NL8601331A

NL8601331A - Zender voor isdn s-bus koppelvlakcircuit.

Info

Publication number: NL8601331A
Application number: NL8601331A
Authority: NL
Original assignee: At & T & Philips Telecomm
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-16
Also published as: EP0247675A1; JPS62287793A; EP0247675B1; DE3783803D1; US4797904A; DE3783803T2

Description

. < ' * PHE.36.007 1 AT&T en Philips Telecommunicatiebedrijven B.V.

“Zender voor ISDN S-bus koppelvlakcircult"

De uitvinding heeft betrekking op een zender voor een ISDN S-bus kcppelvlakcircuit voor het zenden van digitale signalen over een zendlijn van een full-duplex vierdraadslijn naar een of meerdere abonneetoèstellen.

5 . In het toekomstige Integrated Services Digital Network (ISDN) kan iedere abonnee zich toegang verschaffen tot twee 64 kb/s circuit-geschakelde kanalen (de zogenaamde B-kanalen) bedoeld voor spraak en data, alsmede tot een 16 kb/s pakket- of boodschap-geschakeld kanaal (het zogenaamd D-kanaal) voornamelijk bedoeld voor het overdragên 10 van signaleringsboodschappen. Tot acht abonnee-inrichtingen voor spraak-, tekst-, data- en beeldverkeer kunnen aangesloten worden op het netwerkafsluitcircuit (NT) van het ISDN-netwerk. Het koppelvlak tussen deze abonnee-inrichtingen en het netwerkafsluitcircuit - het S-koppelvlak - is door de CCITT in Richtlijn 1.430 gespecificeerd. Het 15 netwerkafsluitcircuit is via een tweedraads full-duplex transmissielijn met (een lijnafsluitcircuit van) de abonneecentrale verbonden. De netto transmissiesnelheid bedraagt 144 kb/s.

Het netwerkafsluitcircuit vervult een aantal funkties zoals tweedraads-vierdraadsomzetting, echo-onderdrukking, concentratie 20 en verdeling. In het artikel "Konzept und Grundmerkmale des diensteintegrierenden digitalen Nachrichtennetzes ISDN" van P. Becker in Telcom Report 6 (1983) blz. 164-169 is de architectuur van de abonneetoegang beschreven die in de genoemde CCITT-richtlijn 1.430 werd vastgelegd. Eén van de funkties is het uitzenden en ontvangen van de 25 twee 64 kb/s kanalen en het 16 kb/s kanaal via de vierdraads full-duplex verbinding tussen de NT en de abonnee-inrichtingen. Daartoe dient het S-koppelvlak van het netwerkafsluitcircuit voorzien te zijn van een zender en een ontvanger. De zender dient volgens de Richtlijn 1.430 ingericht te zijn voor het zenden van AMI-gecodeerde (alternate mark inversion), 30 driewaardige signalen met een bitsnelheid van 192 kb/s. Aan de zender worden stringente eisen gesteld ten aanzien van impedantie, pulsmaskers, maximale lijnspanning, geïnduceerde spanningen (overspraak), .$ « A 4 ~ * 4 V* y/ v' : v w *· -¾ PHE.86.007 2 protectie, toelaatbare voedingsspanningtolerlantie, enzovoorts.

De uitvinding beoogt een zender voor een ISDN S-bus koppelvlakcircuit van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen, waarmee aan de vele, soms tegenstrijdige eisen die daaraan worden 5 gesteld, optimaal wordt tegemoet gekomen. De zender voor een ISDN S-bus koppelvlakcircuit heeft overeenkomstig de uitvinding daartoe het kenmerk, dat de zender een brugschakeling van halfgeleider schakelelementen bevat, welke schakelelementen elk zijn voorzien van een stuuringang die is verbonden met een digitale stuurschakeling voor het 10 kruiselings doen geleiden dan wel sperren van de schakelelementen voor het zenden van een binaire 'nul' of het doen sperren van de schakelelementen voor het zenden van een binaire 'een', dat een dwarstak van de brugschakeling de primaire wikkeling van een transformator bevat, waarbij de uiteinden van deze wikkeling elk via een 15 protectie-element op de brug zijn aangesloten, dat een zijde van de tweede dwarstak is verbonden met een spanningsbron en de andere zijde via een meetweerstand met een referentiepotentiaal, dat de zender verder een verschilversterker bevat, waarvan een eerste ingang op een referentiespanning wordt gehouden en een tweede ingang is verbonden met 20 de tweede zijde van de tweede dwarstak en waarvan een eerste uitgang is verbonden met een stuuringang van een der schakelelementen en een tweede uitgang is verbonden met een stuuringang van een der andere schakelelementen, voor het op een nagenoeg constante stroom houden van de stroom door de meetweerstand en dat de zendlijn is aangesloten op de 25 secundaire wikkeling van de transformator.

