digital Subscriber Line Access Multiplexer). DSLAM

' '· · sisältää DSL-modeemeja, jotka muuntavaat digitaalisen signaalin 30 metallikaapelisiirtoon sopivaan muotoon ja lähettävät muunnetun signaalin tilaajan ' suuntaan, sekä vastaanottavat tilaajalta tulleen signaalin, sekä muuntavat tilaajalta .: tulleen signaalin digitaaliseen muotoon. Lisäksi DSLAM multipleksoi usean tilaajan •liikenteen runkoverkon suuntaan.

2 111898 FTTC-tyyppisessä digitaalisessa tilaajayhteydessä usean tilaajan liikenne siirretään valokuitua pitkin multipleksoituna lähemmäs tilaajia siten, että parikaapelin pituus saadaan huomattavasti lyhyemmäksi verrattuna perinteiseen tilaajaverkkoon. Tällöin digitaalisen informaation siirtonopeutta voidaan kasvattaa huomattavasti, koska 5 metallisen parikaapelin hyödynnettävissä oleva kaistaleveys on sitä suurempi, mitä lyhyempi kaapeli on. Ongelmaksi FTTC-verkossa nousee se, että nyt DSLAM on tuotava lähemmäs tilaajia, kun se perinteisessä verkossa sijaitsee keskuspäässä, jossa tehonsyöttö on helposti järjestettävissä ja elektroniikan kannalta oleelliset ympäristötekijät (lämpötila-alue ja kosteus) ovat säädeltävissä. FTTC-topologiassa 10 ns. kaukopään DSLAM eli RDSLAM (engl. Remote DSLAM) on sijoitettava esimerkiksi kadun kulmassa olevaan kaappiin, johon on vaikeaa syöttää suurta sähkötehoa, ja joka kohtaa suuria lämpötilan ja ilmankosteuden vaihteluita.

Merkittävä osa RDSLAM-laitteiston elektroniikasta liittyy DSL-modeemien digitaalisiin transceivereihin sekä datavirran multipleksointiin runkoverkon suuntaan.

15 Myös merkittävä osa tehonkulutuksesta kuluu tämän elektroniikan syöttämiseen.

Kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista FTTC-verkkotopologiaa. Valokuitu 101 yhdistää RDSLAM-laitteiston 102 keskuspään laitteistoon 100. Keskuspäässä valokuitu kytketään runkoverkon kytkentälaitteeseen, esimerkiksi ATM-kytkimeen . . tai IP-reitittimeen käytetystä siirtoprotokollasta riippuen.

20 FTTC-topologiassa toinen ongelma syntyy myös siitä, että RDSLAM-laitteiston sisältämä multipleksaus sisältää siirtoprotokollia, esimerkiksi ATM- tai Ethemet-kytkentää tai IP-reititystä. Protokollariippuvaisuus voi muodostua ajan mittaan ongelmaksi, jos alun perin valittu protokolla ei pysty palvelemaan myöhemmin 25 mahdollisesti eteen tulevia uusia siirtopalvelulta. Tällöin protokolla-asioiden ajan tasalla pitäminen saattaa vaatia koko RDSLAM-laitteiston vaihtamisen. Tämä saattaa aiheuttaa operaattorille erityisen suuria kustannuksia, koska RDSLAM-laitteistoja on L. lukumääräisesti paljon.

30 Viitteeen [1] mukaisessa menetelmässä on onnistuttu ratkomaan osa edellä [ kuvatuista ongelmista. Viitteen menetelmässä järjestelmä kytketään keskuspäässä •. · DSLAM:in sisältämiin DSL-modeemien analogialiitäntöihin. Modeemien '. · · analogiasignaalit muunnetaan keskuspään laitteistolla digitaaliseen 3 111898 näytejonomuotoon ja siirretään valokuitulinkin yli toiseen päähän, jossa digitaalinen signaali muunnetaan takaisin analogiamuotoon ja kytketään parikaapeliin.

Vastakkaisessa siirtosuunnassa tilaajalta keskuspäähän päin tehdään aivan samoin, joten järjestelmä on täysin symmetrinen ja valokuidun molemmissa päissä tarvitaan 5 samanlaiset laitteistot. Keskuspään DSL-modeemien liityntä järjestelmään on siis analogisen signaalin kytkentään perustuva molemmissa siirtosuunnissa. Tämän menetelmän ongelmana on se, että analogiasignaalin kulkutiellä keskuspään DSL-modeemin ja tilaajan verkkopäätteen välillä on kaiken kaikkiaan neljä linjamuuntajaa, eli kaksi ylimääräisiä muuntajaa DSL-modeemiin ja 10 verkkopäätteeseen sisältyvien muuntajien lisäksi. Linjamuuntajilla on merkittävä rooli monissa DSL-modeemityypeissä signaalin siirtotien siirtofunktion muokkaajina, joten ylimääräiset linjamuuntajat vaikeuttavat suuresti modeemin toimintaa ja saattavat tehdä modeemien toiminnan mahdottomaksi. Lisäksi viitteen mukaisen menetelmän järjestelmä sisältää kustannuksia merkittävästi kasvattavaa 15 ylimääräistä elektroniikkaa, mm. kaksi ylimääräistä analogia-digitaalimuunninta ja kaksi digitaali-analogiamuunninta yhtä tilaajayhteyttä kohti. Viitteen mukainen menetelmä sisältää signaaliin automaattisen vahvistuksen säädön, joka perustuu laitteiston mittaamaan signaalin tasoon. Käytännössä näin toteutettu :.: . tasonsäätömenetelmä ei ole käyttökelpoinen, koska tasonsäätöohjauksen on ’.;. 20 perustuttava DSL-modeemin digitaalisen vastaanottimen suorittamaan laskentaan.

* · '· · Tähän viitteen mukainen menetelmä ei anna mahdollisuutta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan ongelmat ja aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä FTTC-tyyppisen tilaajaverkon 25 järjestämiseksi.

Keksinnön lyhyt yhteenveto · Keksintö perustuu menetelmään, jolla valokuidun tilaajan puoleisessa päässä 30 sijaitseva laitteisto saadaan mahdollisimman vähän aktiivista elektroniikkaa sisältäväksi käsittäen vain DSL-modeemin analogiaosat sekä :. · multipleksointielementin, joka sovittaa analogiaosiin kuuluvat analogia-digitaali- ja *. · digitaali-analogiamuuntimet valokuituun.

4 111898 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty 5 patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön yhden edullisen toteutustavan avulla menetelmän vaatimat kellosignaalit voidaan toteuttaa siten, että kaikki kellot ovat keskenään synkronisia, jolloin saavutetaan yksinkertainen toteutus, mutta toisaalta joudutaan asettamaan vaatimus, 10 että kaikkien järjestelmään liitettävien DSL-modeemien on oltava samanlaisia.

Keksinnön toisen edullisen toteutustavan avulla menetelmän vaatimat kellosignaalit voidaan toteuttaa siten, että eri DSL-modeemien digitaalisten lähettimien ja vastaanottimien kellosignaalien ei tarvitse olla keskenään taajuudeltaan samoja eikä 15 synkronisia, eikä näiden kellosignaalien tarvitse olla synkronisia järjestelmän muiden kellojen kanssa. Tämä johtaa edelliseen toteutustapaan verrattuna monimutkaisempaan toteutukseen, mutta toisaalta saavutetaan etua, koska järjestelmään voidaan kytkeä eri tyyppisiä DSL-modeemeja.

