NO154150B - Telefonapparat for transmisjon og mottagelse av digitale d ata, samt digitalt sl¯yfedelingskommunikasjonssystem. - Google Patents

Description

Den-foreliggende oppfinnelse vedrører sløyfedeling i digitale systemer. Oppfinnelsen vedrører hovedsakelig, men ikke ute-lukkende, et digitalt telefonsystem i hvilket et antall digitale telefoner deler en felles sløyfe til en konsentrator eller lokal sentral.

Uttrykket "sløyfe" anvendt her er den del av et nettverk som anvende. å forbinde en abonnenttérminal eller terminaler med nærmeste omkoblingssenter eller konsentrator. Fysisk består sløyfen av et par kabler og kan enten være en totråds eller firetråds transmisjonsanordning.

To typer av delte sløyfesystemer kan identifiseres. Den første er et part -linjesystem bestående av flere uavhengige abonnenter som deler en sløyfe. Det er viktig å tilby part-linje abonnentene en stor grad av sikkerhet. Den andre typen av delt sløyfesystem er den parallélle instrumentanord-ning. I denne anordning er det kun en abonnent og sikkerhet har ingen betydning.

Part-linjesystemer anvendes vanligvis i utkantområder med liten befolkning hvor sløyfene er meget lange og kostbare.

På den annen side blir parallelle instrumenter ofte anvendt innenfor en abonnents eiendom. Part-linje og parallelle for-bindelser kan anvendes for både telefon og datatjenester. Beskrivelsen nedenfor vedrører hovedsakelig telefontjenester.

Mange administrasjoner gjør bruk av forskjellig abonnentsløyfe-delingssystemer som enten er part-linjer eller parallelle telefoner. I øyeblikket er disse analoge systemer og tek-nikken som brukes kan ikke anvendes på fremtidige digitale telefoner. Videre gir ikke analoge part-linjesystemer abonnentene god nok sikkerhet ettersom enhver abonnent kan få adgang til sløyfen og gå inn i en etablert konversasjon, bare ved å løfte håndmikrotelefonene fra gaffelen. Selv-følgelig er det ikke mulig å ha et sløyfedelingssystem i hvilket flere digitale telefoner er direkte koblet til en felles linje slik som i tilfellet av nåværende analoge telefoner. Blandingen av digitale data vil frembringe et ufor-

ståelig resultat.

Det finnes et antall måter å forbinde flere digitale telefoner til en felles sløyfe. En måte ville være ved hjelp av en multiplekser og demultiplekser som ville resultere i en høy datahastighet på sløyfen. Denne fremgangsmåte er ikke ønskelig p.g.a. den større kostnaden for multiplekseren og demultiplekseren og videre vil den brukbare sløyfelengden minske p.g.a. det større signaltapet (dempning) ved nevnte høyere datahastighet. En andre fremgangsmåte, anvendbar når flere brukere ønsker å delta i en konversasjon, er i en parallell hjemmetelefonsituasjon. I dette tilfellet kan en spesiell digital behandlings og summeringsenhet anvendes, men påny er dette en kostbar løsning. En variant av dette ville være et system med analoge tilknytningstelefoner med analog summering i en spesiell enhet før omdanning av signalet til en digital form. Hovedulempen med denne løsning er at det ikke er mulig å slå nummer fra de analoge tilknytningstelefoner under anvendelse av digitale koder. Nummerslåing må

da finne sted fra den nevnte spesielle enhet som ødelegger, til en viss grad, hensikten med å ha parallelle telefoner. Den foreslåtte løsning, som er gjenstanden for denne oppfinnelse er en som forbinder identiske digitale telefoner til en felles sløyfe på en måte som overvinner ulempene ved de tidligere nevnte løsninger. Den beskrevne fremgangsmåte og anordning tilveiebringer fullstendig sikkerhet i part-linje-anvendelser med kun en abonnent som har adgang til sløyfen ved et hvilket som helst øyeblikk. I en parallell telefonsituasjon er det mulig å tillate et antall brukere å lytte til den innkommende tale, men kun en av de parallelle koblete telefoner kan sende tale. Den første av de parallelle telefoner hvor mikrotelefonen tas av gaffelen vil ha adgang til sløyfen i senderetningen. Det faktum at kun en parallell bruker kan tale, anses å være av mindre betydning.

Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et sløyfe-delingssystem for digital kommunikasjon som unngår en eller flere av de tidligere nevnte ulemper.

Det er et ytterligere formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et digitalt telefonapparat tilpasset for forbindelse inn<;>i et digitalt sløyfe-delingstelefonsystem eller inn i en parallell telefonforbindelse.

De for oppfinnelsen kjennetegnende trekk vil fremgå av de etterfølgende patentkrav.

For at oppfinnelsen skal lettere forstås, skal spesielle utførelsesformer av denne nå bli beskrevet under henvisning til vedlagte tegninger.

Fig. 1 er et blokkdiagram over et'grunnleggende system som viser et antall digitale telefoner koblet til en sløyfe.

Flg. 2 er et blokkdiagram over en grunnleggende krets for

to av telefonene vist i fig. 1.

Flg. 3 er et mer detaljert kretsdiagram av en telefon som vist i fig. 1 og 2. Fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform hvorved vanlige digitale telefoner anvendes i tilknytning med respektive delingsbokser koblet til en sløyfeforbindelse. Fig. 5 er et kretsdiagram tilsvarende fig. 3 og viser en ytterligere utførelsesform for parallelle telefonanvehdelser.

I fig. 1 er vist et antall telefoninstrumenter 10 koblet til en felles sløyfe eller part-linje angitt med L. Sløyfen L er tilpasset til å forbinde et hvilket som helst av telefon-apparatene 10 med en sentral (ikke vist) eller konsentrator (ikke vist) som er anordnet i retningen av pilen 11 vist i fig. 1. En respektiv plugg P muliggjør forbindelse av hvert telefonapparat 10 til sløyfen, hvorved fjerning av et apparat 10 utøker sløyfen til det neste apparatet i kjeden. Denne utøkning er en mekanisk økning med den tilhørende pluggen P.

Hvert telefonapparat 10 innbefatter en telefondel T og en kontrollkrets og linjegrensesnitt-del C. Telefondelen T inneholder de digitale telefonkomponenter slik som koder, filtre, kodegeneratorer og mottaker, ringegenerator, for omdanning av ringekode til ringealarm, forsterkere, tasta-tursett, logiske funksjoner og transducere, hvorav ingen er vist i detalj i tegningene. Kontrollkretsen og linjegrense-snittet delen C består av flere kretsblokker som vist i fig.

2. Disse kretsblokker innbefatter linjegrensesnittkretser

12 og 13, multiplekser (MUX), styrelogikk (SL) og mottaknings-logikk (RL1 og RL2). For at telefonapparatet 10 kan anvendes som et vanlig telefonapparat, dvs. i en ikke-delt sløyfe konfigurasjon, er telefondelen T normalt koblet direkte til linjegrensesnittkretsen 12. Dette muliggjør at telefonapparatet 10 kan virke som en vanlig telefon.

Det bør bemerkes at sløyfen L kan være totråds eller firetråds og datatransmisjonen kan være difase eller bipolar og i det ene eller det andre tilfellet omdanner linjegrensesnittkretsene 12 og 13 data fra sløyfen L til ikke-retur-til-null (NRZ) datasignaler for anvendelse internt innenfor telefonapparatet 10. Hvis sløyfen er totråds, inneholder linjegrensesnittkretsene også hybridekretser, filtre og buffertrinn avhengig av naturen av totrådskretsen. Linjegrensesnittkretsen utfører også funksjonen med klokke-ekstrak-sjon fra innkommende data.

De to inngangsmultiplekserne (MUX) velger bitstrømmen for transmisjon oppstrøms, dvs. mot sentralen. Bitstrømmen kan komme fra det "lokale" telefonapparat 10 eller kan komme fra en telefon nedstrøms via sløyfen L og linjegrensesnittkretsen 13. Styrelogikken SL kontrollerer alle signal-valgene og bestemmer hvilken telefon som skal kobles til sløyfen L. Styrelogikken SL hindrer også to eller flere telefoner i å ta sløyfen samtidig både i sende og mottag-ningsretningene. Slik det vil fremgå av fig. 3, inneholder styrelogikken SL kodedetektorer CD1, CD2 og CD3. Kodedetektorene CD1 og CD3 detekterer på-gaffelkode via forbindelsene (a) og (c) og kodedetektoren CD2 er en ringekodedetektor som detekterer en ringekode på forbindelsen (b). Styrelogikken SL inneholder også porter Gl, G2 og G3, hvorav sistnevnte

