NO302500B1 - Stasjoner for et digitalt kommunikasjonsnett - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår sentrale stasjoner og utestasjoner for et digitalt kommunikasjonsnett.

Det er tidligere, f.eks. i EP-A-0 131 662, foreslått et digitalt kommunikasjonsnett som omfatter en sentral stasjon innrettet for å sende data i en sekvens av kringkastede rammer til en rekke utestasjoner via et forgrenet overførings-medium.

Det er også kjent, f.eks. fra US patent nr. 3 920 894, å omkaste data med en pseudovilkårlig binær sekvens ( PRBS, pseudo random binary sequence) for å forbedre de digitale datasignalenes statistiske egenskaper. I et arrangement som i dette US-patentet erkjennes som tidligere kjent teknikk, tilveiebringer en seriell PRBS-generator normale og komplementære utgangssignaler som benyttes til å omkaste henholdsvis ulike og like kanaler fra en multiplekser. Et par styringsbiter (paritet, signalering, pakkings-styring (stuffing control), ramme-synk) sendes etter hver gruppe på 96 databiter, og disse styringsbitene omkastes ikke.

Oppfinnelsen som fremgår av US patent nr. 3 920 894 vedrører en generator for parallelle ord, som kan fungere ved en tredjedel av den kjente, serielle generatorens bithastighet, og frembringer parallelle ord på 3 biter som er segmenter i en PRBS. Disse parallelle ordene mates til individuelle omkastere for data-kildene, og de resulterende, omkastede strømmene multiplekses. I dette arrangement er styringsbitene ikke omkastet tilsvarende.

I de ovenfor nevnte arrangementene omkastes med hensikt ikke synkroni-seringssignalene, for derved å forenkle deteksjon av dem i utestasjonene. Derfor vil en uautorisert bruker enkelt være i stand til å trekke ut omkastede data til en individuell utestasjon.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et digitalt kommunikasjonsnettverk som har potensiale til å redusere sannsynligheten for at uautoriserte brukere mottar nedstrøms utsendt (kringkastings) transmisjon. Det er følgelig, i samsvar med et første aspekt av foreliggende oppfinnelse, tilveiebrakt en sentral stasjon for et digitalt kommunikasjonsnett, anordnet for å sende data til utestasjoner i form av en strøm av rammer, hvor hver ramme omfatter et synkroniseringssignal, administrasjonsdata og trafikkdata, og den sentrale stasjonen omfatter en omkastingsinnretning for å omkaste trafikkdataene med et omkastingssignal. Den sentrale stasjonen kjennetegnes ved at synkroniseringssignalet og administrasjonsdataene er inneholdt i en første del av en ramme, trafikkdataene er inneholdt i en andre del av en ramme, og omkastingsinnretningen er anordnet for å omkaste innholdet av de nevnte første deler i samsvar med en første forutbestemt binær sekvens, og anordnet for å omkaste innholdet av de nevnte andre deler i samsvar med en andre forutbestemt binær sekvens.

En uautorisert bruker kan ved prøve-og feile-metoden forsøke å reetablere den utsendte nedstrøms transmisjon, men dersom han ikke bruker sofistikert utstyr, vil han bare være i stand til å finne omkastingssekvensen til de ene eller de andre delene av rammene.

Ifølge et andre aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en utestasjon for et digitalt kommunikasjonsnett, anordnet for å motta rammer fra en sentral stasjon, hvor hver ramme omfatter et synkroniseringssignal, administrasjonsdata og omkastede trafikkdata, og utestasjonen omfatter reetableringsinnretninger for å reetablere omkastede trafikkdata med en tilsvarende reetablerings-sekvens. Utestasjonen kjennetegnes ved at for å motta rammer med en første del og en andre del, hvor den første del inneholder synkroniseringssignalet og administrasjonsdataene som er omkastet med en første, forutbestemt binær sekvens, og den andre del inneholder trafikkdataene som er omkastet med en andre, forutbestemt binær sekvens, er reetableringsinnretningene anordnet for å reetablere innholdet av de nevnte første deler i samsvar med den første forutbestemte binære sekvens, og for reetablering av innholdet av de nevnte andre deler i samsvar med den andre forutbestemte binære sekvens, og ved innretninger som reagerer på et synkroniseringssignal i rammene ved å velge den andre forutbestemte binære sekvens ved starten av de nevnte andre deler og å velge den første forutbestemte binære sekvens ved starten av de nevnte første deler.