•.:. 20 Keksinnön avulla järjestelmän kellosignaalit voidaan siis toteuttaa kahdella eri *.:. tavalla riippuen siitä, halutaanko painottaa yksinkertaista toteutustapaa vai joustavuutta.

* · · · ‘ · · Keksinnön kolmannen edullisen toteutustavan avulla analogiaosiin kuuluva 25 linjahybridi voidaan kytkeä parikaapeliin ilman linjamuuntajaa.

Keksinnön neljännen edullisen toteutustavan järjestelmään voidaan liittää perinteinen !.. analoginen puhelinliitäntä.

30 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

:.: FTTC-topologiassa hankaliin olosuhteisiin asennettavan valokuidun tilaajien •. ’ · puoleisessa päässä RDSLAM-laitteiston elektroniikka saadaan perinteiseen DSLAM- 5 111898 laitteistoon verrattuna merkittävästi yksinkertaisemmaksi sekä täysin riippumattomaksi datavirran multipleksointiin liittyvistä protokollista.

Keksintö mahdollistaa myös eri tyyppisten DSL-tekniikoiden käyttämisen samassa 5 järjestelmässä.

Lisäksi keksintö mahdollistaa sekä analogisen puhelinliitännän että nopean DSL-yhteyden toteuttamisen saman parikaapelin ylitse siten, että nämä eivät häiritse toisiaan.

10

Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan lähemmin oheisten kuvioiden ja suoritusesimerkkien avulla.

Kuvioluettelo 15

Kuvio 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista FTTC-tyyppisen tilaajaverkon rakennetta ja valokuidun tilaajanpuoleisessa päässä sijaitsevaa RDSLAM-laitteistoa.

• ; . Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista periaatetta, jossa kuidun tilaajanpuoleisessa •,:. 20 päässä oleva laitteisto sisältää vain DSL-modeemin analogiaosat sekä multiplekserin, ‘. joka sovittaa analogia-digitaali- ja digitaali-analogiamuuntimet valokuituun.

• ti»

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän yksityiskohtia valokuidun kummassakin päässä yhden tilaajan DSL-modeemiyhteyden osalta.

25

Kuvio 4 esittää keksinnön periaatetta, jolla järjestelmän kellotukset järjestetään siinä tapauksessa, että kaikki DSL-modeemit liittyvät järjestelmään käyttäen samaa

I I

näytetaaj uutta.

30 Kuvio 5 esittää keksinnön periaatetta, joka mahdollistaa erityyppisten DSL-modeemien liittymisen järjestelmään niin, että eri DSL-modeemien digitaaliset :,: lähettimet ja vastaanottimet voivat käyttää toisistaan poikkeavia näytetaajuuksia.

6 111898

Kuvio 6 esittää keksinnön periaatetta, jossa valokuidun tilaajanpuoleisessa päässä oleva analogiaosa sisältää ohjattavan vahvistusasteen.

Kuvio 7 esittää keksinnön mukaista periaatetta, jonka avulla modeemin analogiaosat 5 voidaan liittää parikaapeliin ilman linjamuuntajaa.

Kuvio 8 esittää keksinnön mukaista periaatetta, jolla analoginen puhelinyhteys voidaan kytkeä kunkin tilaajan parikaapeliin.

10 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tässä asiakirjassa on käytetty seuraavia lyhenteitä: AD-muunnin analogia-digitaalimuunnin 15 AGC automaattinen tasonsäätö, engl. Automatic Gain Control ATM Asynchronous Transfer Mode 20 COMUX keskuspään signaalien multipleksointilaite, engl. Central •,:, Office Multiplexer «Iti DA-muunnin digitaali-analogiamuunnin 25 DSL digitaalinen tilaajayhteys, engl. Digital Subscriber Line , DSLAM digitaalisten tilaajayhteyksien keskuspään • * !,, multipleksointilaite, engl. Digital Subscriber Line Access ' ‘ . Multiplexer 30

t I I

FTTC valokuidusta ja parikaapelista koostuva tilaajaverkko, :,: engl. Fiber To The Curb, Fiber To The Cabinet 7 111898 IP Internet Protocol POTS perinteinen puhelinliitäntä, engl. Plain Old Telephone

Service 5 RAFE kaukopäässä sijaitsevat analogiaosat, engl. Remote

Analog Front End RDSLAM FTTC-verkon kaukopään DSLAM, engl. Remote

10 DSLAM

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuvassa 2 valokuidun tilaajanpuoleisessa päässä tarvittava, esimerkiksi kadunkulmassa sijaitsevassa kaapissa oleva laitteisto 8 15 sisältää vain DSL-modeemien analogiaosat 5 siten, että modeemin digitaalinen signaalinkäsittely tapahtuu keskustiloissa sijaitsevassa transceiver-laitteistossa 1. Kaksisuuntainen valokuitulinkki 3 yhdistää transceiver-laitteiston tilaajanpuoleisessa päässä olevaan laitteistoon 8 ja kuljettaa digitaalisen transceiverin ,; ja analogiaosien välillä siirtyvät, digitaalisessa muodossa olevat näytejonosignaalit *, ·. 20 kummassakin suunnassa. Kuitulinkille multipleksoidaan kaikkien kuidun päässä ’,;, olevien parikaapeliliitäntöjen 6 liikenne. Kunkin parikaapelin 6 vastakkaisessa päässä sijaitsee käyttäjän verkkopääte 7. Edellä mainittua valokuidun > i tilaajanpuoleisessa päässä sijaitsevaa laitteistoa 8 kutsutaan jatkossa termillä RAFE (engl. Remote Analog Front End).

25

Kuva 3 esittää menetelmän yksityiskohtia. Keskustiloissa sijaitseva DSL-modeemin > » » i,, lähetinosa 21 tuottaa digitaalisessa muodossa olevaa moduloitua signaalia 16 tietyllä t . näytetaajuudella fcoNv· Signaali 16 esitetään käytetyn modulaatiomenetelmän 30 vaatimalla bittitarkkuudella, joka on tyypillisesti noin 12 bittiä. Useiden DSL- * t ♦ modeemien lähettimien tuottamat digitaaliset näytejonosignaalit multipleksoidaan * » * •, *· yhteen multipleksointilohkossa 14 riittävän bittinopeuden omaavaksi ·,’· sarjamuotoiseksi bittivirraksi. Multipleksointi vaatii sen, että bittivirtaan 8 111898 muodostetaan kehysrakenne lisäämällä ylimääräisiä kehysotsikkobittejä.