to danner holdelogikk-krets. Kodedetektorene innbefatter låsning slik at den første detektoren som skal frembringe en "aktiv" utmatning blokkerer de andre kodedetektorene. Utgangen (d) fra styrelogikken SL velger den passende bit-strøm for sending til sløyfen i en oppstrømsretning via grensesnittkretsene 12 og utgangene (e) og (f) retter den mottatte bitstrøm fra oppstrømsretningen enten til den lokale telefondelen T eller videre nedstrøms til den neste telefonen via mottagningslogikken RL2. Kodedetektorene kan bestå av skiftregistre, buffertrinn eller komparatorer og detaljert konstruksjon av disse vil avhenge av de signalerings-koder som anvendes.

Det bør bemerkes at i parallelle telefonanvendelser er det mulig å forenkle logikken ved å utelukke portene RL1 og RL2

og kodedetektoren CD2, idet alle telefoner da er i stand til å motta de innkommende data fra sentralen. Alle parallelle telefoner ville ringe ved mottagelse av ringekoden fra sentralen, idet ringekoden omdannes til en ringealarm ved hjelp av ringegeneratoren innenfor delen T av telefonen. Fig. 5 viser den forenklede anordning.

Operasjon

Det antas at alle telefonapparater 10 først er "på-gaffelen" og genererer en "på-gaffel" kode og sentralen sender en "ro-tone" i hvile-tilstanden. Operasjonen kan beskrives ved å betrakte de følgende part-linje tilfeller.

Tilfelle 1

Telefonapparat "A" (fig. 2) går til tilstanden "av-gaffel". Kodedetekterren CDl (fig. 3) detekterer tapet av "på-gaf f el" kode og dens utgang endrer tilstand fra logisk HØY til logisk LAV.

Dette signal påtrykkes via OG port Gl til holdekretsen G2,

G3 på (f). Utgangen (d) fra G2 går HØY og inngangen 1 på multiplekseren MUX kobles til linjegrensesnitténheten 12

for sending på sløyfen L. Den innkommende bitstrøm fra sentralen kanaliseres til T via OG port RL1 ettersom (e) er HØY, og blokkeres fra å gå nedstrøms av OG port RL2, ettersom (f) er LAV. Apparat "A" har således grepet sløyfen ettersom kodedetektorene er sperret og intet annet apparat kan av-bryte forbindelsen. Det bør bemerkes at de "utelåste" apparater alle vil motta et konstant LAV nivå ved denne anordning. Dette kan omdannes til "sløyfe opptatt" tone i tele-fonmottakerne T. Sløyfene mellom telefonene vil ha over-ganger p.g.a. difase eller bipolar-linjegrensesnittkretser, således at"alle apparater alltid kan uthente klokkesignal fra oppstrømsretningen. I sentralen, vil "A's" identitet gjenkjennes for regnings og overvåkningsformål.

Tilfelle 2

Apparat "B" går til "av-gaffel" tilstanden.

Det som skjer innenfor apparatet "B" er som beskrevet ovenfor for tilfelle 1. "Sende" bitstrømmen fra "B" flyter via linje-grensesnittet 12 til sløyfen og så via linje-grensesnittet 13 inn i apparatet A (fig. 2) og inn i SL ved (c). Utgangen (e) av CD3 går LAV og opererer holdekretsen G2,

G3, (fig. 3). Utgangen (d) av låsekretsen går LAV og inngangen 2 av MUX velges for sending oppstrøms. Samtidig blokkeres den innkommende bitstrøm i å nå T delen av apparatet A ved hjelp av RL1 og (e), mens den samtidig bringes i stand til å flyte mot apparatet B via port RL2 og (f).

På denne måte griper apparat B sløyfen mens apparat A og alle andre apparater på sløyfen låses ute.

Tilfelle 3.

Ringekode mottas fra sentralen. Anta at ringekoden adresserer apparat B. Opprinnelig mottar alle apparater den innkommende ro tone ettersom alle RL porter åpnes av (e) og (f) signaler. I instrument B, vil ringekoden operere kodedetektoren CD2

som vil gå til et logisk LAVT nivå. Dette signal påtrykkes

holdekretsen G2, G3 på (f) og apparatet B blokkerer alle apparater nedstrøms for seg selv. Hvis B svarer (går av-gaffelen) vil det gripe sløyfen som i tilfelle 2 ovenfor. Hvis derimot oppstrømsapparatet A går "av-gaffel" før B svarer, vil sentralen motta A's identitétskode i stedet for B's identitetskode. Sentralen vil da gå igang med å frakoble B's anrop og oppkople A's anrop.