Nettverket er fortrinnsvis et optisk nettverk, og det tilveiebringer fortrinnsvis 128 optiske splittinger for hver sentral linje og med en arbeidsbithastighet på 20 Mbit/s. Denne bithastighet/splittekombinasjon gir et attraktivt sett av muligheter for både forretnings- og privatkunder. Ved en valgt maksimal splitting på 128 (120 kunder pluss 8 testporter), vil det således være kapasitet tilgjengelig til å mate hver kunde, dersom det er ønskelig, med en ISDN 144kbit/s kanal eller ekvivalent kapasitet. I forretningsområder hvor majoriteten er flerlinjekunder vil en lavere optisk splitting anvendes, hvilket tillater at høyere kapasiteter kan leveres pr. kunde. I det første tilfellet kan nettverk være planlagt til å levere kapasiteter som ligger godt innenfor 20Mbit/s matekapasiteten, hvilket gir vesentlig margin for oppdatering både når det gjelder tilveiebringelse av tilleggsantall av 64kbit/s linjer eller innføring av f.eks. ISDN-tjeneste.

I slikt nettverk er det å foretrekke at alle systemene er utformet i samsvar med et fast optisk tapkriterium som passer til den fulle 128-veis-splittingen uten hensyn til den virkelige splittingsgraden som til å begynne med kreves av det første kundesettet. Dette vil gi stor planleggingsfleksibilitet og tillate at tilleggs-kunder kan kobles til nettverket ettersom behovet melder seg. Alle trinnene til 128-veis-matrisen vil således være implementert i den avgrenede stasjonen, hvilket gir den fullstendige tapspesifikasjonen, men bare med et minimalt antall koblere installert for å tilveiebringe forbindelser til startkundene.

Selv om det kan være tilveiebrakt et nettverk som er et fullstendig passivt nettverk med en direkte fibermating til de forskjellige forretnings- eller privatkunder, kan det være tilordnet med noen elektriske koblinger for å tilveiebringe en hybrid variant hvor det er en aktiv elektronisk node i DP og med en kobber-forbindelse til abonnenten, men som er kompatibel med, og fullstendig oppgrader-bart til det optiske nettverket i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Et slikt system kan vel vise seg å være mest økonomisk for den tidlige innføring på privat-kundemarkedet hvor kostnadene for telefonitjeneste alene er den mest alvorlige.

En annen viktig fordel med den foreliggende oppfinnelse er nettverks-utvikling. Denne arkitekturen gir vesentlige muligheter for utvikling mot fremtidens bredbånds-multitjenestenettverk via tilføyelsen av separate optiske bølgelengder som fører de nye bredbåndstjenestene på det samme passive optiske nettverk. Dette vil være mulig uten å forstyrre, eller øke kostnadene, til den opprinnelige tjenesten under forutsetning av riktig planlegging og tilretteleggelse ved tids-punktet for startinstallasjonen.

Komponentdelene til søkerens optiske nettverk kan hensiktsmessig klassi-fiseres under de følgende hovedobjektområder: I) Optisk teknologi og optisk systemdesign, II) eksternt optisk anlegg, III) bittransport-systemdesign, IV) nettverkgrensesnitt og totalsystemdesign, og V) nettverkstyring og testing, og disse områder skal nå etter tur beskrives.