Kehysrakenne voidaan muodostaa useilla eri tavoilla, eivätkä kehyksen rakenteen yksityiskohdat eivät ole olennaisia menetelmän toimivuuden kannalta. Oletetaan, että yhden kuitulinkin 3 yli siirretään N eri tilaajayhteyttä, ja että lähettimen tuottama 5 näytesignaali esitetään K:n bitin tarkkuudella. Lisäksi oletetaan, että kehyksen otsikon vaatima bittimäärä on M bittiä. Multipleksoidun bittivirran bittitaajuudeksi fviux saadaan näillä merkinnöillä fviux = (N + M/K) fcoNv 10

Keskuspäässä olevat multipleksointilaitteistoa valokuituliitäntöineen kutsutaan jatkossa termillä COMUX (engl. Central Office Multiplexer).

COMUX:ssa multipleksoitu bittivirta siirretään valokuituunkin 3 yli RAFE-15 laitteistoon. RAFE:ssa kehysrakenne puretaan ja kutakin tilaajayhteyttä vastaava bittivirta erotetaan erikseen demultiplekserissä 11 ja muunnetaan K bittiä leveäksi näytejonosignaaliksi 19, jonka näytetaajuus on fcoNv · Näytejonosignaali 19 syötetään digitaali-analogiamuuntimeen 15 (DA-muunnos), jonka antosignaalia suodatetaan signaalin monistuneet spektrikomponentit poistavalla : ·' 20 alipäästösuodattimella 107. Signaali johdetaan linjamuuntajalla varustetun hybridikytkennän 106 kautta parikaapeliin 6.

Parikaapelin 6 toiseen päähän kytketyn verkkopäätteen 7 lähettämä signaali siirtyy ‘ · . muuntajan ja hybridin 106 läpi RAFE:n analogia-digitaalimuuntimeen 18, joka 25 muuntaa signaalin digitaaliseksi näytejonoksi 20 näytetaajuudella fcoNv (AD-muunnos). Vastaanottosuunnassa tehdään aivan vastaavasti kuin lähetyssuunnassakin, eli kaikilta tilaajayhteyksiltä tulevat näytejonosignaalit multipleksataan multipleksointilohkossa 13 sarjamuotoiseksi kehysrakenteella '! . varustetuksi bittivirraksi. Bittivirran bittitaajuus on fpRAME, jos AD-muunnoksen 30 bittitarkkuus on sama kuin lähetyssuunnan DA-muunnoksen ja jos kehyksen otsikko on saman pituinen kuin lähetyssuunnassa. Eri suuntien muunnosten bittitarkkuuksien : : ei tarvitse olla välttämättä samoja, mutta seuraavassa oletetaan näin olevan.

9 111898

Vastaanottosuunnan multipleksoitu bittivirta siirretään valokuitulinkin 3 yli keskuspäähän. Siellä kehysrakenne puretaan demultipleksoinnin tekevässä lohkossa 12 ja kutakin tilaajayhteyttä vastaavat näytejonosignaalit 17 ohjataan tilaajayhteyttä vastaavan DSL-modeemin vastaanottimelle 22.

5 Järjestelmän kellosignaalit

Koska signaali siirtyy järjestelmän yhteyskohtaisten DSL-modeemien lähettimien, vastaanottimien, AD- ja DA-muuntimien ja multipleksereiden välillä 10 näytejonomuodossa, tarvitaan siirron tahdistukseen kellosignaali. Kellosignaalien tuottaminen on näin ollen keskeinen järjestelmän toteutukseen vaikuttava asia.

Jos järjestelmään kytkettävien DSL-modeemien suhteen tehdään sellainen rajoitus, että kaikki modeemit toimivat samalla nimellisellä kellotaajuudella, ja että kellot 15 ovat lukossa toisiinsa nähden, kellot voidaan toteuttaa seuraavalla edullisella menetelmällä.

Kaikki järjestelmän eri kellot ovat toisiinsa verrattuna lukossa. Tästä seuraa, että ; _ kellojen taajuuksien välillä vallitsee täsmällinen murtolukusuhde. Eri kellojen 20 taajuuksien suhde riippuu käytetyistä bittitarkkuuksista, näytetaajuuksista ja •,:.' kuitulinkin yli siirtyvän kehysrakenteen yksityiskohdista, mutta kaikki kellot ovat • kuitenkin aina täsmällisessä murtolukusuhteessa toisiinsa nähden.

’ · Kuva 4 valottaa keksinnön mukaisen menetelmän kellotuksien järjestelyä 25 yksityiskohtaisesti. Valokuidun yli siirtyvän multipleksoidun bittivirran ja yksittäisen DSL-lähettimen tuottaman bittivirran taajuuksien suhde on kiinteä murtolukusuhde. COMUX:iin sisältyvä kellogeneraattori 35 antaa DSL-lähettimelle 21 näytekellon 21a, jonka tahdissa lähetin antaa signaalinäytteet multiplekserille 14. Kaikkien DSL-'! . lähettimien on siis tahdistuttava COMUX:in antamaan kelloon, ja kaikkien DSL- 30 modeemien on käytettävä samaa näytetaajuutta. Kellogeneraattori 35 luo myös ' kellon 14a multiplekserille 14 ja valokuitulinkin lähettimelle 30. Kuitulinkin :, · vastaanotin 31 regeneroi kellon 31a kuidulta vastaanottamastaan signaalista ja antaa ·.·:' sen demultiplekserille Ilja kelloregeneraattoripiirille 36. Kelloregeneraattori 36 10 111898 muodostaa kelloon 31a lukossa olevat kellot 13a, 15a ja 18a. 13a viedään toisen siirtosuunnan multiplekserin 13 ja kuitulinkin lähettimen 32 kelloksi, 15a menee DA-muuntimen näytekelloksi ja kelloksi demultiplekserille 11, jolla multiplekseri antaa näytejonoa ulos DA-muuntimen luettavaksi. 18a muodostaa AD-muuntimen 18 5 näytekellon, jolla muunnin antaa muunnostuloksia multiplekserille 13. Multiplekseri 13 ottaa nätteet sisälleen kellon 18a tahdissa. COMUXiin kuitu vastaanotin 33 regeneroi kuidulta vastaanottamastaan signaalista kellon 33a, joka syötetään demultiplekserille 12 ja kelloregeneraattorille 34. Kelloregeneraattori muodostaa saamaansa kelloon 33a lukossa olevan kellon 12a, jonka tahdissa demultiplekseri 12 10 antaa näytejonosignaalin COMUX:in vastaanottimelle 22. Näin COMUXiin kellogeneraattori 35 toimii järjestelmän kaikkien kellojen lähteenä. Tällä tavoin kellojen tuottaminen on yksinkertaista, mutta toisaalta järjestelmään liitettäville DSL-modeemeille asetetaan rajoituksia.

15 Kuvan 4 esittämä kellotusjärjestelmä edellyttää, että kaikkien COMUX:in DSL- lähettimien ja -vastaanottimien näytekellojen taajuudet ovat samat ja keskenään synkronisia. Näin ollen järjestelmään ei siis voi liittää erityyppisiä DSL-laitteita, joiden näytetaajuudet poikkeavat tosistaan.

• _ Kuva 5 esittää toista toteutustapaa, jonka avulla COMUX:in DSL-lähettimet ja - :. 20 vastaanottimet voivat liittyä laitteistoon itse muodostamillaan näytekelloilla. Näiden :.:,' näytekellojen ei tarvitse olla kiinteässä taajuussuhteessa COMUXiin kelloihin.