Det er mulig at visse feil slik som brudte sløyfer (mellom apparater), krafttilførselsfeil og visse komponentfeil slik som brudte eller kortsluttete kretser kan resultere i en opplåsning av sløyfen. Tiltak kan iverksettes for å hindre feil i å spre seg oppstrøms ved å konstruere kodedetektorene CD1 og CD3 slik at de frembringer en HØY utgang når deres innganger (a eller c) kontinuerlig er HØYE eller kontinuerlig

LAVE.

Hvis instrumentene tilføres effekt fra en lokal kraftkilde, kan det være ønskelig å kraftforsyne SL, RL, MUX og linje-grensesnittene fra sentrallinjen slik at lokalkrafttilførsels-feil ikke vil stenge andre apparater på sløyfen.

Fig. 4 viser et alternativt opplegg for deling av digitale sløyfer. Fordelen med denne anordning er at telefonen kan være standard (samme som for dediserte sløyfer). En delings-boks S vil imidlertid måtte mates som en separat enhet for delt sløyfeanvendelser. Delingsboksen S inneholder kontrollkretsen C som dannet del av telefonapparatet 10 i den tidligere utførelsesform. Det er totalt mer maskinvare i denne utførelse p.g.a. de ytterligere linje-grensesnittkretser LI som kreves mellom kontrollkretsen C og telefondelen T.

Det bør være klart fra beskrivelsen her at den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et digitalt sløyfe-delingssystem for part-linje eller parallélle telefonanvendelser som overvinner vanskelighetene tilknyttet parallelldannelse av apparater som genererer en digital bitstrøm på sin utgang. Videre tilveiebringer oppfinnelsen et forbedret digitalt telefonapparat som muliggjør forbindelse til et digitalt sløyfedelingstelefonsystem mellom forskjellige abonnenter eller til en digital ekvivalent av en parallell hjemmetelefon-installasjon.

Claims (10)

1. Telefonapparat (10) for transmisjon og mottakelse av digitale data,karakterisert vedat nevnte apparat er tilpasset for forbindelse inn i et digitalt sløy-fedelingstelefonsystem for å sende digitale data og å motta digitale data fra en oppstrømsretning, dvs. mot en sentral i systemet, via hvilke som helst andre apparater koblet til nevnte sløyfe (L) i nevnte oppstrømsretning, idet nevnte apparat innebefatter en kodedetektorkrets (CD1, CD3) for detektering av en endring til en "åv-gaffel" eller datasendingstilstand i nevnte apparat (10) eller i et ytterligere lignende apparat koblet til nevnte sløyfe i en motsatt eller nedstrømsretning derifra,idet nevnte kodedetektorkrets (CD1, CD3) er koblet til en logisk krets (G2, G3) i nevnte apparat og ved detektering av nevnte endring opererer nevnte logiske krets for å bevirke den til å låse i en tilstand hvorved enten data som stammer fra nevnte apparat (10) eller data som stammer fra et ytterligere lignende apparat i nevnte nedstrømsretning, sendes til nevnte sløyfe (L) i nevnte oppstrømsretning avhengig, henholdsvis, av hvilket av nevnte apparater og nevnte ytterligere nedstrømsapparat som er først til å endre til nevnte "av-gaffel " tilstand.

2. Telefonapparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat det innbefatter en telefondel (T) tilpasset til å generere en spesiell digital kode som indi-kerer en "på-gaffel" tilstand når nevnte apparat ikke er i bruk,og hvor fraværet av nevnte "på-gaffel" kode detek-teres av nevnte kodedetektorkrets (CD1, CD3) for å repre-sentere nevnte "av-gaffel" tilstand.

3. Telefonapparat som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte apparat (10) er for et parallellt telefonsystem,og at nevnte telefondel (T) innbefatter en kodekkrets koblet for å motta, bestandig når nevnte apparat er i nevnte "av-gaffel" tilstand, data sendt til nevnte apparat (10) fra nevnte oppstrømsretning, hvorved alle telefoner i nevnte system samtidig er i stand til å motta data fra nevnte sentral.