Het is gunstig als de schakelelementen MOS transistoren zijn en de protectie-elementen weerstanden zijn.

Het is voorts gunstig als bij een polariteitswisseling van een binaire 'nul' naar een binaire 'een' in het door de 30 zender .uitgezonden signaal, de primaire wikkeling van de transformator gedurende een korte tijd wordt kortgesloten door twee van de schakelelementen te doen geleiden.

Het toepassen van het ISDN concept wordt pas echt aantrekkelijk indien de daarvoor vereiste schakelingen integreerbaar 35 zijn. Uit het artikel "Telecom-chips für das neue ISDN-

Kommunikationssystem HIC0M" van G. Beckinger in Telcom Report 8 (1985), blz. 310-313 wordt de principiële mogelijkheid om een S-bus 8601331 PHE.86.007 3 koppelvlakcircuit te integreren aangeduid. De uitvinding beoogt een geïntegreerde schakeling voor toepassing in een ISDN S-bus zender te verschaffen waarmee een in hoge mate reproduceerbare zender kan worden gerealiseerd. Overeenkomstig de uitvinding heeft de geïntegreerde 5 schakeling daartoe het kenmerk, dat de schakelelementen, de stuurschakeling en de verschilversterker zijn uitgevoerd op één kristal en dat de geïntegreerde schakeling is voorzien van een aansluitklem voor het aansluiten van de buiten de schakeling uitgevoerde meetweerstand.

10 Een voordeel van de extern aan te brengen meetweerstand is dat de weerstandswaarde ervan een zeer hoge absolute nauwkeurigheid kan worden gegeven.

De uitvinding zal thans, in meer bijzonderheden beschreven worden aan de hand van de tekening, waarin overeenkomende delen in elk 15 van de verschillende figuren zijn aangeduid met. dezelfde verwijzingssymbolen, en waarin

figuur 1 een schetsmatige voorstelling van de digitale abonneelijn en de abonneetoegang in een ISDN communicatiesysteem; figuur 2 een blokschema van een ISDN

20 netwerkafsluitcircuit met een zender voor het S-bus koppelvlakcircuit volgens de uitvinding; en figuur 3 een nadere uitvoeringsvorm van een deel van de zender volgens figuur 2. ·

Figuur 1 toont een deel van een ISDN

25 communicatiesysteem. Via een 144 kb/s tweedraads full-duplex (twisted wire) transmissielijn TL is een lijnafsluitcircuit LT dat onderdeel uitmaakt van centrale CO verbonden met het netwerkafsluitcircuit NT. Het netwerkafsluitcircuit NT bevindt zich in het algemeen bij de abonnee thuis en is geschikt voor het aansluiten van maximaal acht abonnee-30 inrichtingen TE^ ... TEg. De abonnee-inrichtingen kunnen de gedaante hebben van een telefoontoestel, een facsimile-apparaat, een dataterminal, een inrichting voor het verwerken van grafische of beeldinformatie, enzovoorts. De abonnee-inrichtingen TE hebben de beschikking over twee 64 kb/s circuit-geschakelde kanalen voor spraak-35 en data en één 16 kb/s pakket- of boodschap-geschakeld kanaal primair voor signalering. Via het netwerkafsluitcircuit NT en de 144 kb/s transmissielijn TL wordt een verbinding, gemaakt met de ISDN

lïfiO 1 M 1 w y y i v ü ' PHE.86.007 4 communicatiecentrale CO. Het koppelvlak tussen de abonnee-inrichtingen en het netwerkafsiuitcircuit wordt aangeduid als S-koppelvlak en is gespecificeerd in de CCITT-Richtlijn 1.430. Het koppelvlak tussen het netwerkafsiuitcircuit NT en het net (de transraissielijn LT) wordt in de 5 CCITT-Richtlijn 1.430 als ü-koppelvlak aangeduid.