Kuvassa 5 DSL-lähettimen 21 ja multiplekserin 14 välillä on digitaaliseen suodatukseen perustuva interpolointiyksikkö 40, joka muuttaa DSL-lähettimen 25 generoiman kellon 21b tahdissa annetun näytejonosignaalin 16a näytejonosignaaliksi 16b, joka askeltaa kellogeneraattori n 35 antaman kellon 40a tahdissa. Vastaavasti vastaanottosuunnassa interpolointiyksikkö 41 muuntaa demultiplekserin 12 antaman ja kellon 41a tahdissa askeltavan näytejonosignaalin 17 DSL-vastaanottimen -; . generoiman kellon 22b tahdissa askeltavaksi näytejonosignaaliksi 17b.

30 Interpolaattorit 40 ja 41 voidaan toteuttaa usealla vaihtoehtoisella menetelmällä (esim. viite [2]), eikä interpolaattorin toteutustavalla ole merkitystä menetelmän • _: toimivuuden kannalta. Muilta osin kellotusjärjestely pysyy muuttumattomana :· kuvaan 4 verrattuna.

11 111898

Kuvan 5 esittämä menetelmä mahdollistaa sen, että järjestelmään voidaan liittää eri tyyppisiä DSL-laitteistoja. Edellytyksenä on tällöin, että analogia-digitaali-ja digitaali-analogiamuunnokset tehdään jokaisen DSL-laitteen kannalta riittävän suurella näytetaajuudella. Menetelmä mahdollistaa myös sen, että eri operaattorit 5 voivat liittyä järjestelmään omilla DSL-laitteistoillaan. Tämä mahdollistaa avaamaan myös FTTC-topologian parikaapeliyhteydet kilpailun piiriin usean operaattorin kesken, johon lainsäädäntö pyrkii ohjaamaan useassa maassa.

Automaattinen vahvistuksen säätö ja analogiaosien kontrollisignaalien siirtäminen 10

Kuvien 2-5 esittämiin järjestelmiin voidaan asentaa bittitarkkuudeltaan niin hyvä analogia-digitaalimuunnin 18, että parikaapelin sallitaan vaimentavan signaalia merkittävästi. Tällöin verkkopäätteen 7 lähettämä ja kaapelissa 6 vaimentunut signaali saadaan muunnetuksi digitaaliseen muotoon niin, että muuntimen 15 kvantisointikohina ei liikaa häiritse vastaanotetun signaalin ilmaisua vastaanottimessa 22. Muuntimelle asetetaan näin suuria vaatimuksia ja voidaan todeta, että nykypäivän tekniikan taso ei riitä vaatimuksien saavuttamiseen kaikissa tapauksissa volyymituotannon vaatimalla kustannustasolla. Esimerkkinä olkoon :. · VDSL-tyyppisen modeemin vastaanottimen analogia-digitaali-muunnin, jonka :. 20 tarkkuusvaatimus olisi noin 16 bitin luokkaa, mikäli muuntimen yhteydessä ei •. i, käytettäisi modeemin vastaanottimen ohjaamaa tasonsäätöpiiriä AGC (engl.

Automatic Gain Control). AGC-piiri perustuu säädettävään analogiseen vahvistinpiiriin, joka sijaitsee muuntimen edessä. Tämän avulla muunnettavaa signaalia vahvistetaan siten, että analogia-digitaalimuunnin muuntaa 25 mahdollisimman suuritasoista signaalia, jolloin muuntimen tarkkuus hyödynnetään mahdollisimman hyvin riippumatta siitä, kuinka suuri parikaapelin 6 vaimennus kulloinkin on. Esimerkkinä mainitun VDSL-modeemin muuntimen bittitarkkuudeksi riittää noin 12 - 13 bittiä, mikäli vastaanotin varustetaan AGC-piirillä. Tällöin AD-‘I . muuntimen toteutus on huomattavasti helpompaa, muunnin on halvempi valmistaa ja 30 kuluttaa vähemmän tehoa.

•,· Keskuspäässä sijaitsevan DSL-vastaanottimen 22 on ohjattava AGC-piiriä, koska *.' · tarvittava vahvistus ei ole ennalta tiedossa. Vahvistusta ei myöskään voi säätää 12 111898 RAFE:ssa pelkästään signaalin mitatun tason perusteella, koska modeemiyhteyden alustamis- eli kättelyvaiheessa on ajanjaksoja, joiden aikana vahvistus ei saa muuttua ollenkaan. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuitulinkin yli järjestetään apukanava, jonka kautta kukin DSL-vastaanotin pystyy ohjaamaan samaan 5 tilaajayhteyteen kuuluvan analogiaosan 5 sisältämää AGC-piiriä. Apukanava voidaan toteuttaa eri tavoin, esimerkiksi käyttämällä valokuidulla aallonpituusmultipleksointia, eikä apukanavan toteutus ole olennaista keksinnön toimivuuden kannalta. Eräässä edullisessa toteutusmenetelmässä apukanava järjestetään siten, että kuitulinkin yli siirtyvän bittivirran kehysrakenteeseen varataan 10 apukanavabittejä kutakin tilaajayhteyttä varten. Kuva 6 esittää tämän edullisen menetelmän yksityiskohtia.

Kuvassa 6 vastaanotin 22 siirtää tiedon haluamastaan tasonsäätöpiirin 50 vahvistuksesta digitaalisen liitännän 52 kautta multiplekseriin 14. Multiplekseri 15 sijoittaa tasonsäätöä ohjaavat bitit kuitulinkin 3 yli kulkevan bittivirran kehysrakenteeseen, josta demultiplekseri 11 poimii kunkin tilaajayhteyden tasonsäätöarvon 51 erilleen ja ohjaa nämä AGC-piirille 50.

: Keskuspään digitaalinen lähetin ja vastaanotin voi ohjata apukanavan kautta • . 20 muitakin analogiaosien sisältämiä toimintoja keksinnön mukaisessa menetelmässä.

' . Esimerkiksi signaali voidaan digitaali-analogiamuunnoksen jälkeen kytkeä suoraan analogia-digitaalimuunnokseen (analogiasilmukointi, engl. analog loop), jolloin muuntimien toiminta voidaan testata asennusvaiheessa keskuspäästä käsin.

25 Linjamuuntajan poistaminen , Kuvien 3 ja 6 sisältämä hybridielementti 106 sisältää linjamuuntajan, jonka kautta !.. parikaapeliin 6 lähetettävä signaali kulkee, ja jonka kautta parikaapelin läpi ’’ . vastaanotettu signaali ohjataan AD-muuntimelle tai mahdolliselle AGC-piirille.