4. Telefonapparat som angitt i krav 3,karakterisert vedat nevnte apparat innbefatter en toinn-gangsmultiplekser (MUX) kontrollert av nevnte logiske krets (G2, G3) til å koble de passende data for sending i nevnte oppstrømsretning.

5. Telefonapparat som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte apparat (10) er for et part-linje telefonsystem og innbefatter en ytterligere kodedetektorkrets (CD2) for detektering fra nevnte sentral en digital anropskode som identifiserer nevnte apparat (10) og ved nevnte deteksjon bevirker operasjon av en første port-krets (RL2) koblet dertil for å isolere sending av digitale data i nevnte nedstrømsretning, idet nevnte apparat (10) ytterligere innbefatter en andre port-krets (RL1) for å blokkere mottagelse av data i telefondelen (T) i nevnte apparat når data mottatt av nevnte apparat fra nevnte opp-strømsretning er for transmisjon i nevnte nedstrømsret-ning derifra.

6.Telefonapparat som angitt i krav 5,karakterisert vedat nevnte apparat innbefatter en toinn-gangsmultiplekser (MUX) styrt av nevnte logiske krets (G2, G3) for å koble passende data for transmisjon i nevnte opps trømsre tning.

7. Sløyfedelingskommunikasjonssystem innbefattende en felles sløyfeforbindelse (L) tilpasset til å ha et fler-tall kommunikasjonsanordninger (10) koblet til denne, idet hver av nevnte anordninger (10) er i overensstemmelse med krav 1,karakterisert vedat nevnte system er et digitalt telefonsystem,og at forbindelsen av hver anordning (10) til nevnte sløyfe (L) er anordnet slik at data til eller fra en spesiell anordning (10) sendes via hver andre terminalanordning (10) i en opp-strømsretning derifra, dvs. en retning mot en sentral i systemet, og en kodedetektorkrets (CD1, SD3), detekterer at enten den spesielle anordningen (10) i hvilken kode-detektorkretsen (CDl, CD3) er innbefattet, eller en ytterligere anordning (10) nedstrøms for denne, har endret seg fra en hviletilstand til en aktiv eller datasendingstilstand og, ved nevnte deteksjon påvirkernevnte kodedetektorkrets (CDl,CD3) den nevnte logiske krets (G2, G3) i nevnte spesielle anordning (10) til å bevirke enten data fra nevnte spesielle anordning (10) eller data nedstrøms derav, å bli sendt til nevnte sløyfe i nevnte oppstrøms-retning på en måte hvorved den første anordningen (10) fer å endre seg til den aktive tilstand, griper nevnte sløyfe for eksklusiv datatransmisjon til nevnte sentral.

8. System som angitt i krav 7,karakterisertved at systemet er et parallellt telefonsystem og hver nevnte telefon (10) er tilpasset til å motta data fra nevnte sentral under en forbindelse i hvilken ene nevnte telefon (10) griper nevnte sløyfe for eksklusiv datatransmisjon.

9. System som angitt i krav 7,karakterisertved at nevnte system er et part-linjesystem og hver telefon (10) innebefatter en ytterligere kodedetektorkrets (CD2) for detektering fra nevnte sentral av en digital anropskode som er spesiell for det spesielle telefonapparatet i hvilket den er innbefattet og ved nevnte deteksjon bevirker nevnte ytterligere kodedetektorkrets operasjon av første port-krets (RL2) for å isolere alle instrumenter nedstrøms derav fra å motta eller sende data til nevnte sentral, idet nevnte telefon (10) innbefatter en alarmgenerator for operasjon som reaksjon på nevnte deteksjon.

10. System som angitt i krav 9,karakterisertved at kun nevnte spesielle telefonapparat (10) som mottar nevnte digitale anropskode eller et ytterligere telefonapparat (10) i nevnte oppstrømsretning er i stand til å gripe nevnte sløyfe ved å være den første telefonen til å endre til nevnte aktive tilstand, idet nevnte aktive tilstand er en "av-gaffel" tilstand, og idet alle nevnte telefonapparater (10) innbefatter nevnte andre port-krets (RL1) for å blokkere mottagelse av data av alle apparatene unntatt apparatet som har grepet nevnte sløyfe.