Het S-koppelvlak voorziet in een vierdraads verbinding met de abonnee-inrichtingen TE waarbij in beide richtingen (van en naar de abonnee-inrichtingen) een 2B+D kanaal ter beschikking staat. Over elk B-kanaal kunnen 64 kb/s overgedragen worden. Over het D-kanaal 10 (16 kb/s) worden de voor beide B-kanalen vereiste signaleringsboodschappen overgedragen in pakket-geschakelde vorm.

In figuur 2 is een netwerkafsiuitcircuit NT in meer detail weergegeven. Het netwerkafsiuitcircuit NT bestaat in hoofdzaak uit twee delen, namelijk een U-K en een S-K deel. Het verder niet 15 gedetailleerde ü-K deel vormt het verbindingscircuit tussen het U-koppelvlak en het K-koppelvlak. In dat circuit worden de signalen van en voor de transmissielijn opgewekt, geregenereerd of gedetecteerd en vindt bijvoorbeeld de tweedraads-vierdraads omzetting plaats. Het K-koppelvlak is een, niet door de CCITT maar door de telecommunicatie-20 industrie, vastgelegd koppelvlak.

In het S-K deel van het netwerkafsiuitcircuit NT vinden een zender XMT en een ontvanger RCV een plaats. Door de ontvanger RCV worden de door de abonnee-inrichtingen TE (figuur 1) via de ontvanglijn RL uitgezonden signalen gedetecteerd en bijvoorbeeld doorgegeven - via 25 het K-interface - aan het U-K circuit ter transmissie over transmissielijn TL. Door de zender XMT worden via zendlijn SL AMI-gecodeerde signalen aan de abonnee-inrichtingen gezonden. (Zoals bekend wordt in een AMI-gecodeerd signaal een eerste binaire 'nul' als een signaal +V gecodeerd, de tweede binaire 'nul' als een signaal -V, de 30 derde weer als +V enzovoorts, terwijl een binaire 'een' als een signaal met de waarde 0 wordt gecodeerd. Het uitgezonden AMI-signaal is derhalve driewaardig). De informatie-inhoud van deze signalen wordt -bijvoorbeeld via de transmissielijn TL en het U-K circuit - aan de zender XTR toegevoerd. De koppeling tussen de zender XMT en de zendlijn 35 SL zal na de beschrijving van de opbouw van de zender nader worden toegelicht.

De zender op zichzelf is weergegeven in figuur 3. De 8601331 PHE.86.007 5 zender bevat vier schakele1eraenten in de vorm van MOS-transistoren , T2, T3 en T4 die in een (Wheatstone) brugschakeling zijn opgenomen. De stuurelektroden van de transistoren zijn allen met een digitale stuurschakeling CNTL verbonden voor het (in hoofdzaak) 5 kruiselings doen geleiden dan wel sperren van de schakelelementen T|, T2, T3 en 7^ bij het zenden van een binaire 'nul'. Dat houdt in, dat indien transistoren en geleiden de transistoren T2 en T3 sperren, en omgekeerd. Bij het zenden van een binaire 'een' worden alle transistoren T-j-T^ in de sperrende toestand gebracht.

10 Een eerste dwarstak van de brugschakeling wordt gevormd door de serieschakeling, tussen de klemmen 0^ en 02, van een eerste weerstand , een primaire wikkeling van transformator Tr (figuur 2) en een tweede weerstand R2. Eén zijde van een tweede dwarstak van de brugschakeling, namelijk klem 03, is verbonden met een 15 gelijkspanningsbron met een vaste potentiaal VDC’ De tweede zijde - klem 0d - is verbonden via een meetweerstand Rffl met de aardpotentiaal. De zender bevat voorts een operationele versterker OA waarvan een eerste ingang is verbonden met de ene zijde van de meetweerstand Rm en aan een tweede ingang een referentiepotentiaal 20 Vre£ is aangelegd.

De funktie van de verschilversterker OA is de volgende.