30 Linjamuuntajan tärkein tehtävä on luoda ylijännite-eristys niin, että parikaapeliin mahdollisesti kytkeytyvät suuret, esimerkiksi salamaniskun indusoimat jännitteet *V eivät rikkoisi analogiaosien komponentteja. Linjamuuntaja myöskin vaimentaa *." parikaapeliin indusoituneita pitkittäisiä häiriöjännitteitä. Edellä mainittujen tehtävien 13 111898 lisäksi linjamuuntaja on olennainen komponentti signaalitiellä vaikuttaen itse signaalin siirtofunktioon. Esimerkiksi kaiunpoistavassa DSL-modeemissa linjamuuntaja muodostaa lähettimien linjavahvistimen syöttövastuksen ja itse parikaapelin impedanssin kanssa ylipäästösuodattimen, joka vaikuttaa olennaisesti 5 hybridistä heijastuneen kaikuvasteen ajalliseen pituuteen. Näin ollen linjamuuntajan pääinduktanssin suuruuden valinta on keskeistä kaiunpoistomodeemissa. Toinen esimerkki linjamuuntajan induktanssin merkityksestä on ADSL-modeemi, jossa linjamuuntajan induktanssin arvolla pyritään vaikuttamaan signaalin siirtofunktioon ja kanavakorjaukseen.

10

Koska linjamuuntajan induktanssin suuruus riippuu suuresti käytetyn DSL-modeemin tyypistä, muodostaa tämä merkittävän ongelman tarkastelun kohteena olevan keksinnön kannalta. Optimaalisen linjamuuntajan riippuvaisuus käytetystä DSL-modeemin tyypistä vähentää merkittävästi menetelmän yleispätevyyttä.

15

Kuva 7 esittää parannettua RAFE:n hybridiä, jossa ei tarvita ollenkaan linjamuuntajaa. Parikaapeli 6 kytketään suoraan lähtövahvistimen 60 differentiaaliseen lähtöön syöttövastuksien 62 kautta ilman linjamuuntajaa.

:,: . Vastaanotettu signaali johdetaan differentiaaliseen erotusvahvistimeen 61.

’.:. 20 Parikaapelia pitkin saapuvat yhteismuotoiset häiriöt vaimenevat tehokkaasti ’ : · erotusvahvistimessa. Linjamuuntajan vaikutusta signaalin näkemään siirtofunktioon matkitaan digitaalisella suodattimena keskuspäässä sekä lähettimessä että vastaanottimessa (esim. kuvassa 6 lähetin 21 ja vastaanotin 22). Digitaalinen suodatus voidaan mukauttaa optimaaliseksi käytetyn DSL-modeemin kannalta.

25 Vaihtoehtoinen paikka linjamuuntajan vaikutusta matkivalle digitaaliselle suodatukselle on COMUX:in multiplekseri 14 ja demultiplekseri 12. Toinen vaihtoehtoinen sijainti digitaaliselle suodatukselle on RAFE:n demultiplekseri 11 ja . .. multiplekseri 13. Mikäli po. digitaalinen suodatus sijaitsee RAFErssa, ja mikäli · järjestelmään kytketään eri tyyppisiä DSL-modeemeja, digitaalinen suodatus on 30 ohjelmoitavissa valokuidun yli siirtyvän kehyksen apukanavan kautta. Tällä tavoin , . poistetaan tehokkaasti linjamuuntajan kiinteästä induktanssista johtuva ongelma siinä ’. ’ tapauksessa, että järjestelmään kytketään erityyppisiä DSL-modeemeja.

14 111898

Parikaapelista tulevilta ylijännitteiltä suojaudutaan siten, että koko linjaosa on erotettu galvaanisesti muusta elektroniikasta ylijännite-eristimien 63, 64 ja 65 avulla.

Nämä eristimet eristävät DA-muuntimelle ja AGC-asteelle menevät signaalit 19 ja 51 sekä AD-muuntimelta tulevan signaalin 20 multiplekserista 13 ja 5 demultiplekserista 11. Ylijännite-eristimet voidaan toteuttaa usealla eri tavalla, eikä toteutuksen yksityiskohdilla ole merkitystä keksinnön toimivuuden kannalta. Eristys voi perustua signaalin kytkemiseen induktiivisesti, kapasitiivisesti tai optoeristintä käyttämällä. Eristetyn alueen elektroniikan käyttöteho on myös siirrettävä eristysrajapinnan yli hakkurivirtalähdettä käyttäen induktiivisesti muuntajan avulla.

10

Puhelinliitännän kytkeminen järjestelmään

Tunnetun tekniikan mukaisesti perinteinen puhelinliitäntä eli POTS-liitäntä (engl.

Plain Old Telephone Service) voidaan kytkeä samaan parikaapeliin DSL-modeemin 15 kanssa, mikäli modeemin käyttämä johtokoodaus tai modulointimenetelmä on sellainen, että puhelinsignaalin käyttämä taajuusalue (noin 100 - 3000 Hz) ja DSL-modeemin käyttämä taajuusalue eivät mene päällekkäin. Esimerkkinä olkoon ADSL-modeemi, joka voidaan kytkeä samaan parikaapelin puhelimen kanssa käyttämällä : : ns. jakosuodinta, joka suodattaa erilleen puhelimen ja modeemin signaalit.

: 20 ' * · POTS-liitäntä voidaan kytkeä tämän keksinnön mukaiseen järjestelmään siten, että keskuspään COMUX:issa puhelinsignaali muunnetaan digitaaliseksi näytejonoksi samalla näytetaajuudella, jolla DSL-lähetin 16 syöttää omaa signaaliansa multiplekseriin 14. Näytejonomuotoinen puhelinsignaali summataan digitaalisesti 25 DSL-lähettimen signaaliin 16. Puhelinsignaali muunnetaan analogiamuotoon RAFE:n DA-muuntimella 15. Tässä tapauksessa olisi käytettävä kuvan 7 esittämää . ilman linjamuuntajaa olevaa analogiaosaa, koska DSL-modeemin vaatiman (λ. linjamuuntajan induktanssi on aivan liian pieni puhelinsignaalin kannalta ja • · käytännössä oikosulkisi puhelinsignaalin.

30 * · · , , Vastakkaisessa suunnassa puhelinsignaali voitaisiin muuntaa RAFE:n AD- ·’. · muuntimella 18 ja suodattaa erilleen demultipleksauksen 12 jälkeen COMUX:issa.

• » ‘ · * Käytännössä syntyisi kuitenkin ongelmia, koska hyvin voimakas puhelinsignaali 15 111898 saattaisi ylikuormittaa AD-muuntimen 18 siten, että DSL-modeemin signaali säröytyisi ja seurauksena olisi bittivirheryöppyjä. Puhelinsignaali myös lisää AD-muuntimeen menevän signaalin dynamiikkaa, jolloin AD-muuntimen bittitarkkuutta olisi lisättävä. Suurempi bittitarkkuus nostaisi AD-muuntimen tehonkulutusta ja 5 kustannuksia.

Edellä kuvatut puhelinliitännän järjestämiseen liittyvät ongelmat voidaan ratkaista kuvan 8 esittämällä menetelmällä, joka perustuu puhelinsignaalin siirtämiseen valokuidun yli digitaalisessa näytejonomuodossa yhteyskohtaisen apukanavan avulla 10 ja erillisten AD- ja DA-muuntimen käyttämiseen puhelinsignaalin muuntamiseksi. Apukanava voidaan toteuttaa usealla eri tavalla, esimerkiksi käyttämällä valokuidulla aallonpituusmultipleksointia. Eräs edullinen menetelmä apukanavan järjestämiseksi on multipleksoida puhelinkanavan näytejonosignaali valokuidun yli siirtyvään kehysrakenteeseen kuvan 8 mukaisesti.

15

Kuvassa 8 puhelinkeskuksesta tuleva standardin mukainen (esimerkiksi analogiamuodossa oleva tai G.704-standardin mukainen) tilaajakohtainen puhekanavasignaali muunnetaan lohkossa 77 sopivalla näytetaajuudella digitaaliseksi : näytejonoksi 76, joka multipleksoidaan (14) kuitulinkin yli siirtyvään kehykseen !» 20 siten, että kunkin tilaajaliitännän puhekanavan bitit voidaan poimia erikseen RAFE:n demultiplekserissä 11 ja ohjata digitaalisena näytejonona 71 digitaali-analogiamuuntimeen 70. Muuntimen tuottamaa signaalia suodatetaan alipäästösuodattimella 72, josta signaali johdetaan kaksijohdin-nelijohdinhybridin 80 kautta linjamuuntajaan 81. DSL-modeemin analogiaosat, jotka ovat joko muuntajalla 25 varustettuna (kuvien 3 ja 6 mukaisesti) tai ilman muuntajaa (kuvan 7 mukaisesti) sisältyvät AFE-lohkoon 5. Passiivisista suodatinkomponenteista koostuva jakosuodin 73 summaa DSL-modeemin signaalin 83 ja puhekanavasignaalin 82 ja lähettää (· · · summasignaalin parikaapeliin 6. Jakosuodin suodattaa parikaapelin yli toisesta päästä t » • · tulevasta signaalista pienille taajuuksille keskittyvän puhelinsignaalin 82 ja 30 suuremmille taajuuksille painottuvan modeemisignaalin 83 erilleen. Puhelinsignaali » i ♦ . , johdetaan hybridin 80 kautta analogia-digitaalimuuntimeen 74 ja modeemisignaali 83 johdetaan AFE-lohkoon 5. AD-muuntimen tuottama näytejonosignaali 75 * *· ' johdetaan multiplekseriin 13, joka multipleksoi puhekanavabitit kuitulinkin yli 16 111898 siirtyvään kehykseen. Keskuspään COMUX:issa demultiplekseri 12 poimii kehyksestä puhekanavan bitit 79. Lohko 78 muuntaa puhekanavan näytejonosignaalin sellaiseen standardin mukaiseen muotoon, että signaali voidaan kytkeä puhelinkeskukseen.

5

Parikaapelin tilaajan puoleisessa päässä tarvitaan myös jakosuodin 84 erottamaan verkkopäätteen 7 ja puhelimen 85 signaalit toisistaan. Tilaajan puoleinen jakosuodinjärjestely samoin kuin jakosuodin 73 ovat tunnettua, esimerkiksi ADSL-modeemi yhteydellä käytettyä tekniikkaa.

10

Edellä kuvatun menetelmän mukaisessa järjestelmässä puhelinsignaalin välittämiseen käytetyn linjamuuntajan induktanssi ja muut ominaisuudet voidaan valita optimaalisiksi puhelinsignaalin kannalta, eikä tämä muuntaja vaikuta huonontavasti DSL-signaaliin.

15

Viitteet [1] US-patentti 5,526,154, Method, of establishing a subscriber connection and a subscriber network.

; · 20 ' [2] Heinrich Meyer, Marc Moenelaey, Stefan A. Fechtel, Digital Communication

Receivers, John Wiley & Sons, Inc.

t 25 » » · - » » 30

Ml » » ' t

Claims (10)

111898

1. Menetelmä FTTC-topologian mukaisen valokuidun ja metallisen parikaapelin yhdistelmästä koostuvan digitaalisen tilaajayhteyden toteuttamiseksi, jossa 5 menetelmässä digitaalisessa muodossa oleva informaatiovirta siirretään valokuituyhteyden (3) avulla puhelinkeskus- tai keskitintilasta lähellä tilaajaa sijaitsevaan laitteeseen (8), joka on sovitettu muuntamaan digitaalinen informaatiovirta analogiseen 10 muotoon ja syöttämään analogisessa muodossa oleva signaali parikaapeliin (6), jonka toinen pää kytketään käyttäjän verkkopäätteeseen (7), ja joka on sovitettu muuntamaan käyttäjän verkkopäätteen (7) lähettämä ja 15 parikaapelin (6) läpi tullut signaali digitaaliseen muotoon ja siirtämään signaali edelleen valokuidun yli puhelinkeskus- tai keskitintilaan, ja jossa menetelmässä :' 20 :; - parikaapelin yli verkkopäätteeltä tullutta ja digitaalisessa näytejonomuodossa valokuidun yli siirrettyä signaalia käsitellään edelleen puhelinkeskus- tai keskitintiloissa, ja 25. useiden eri tilaajayhteyksien digitaalisessa muodossa oleva informaatiovirta multipleksoidaan samalle valokuitulinkille (3) molemmissa siirtosuunnissa, tunnettu siitä, että 30 valokuidun tilaajanpuoleisessa päässä olevaan laitteistoon (8) : : sisällytetään vain DSL-modeemien analogiaosat (5) käsittäen :· analogia-digitaalimuuntimen, digitaali-analogiamuuntimen, 111898 linjavahvistimen ja -hybridin sekä muun näihin elementteihin olennaisesti liittyvän elektroniikan, DSL-modeemien digitaalinen signaalinkäsittely tapahtuu 5 keskustiloissa sijaitsevassa laitteistossa (1), DSL-modeemin digitaalisen lähetinosan (21) tuottama digitaalinen näytejonosignaali siirretään analogiaosiin (5) sisältyvään digitaali-analogiamuuntimeen (15) kaksisuuntaisen valokuituunkin (3) kautta, 10 analogiaosiin (5) sisältyvän analogia-digitaalimuuntimen (18) tuottama digitaalinen näytejonosignaali siirretään DSL-modeemin digitaaliseen vastaanottimeen (22) kaksisuuntaisen valokuituunkin (3) kautta, ja että 15 analogiaosien tarvitsemat kontrolliohjaukset, kuten analogia-digitaalimuuntimen edessä olevan vahvistuksensäätöpiirin ohjaus, määritetään keskuspäässä sijaitsevissa DSL-modeemien digitaaliosissa, ja ohjauskomennot siirretään valokuitulinkin (3) yli 20 apukanavan avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien tilaajayhteyksien DSL-modeemien kellot ovat keskenään synkronisia siten, että 25. keskuspäässä sijaitseva kellogeneraattori (35) sovitetaan antamaan näytekellot kaikille DSL-lähettimille ja kello valokuitulinkin keskuspään lähettimelle (30), • · - keskuspäässä oleva regeneraattorielementti (34) sovitetaan 30 muodostamaan valokuitulinkin keskuspään vastaanottimen . . regeneroiman kellon avulla näytekellot kaikille digitaalisille vastaanottimille, ja että 111898 tilaajanpuoleisessa päässä oleva regeneraattorielementti (36) sovitetaan muodostamaan valokuituunkin vastaanottimen regeneroiman kellon avulla näytekellot digitaali-analogiamuuntimelle, analogia-digitaalimuuntimelle sekä kello valokuitulinkin tilaajapään 5 lähettimelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että analogia-digitaalimuuntimien ja digitaali-analogiamuuntimien kellot 10 sekä valokuitulinkin kellot ovat keskenään synkronisia, kunkin tilaajayhteyden DSL-modeemin digitaalinen lähetin sovitetaan muodostamaan ensimmäinen näytekello (21b) ja tuottamaan tämän kellon tahdissa askeltava ensimmäinen näytejonosignaali (16a), 15 kunkin tilaajayhteyden DSL-modeemin digitaalinen vastaanotin sovitetaan muodostamaan toinen näytekello (22b) ja vastaanottamaan toista näytejonosignaalia (17b) tämän kellon tahdissa, 20 siten, että keskuspäässä sijaitseva kellogeneraattori (35) sovitetaan muodostamaan kolmas näytekello (40a) kunkin tilaajayhteyden digitaali-analogiamuuntimelle tarkoitetun, keskuspäässä muodostetun 25 kolmannen näytejonosignaalin (16) tahdittamiseksi ja kello valokuitulinkin keskuspään lähettimelle, keskuspäässä oleva regeneraattorielementti (34) sovitetaan ’ · muodostamaan valokuitulinkin keskuspään vastaanottimen 30 regeneroiman kellon avulla neljäs näytekello (41a) kunkin , . tilaajayhteyden analogia-digitaalimuuntimelta saapuneen neljännen näytejonosignaalin (17) tahdittamiseksi, 111898 tilaajanpuoleisessa päässä oleva regeneraattorielementti (36) sovitetaan muodostamaan valokuitulinkin vastaanottimen regeneroiman kellon avulla näytekellot digitaali-analogiamuuntimelle, analogia-digitaalimuuntimelle sekä kello valokuitulinkin tilaajapään 5 lähettimelle, ensimmäinen interpolointielementti (40) sovitetaan muuntamaan ensimmäisen näytekellon (21b) tahdissa askeltava ensimmäinen näytejonosignaali (16a) kolmannen näytekellon (40a) tahdissa 10 askeltavaksi kolmanneksi näytejonosignaaliksi (16), ja toinen interpolointielementti (41) sovitetaan muuntamaan neljännen näytekellon (41a) tahdissa askeltava neljäs näytejonosignaali (17) toisen näytekellon (22b) tahdissa askeltavaksi toiseksi 15 näytejonosignaaliksi (17b).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että linjahybridielementtiin (106) kuuluva linjavahvistin (60) ja erotusvahvistin (61) kytketään parikaapeliin (6) ilman linjamuuntajaa siten, että analogia-digitaalimuunnin ja digitaali-analogiamuunnin, mahdollinen tasonsäätöpiiri, linjahybridi ja muu näihin elementteihin liittyvä elektroniikka eristetään galvaanisesti multipleksointielementeistä (12) ' ja (14) ylijännite-eristimien (63, 64 ja 65) avulla, 25 differentiaalisen linjavahvistimen (60) ei-invertoiva ja invertoiva lähtösignaali kytketään syöttövastuksien kautta galvaanisesti parikaapeliin (6), ja 30. vastaanottosuunnan erotusvahvistin (61) kytketään parikaapeliin (6) . . galvaanisesti. 111898