Wordt de brugschakeling bedreven dan zal er stroom vloeien van de voedingsklem 03 via transistor (T^), weerstand (R2), primaire wikkeling van transformator Tr, weerstand R2 (R-j), 25 transistor (T2) en de meetweerstand Rm naar aarde, De spanning over de meetweerstand Rm wordt door de verschilversterker OA gemeten tegen de referentiespanning Vref. De uitgangsspanning van de verschilversterker OA zal de stuurspanning voor de transistoren T3 en vergroten dan wel verkleinen waardoor de uitgangsstroom (dit is de 30 stroom door de primaire wikkeling) zal worden beïnvloed. Op deze wijze kan de uitgangsstroom - binnen zekere grenzen Onafhankelijk van de belasting - nagenoeg konstant gehouden worden,

De schakelflanken van de stuursignalen van de stuurschakeling zijn erg steil. Ter begrenzing en bescherming is 35 voorzien in een spanningsbegrenzing op de voedingsspanning Vqq en een stroomprotectie met behulp van de weerstanden en R2. In plaats van deze passieve begrenzing is evenwel ook een aktieve begrenzing 86 0 1 3 3 ί PHE.86.00T 6 mogelijk, waarbij echter speciaal aandacht geschonken dient te worden aan problemen met "overshoot" in verband met de steile flanken.

De transformator Tr dient ter galvanische scheiding.

Parallel aan de secundaire wikkeling (figuur 2) is een weerstand R-j 5 aangebracht welke tot doel heeft de uitgangsimpedantie van de zender op de door CCITT-I.430 gewenste waarde te brengen.

Bij de overgang van het zenden van een binaire 'nul' naar een 'een' treedt uitslingering op onder andere tengevolge van de spreidingsinductie van de transformator Tr. Dit wordt onderdrukt 10 door de transformator na de overgang van een binaire 'nul' naar een binaire 'een' gedurende 200 a 300 nsec, kort te sluiten. Dit wordt bereikt door de transistoren T2 en (of en T3) gedurende die tijd in de geleidende toestand te houden.

De transistoren - T^, de stuurschakeling CNTL en 15 de operationele versterker worden bij voorkeur in één geïntegreerde schakeling gerealiseerd. De meetweerstand wordt extern gehouden gezien de hoge absolute en relatieve nauwkeurigheid die gesteld wordt aan de konstantheid van de uitgangsstroom.

8601331

Claims

1. Zender voor een ISDN 5-bus koppelvlakcircuit voor het zenden van digitale signalen over een zendiijn van een full-duplex vierdraadslijn naar een of meerdere abonneetoestellen, met het kenmerk, dat de zender een brugschakeling van halfgeleider schakelelsmenten 5 bevat, welke schakelelementen elk zijn voorzien van een stuuringang die is verbonden met een digitale stuurschakeling voor het kruiselings doen geleiden dan wel sperren van de schakelelementen voor het zenden van een binaire 'nul' of het doen sperren van de schakelelementen voor het zenden van een binaire 'een', dat een dwarstak van de brugschakeling 10 de primaire wikkeling van een transformator bevat, waarbij de uiteinden van deze wikkeling elk via een protectie-element op de brug zijn aangesloten, dat een zijde van de tweede dwarstak is verbonden met een spanningsbron en de andere zijde via een meetweerstand met een referentiepotentiaal, dat de zender verder een verschilversterker bevat, 15 waarvan een eerste ingang op een referentiespanning wordt gehouden en een tweede ingang is verbonden met de tweede zijde van de tweede dwarstak en waarvan een eerste uitgang is verbonden met een stuuringang van een der schakelelementen en een tweede uitgang is verbonden met een stuuringang van een der andere schakelelementen, voor het op een 20 nagenoeg constante stroom houden van de stroom door de meetweerstand en dat de zendiijn is aangesloten op de secundaire wikkeling van de transformator.

2. Zender volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schakelelementen MOS transistoren zijn.

3. Zender volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de protectie-elementen weerstanden zijn.

4. Zender volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij een polariteitswisseling van een binaire 'nul' naar een binaire 'een' in het door de zender uitgezonden signaal, de 30 primaire wikkeling van de transformator gedurende een korte tijd wordt kortgesloten door twee van de schakelelementen te doen geleiden.

5. Geïntegreerde schakeling voor toepassing in zender volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de schakelelementen, de stuurschakeling en de verschilversterker zijn 35 uitgevoerd op één kristal en dat de geïntegreerde schakeling is voorzien van een aansluitklem voor het aansluiten van de buiten de schakeling uitgevoerde meetweerstand. 860 1 33 ?