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin tilaajayhteyden parikaapeliin kytketään äänitaajuinen puhelinsignaali siten, että keskuspäässä oleva ensimmäinen muunninelementti (77) sovitetaan 5 muuntamaan puhelinkeskuksen antama, kunkin yhteyden standardin mukaisessa muodossa oleva puhelinsignaali digitaaliseen näytejonomuotoon (76), joka siirretään valokuitulinkin yli yhteyskohtaisen apukanavan avulla, 10. kuidun tilaajanpuoleisessa päässä näytejonomuotoinen puhelinsignaali (71) ohjataan erilliselle digitaali-analogiamuuntimelle (70), jonka avulla puhelinsignaali muunnetaan analogiseen muotoon, jakosuodin (73) sovitetaan suodattamaan erilleen kaksisuuntainen 15 modeemisignaali (83) ja kaksisuuntainen äänitaajuinen puhelinsignaali (82), äänitaajuinen puhelinsignaali (82) kytketään jakosuotimeen (73) erillisen hybridin (80) ja puhelinsignaalia varten optimoidun 20 muuntajan (81) avulla, jakosuotimeen kytketty modeemisignaali (83) yhdistetään modeemin analogiaosiin (5), * 25. puhelinsignaaliin kytkentään tarkoitetun hybridin (80) antama, linjalta vastaanotettu puhelinsignaali (82b) muunnetaan erillisen analogia-digitaalimuuntimen (74) avulla näytejonomuotoiseksi t · · * puhelinsignaaliksi (75), » · 30. kunkin tilaajayhteyden parikaapelista vastaanotettu . . näytejonomuotoinen puhelinsignaali (75) siirretään kuitulinkin yli keskuspäähän yhteyskohtaisen apukanavan avulla, ja 111898 keskuspäässä oleva toinen muunninelementti (78) sovitetaan muuntamaan kuitulinkin yli siirretty näytejonomuotoinen puhelinsignaali (79) standardin mukaiseen muotoon, jossa muodossa puhelinsignaali kytketään puhelinkeskukseen. 5

6. Järjestelmä FTTC-topologian mukaisen valokuidun ja metallisen parikaapelin yhdistelmästä koostuvan digitaalisen tilaajayhteyden toteuttamiseksi, jossa järjestelmässä on välineet digitaalisessa muodossa olevan informaatiovirran siirtämiseksi valokuituyhteyden (3) avulla puhelinkeskus- tai keskitintilasta lähellä 10 tilaajaa sijaitsevaan laitteeseen (8), ja jossa laitteessa on välineet, joiden avulla tämä laite muuntaa digitaalisen informaatiovirran analogiseen muotoon ja syöttää analogisessa muodossa oleva signaalin parikaapeliin (6), jonka 15 toinen pää on kytketty käyttäjän verkkopäätteeseen (7), ja muuntaa käyttäjän verkkopäätteen (7) lähettämän ja parikaapelin (6) läpi tulleen signaalin digitaaliseen muotoon ja siirtää signaalin edelleen valokuidun yli puhelinkeskus- tai keskitintilaan, :: 20 ! t ja jossa järjestelmässä on välineet, joiden avulla ! » · parikaapelin yli verkkopäätteeltä tullutta ja digitaalisessa näytejonomuodossa valokuidun yli siirrettyä signaalia käsitellään 25 edelleen puhelinkeskus- tai keskitintiloissa, ja useiden eri tilaajayhteyksien digitaalisessa muodossa oleva informaatiovirta multipleksoidaan samalle valokuitulinkille (3) • t molemmissa siirtosuunnissa, 30 » % * * · tunnettu siitä, että * 111898 valokuidun tilaajanpuoleisessa päässä oleva laitteisto (8) sisältää vain DSL-modeemien analogiaosat (5) käsittäen analogia-digitaalimuuntimen, digitaali-analogiamuuntimen, linjavahvistimen ja -hybridin sekä muun näihin elementteihin olennaisesti liittyvän 5 elektroniikan, DSL-modeemien digitaalinen signaalinkäsittely suoritetaan keskustiloissa sijaitsevassa laitteistossa (1),

10. DSL-modeemin digitaalisen lähetinosan (21) tuottama digitaalinen näytejonosignaali siirretään analogiaosiin (5) sisältyvään digitaali-analogiamuuntimeen (15) kaksisuuntaisen valokuitulinkin (3) kautta, analogiaosiin (5) sisältyvän analogia-digitaalimuuntimen (18) 15 tuottama digitaalinen näytejonosignaali siirretään DSL-modeemin digitaaliseen vastaanottimeen (22) kaksisuuntaisen valokuitulinkin (3) kautta, ja että järjestelmässä on välineet analogiaosien tarvitsemien 20 kontrolliohjauksien, kuten analogia-digitaalimuuntimen edessä olevan vahvistuksensäätöpiirin ohjauksen, määrittämiseksi keskuspäässä . sijaitsevissa DSL-modeemien digitaaliosissa, ja ohjauskomentojen _ · · t siirtämiseksi valokuitulinkin (3) yli apukanavan avulla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kaikkien tilaajayhteyksien DSL-modeemien kellot ovat keskenään synkronisia, ja että . ’. : järjestelmässä on välineet tarvittavien kellosignaalien tuottamiseksi siten, että keskuspäässä sijaitseva kellogeneraattori (35) antaa näytekellot 30 kaikille DSL-lähettimille ja kellon valokuitulinkin keskuspään ; · lähettimelle (30), 111898 keskuspäässä oleva regeneraattorielementti (34) muodostaa valokuituunkin keskuspään vastaanottimen regeneroiman kellon avulla näytekellot kaikille digitaalisille vastaanottimille, ja että 5. tilaajanpuoleisessa päässä oleva regeneraattorielementti (36) muodostaa valokuitulinkin vastaanottimen regeneroiman kellon avulla näytekellot digitaali-analogiamuuntimelle, analogia-digitaalimuuntimelle sekä kellon valokuitulinkin tilaajapään lähettimelle. 10

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmässä on välineet kellojen tuottamiseksi ja näytejonosignaalien interpoloimiseksi siten, että analogia-digitaalimuuntimien ja digitaali-analogiamuuntimien kellot 15 sekä valokuitulinkin kellot ovat keskenään synkronisia, kunkin tilaajayhteyden DSL-modeemin digitaalinen lähetin muodostaa ensimmäisen näytekellon (21b) ja tuottaa tämän kellon • * · · tahdissa askeltavan ensimmäisen näytejonosignaalin (16a), 20 kunkin tilaajayhteyden DSL-modeemin digitaalinen vastaanotin muodostaa toisen näytekellon (22b) ja vastaanottaa toista . . näytejonosignaalia (17b) tämän kellon tahdissa, 25. keskuspäässä sijaitseva kellogeneraattori (35) muodostaa kolmannen näytekellon (40a) kunkin tilaajayhteyden digitaali-. ·. : analogiamuuntimelle tarkoitetun, keskuspäässä muodostetun . * · · kolmannen näytejonosignaalin (16) tahdittamiseksi ja kellon valokuitulinkin keskuspään lähettimelle, 30 • · - keskuspäässä oleva regeneraattorielementti (34) muodostaa valokuitulinkin keskuspään vastaanottimen regeneroiman kellon • · avulla neljännen näytekellon (41a) kunkin tilaajayhteyden analogia- 25 1 1 1898 digitaalimuuntimelta saapuneen neljännen näytejonosignaalin (17) tahdittami seksi, tilaajanpuoleisessa päässä oleva regeneraattorielementti (36) 5 muodostaa valokuituunkin vastaanottimen regeneroiman kellon avulla näytekellot digitaali-analogiamuuntimelle, analogia-digitaalimuuntimelle sekä kellon valokuitulinkin tilaajapään lähettimelle, 10. ensimmäinen interpolointielementti (40) muuntaa ensimmäisen näytekellon (21b) tahdissa askeltavan ensimmäisen näytejonosignaalin (16a) kolmannen näytekellon (40a) tahdissa askeltavaksi kolmanneksi näytejonosignaaliksi (16), 15. toinen interpolointielementti (41) muuntaa neljännen näytekellon (41a) tahdissa askeltavan neljännen näytejonosignaalin (17) toisen näytekellon (22b) tahdissa askeltavaksi toiseksi näytejonosignaaliksi : d™).

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että linjahybridielementtiin (106) kuuluva linjavahvistin (60) ja erotusvahvistin (61) on kytketty parikaapeliin (6) ilman linjamuuntajaa siten, että analogia-digitaalimuunnin ja digitaali-analogiamuunnin, mahdollinen 25 tasonsäätöpiiri, linjahybridi ja muu näihin elementteihin liittyvä elektroniikka on eristetty galvaanisesti multipleksointielementeistä . ‘. (12) ja (14) ylijännite-eristimien (63, 64 ja 65) avulla, [ - differentiaalisen linjavahvistimen (60) ei-invertoiva ja invertoiva 30 lähtösignaali on kytketty syöttövastuksien kautta galvaanisesti parikaapeliin (6), ja 111898 vastaanottosuunnan erotusvahvistin (61) on kytketty parikaapeliin (6) galvaanisesti.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kunkin 5 tilaajayhteyden parikaapeliin on kytketty äänitaajuinen puhelinsignaali siten, että keskuspäässä oleva ensimmäinen muunninelementti (77) muuntaa puhelinkeskuksen antaman, kunkin yhteyden standardin mukaisessa muodossa olevan puhelinsignaalin digitaaliseen näytejonomuotoon 10 (76), joka siirretään valokuituunkin yli yhteyskohtaisen apukanavan avulla, kuidun tilaajanpuoleisessa päässä näytejonomuotoinen puhelinsignaali (71) ohjataan erilliselle digitaali-analogiamuuntimelle (70), joka 15 muuntaa puhelinsignaalin analogiseen muotoon, jakosuodin (73) suodattaa erilleen kaksisuuntaisen modeemisignaalin (83) ja kaksisuuntaisen äänitaajuisen puhelinsignaalin (82), 20 - äänitaajuinen puhelinsignaali (82) on kytketty jakosuotimeen (73) erillisen hybridin (80) ja puhelinsignaalia varten optimoidun muuntajan (81) avulla, jakosuotimeen kytketty modeemi signaali (83) on yhdistetty modeemin 25 analogiaosiin (5), puhelinsignaaliin kytkentään tarkoitetun hybridin (80) antama, linjalta vastaanotettu puhelinsignaali (82b) muunnetaan erillisessä analogia-‘ ’ digitaalimuuntimessa (74) näytejonomuotoiseksi puhelinsignaaliksi 30 (75), 111898 kunkin tilaajayhteyden parikaapelista vastaanotettu näytejonomuotoinen puhelinsignaali (75) siirretään kuitulinkin yli keskuspäähän yhteyskohtaisen apukanavan avulla, ja 5. keskuspäässä oleva toinen muunninelementti (78) muuntaa kuitulinkin yli siirretyn näytejonomuotoisen puhelinsignaalin (79) standardin mukaiseen muotoon, jossa muodossa puhelinsignaali kytketään puhelinkeskukseen. 111898