I Optisk teknologi og optisk s<y>stemdesi<g>n

a) Topolo<g>inettverk

Valg av topologi er en viktig faktor for å minimalisere totalkostnadene til

nettverket. Det er flere topologier som kan implementeres for å tilveiebringe et passivt optisk nettverk i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Nøkkelfaktorer for sluttvalget vil være: oppbyggings- og vedlikeholdskostnader, de tilveiebrakte tjenester, vekststrategi og potensiale for utvikling mot bredbåndstjenester. For

hvert valg som må vurderes, må også de initielle nettverkskostnadene omhyggelig veies mot potensialet for fremtidig utvikling. Valg innbefatter full toveis drift, delvis toveis drift, separate oppstrøms- og nedstrøms-koblinger mellom sentralen og en kunde, og anvendelsen av en kobberledning i forbindelsen mellom DP og noen kunder i et ellers heloptisk fibernettverk.

b) Optisk s<p>littetreknolo<g>i

De optiske effektsplitterne er hensiktsmessig smeltede fiberkoblere.

Langtidsmuligheter som holografiske anordninger kan imidlertid når de er fullstendig utviklet, sørge for at det oppnås potensielt lavere kostnader.

c) Kundens lasertransmittermodul

Kundens laser er en av de mest kritiske komponentene når det gjelder

påvirkning av kundekostnadene. De detaljerte driftskravene for enhver lavkost-anordning bestemmer spesielt valget av pakkedesign, driv- og beskyttelses-elektronikk og laserpålitelighet (koblet med omgivelsesytelse). For eksempel vil trolig en ikke-avkjølt pakke være ønskelig for en lavkostnads-sendermodul for å redusere effektforbruk, forenkle pakkedesignen og sammenstillingen og å redusere transmitterens totalkostnader. Fjerningen av kjøleren resulterer imidlertid i at temperaturen til laseren blir ukontrollerbar og med den konsekvens at laser-slitasjen øker ved den øvre enden av området for omgivelsestemperaturen. I tillegg vil temperaturavhengigheten når det gjelder laser/fiber-koblingen bli mer kritisk. I systemet vil det være nødvendig med høye pulseffekter for å overkomme splittetapene til nettverket. Dersom overdrevne optiske effekttopper skal unngås

(som fører til høye strømtettheter og lavere pålitelighet), vil lavkostpakker med god koblingseffekt være ønskelige. Selv om bit-raten på 20Mbit/s som fortiden anbefales tillater bruken av lavkosts-CMOS VLSI, kan transmittere/mottakere som arbeider ved 45-50Mbit/s alternativt anordnes. Slike anordninger kan, selv om de anvender mer kostbar elektronikk, i virkeligheten totalt sett bli billigere idet en tar hensyn til at pakkekostnadene sannsynligvis vil være dominerende. Disse kostnadene vil grovt sett bli påvirket av graden fremstillingsinvestering/automatisering som foretas, hvilket igjen vil være bestemt av det forventede produksjonsvolum.

Det må forstås at det foregående relaterer seg til kostnadene for å imple-mentere et nettverk som beskrevet her i den foreliggende oppfinnelse og at mer kostbare laseranordninger kan anvendes selv om dette antagelig ville resultere i økede kostnader.

Kundens transmitter drives fortrinnsvis i en lavdriftssyklus som beskrevet i søkerens parallelle GB-patentsøknad GB-8700069, inngitt 5.januar 1987. Det foretrekkes videre at laserens utgangsnivå styres ved fjernovervåkning av sentralen som beskrevet i søkerens parallelle GB-patentsøknad 8710736, inngitt 6.mai 1987, hvilket tillater eliminering av overvåkningsfotodioden i kundens transmitter eller frigir denne til å bli brukt som en detektor.

d) Kundens mottakermodul

Kundens mottaker vil kreve nærmest de samme prisreduksjoner som

transmittermodulen for å sikre økonomiske gjennomslag for nettverket overfor kunder med få linjer, men det understrekes at det ikke kan oppnås på bekostning av dårlig optisk ytelse siden dette ville påvirke i motsatt retning det optiske effektforbruket og således nettverkets totalkostnader.

e) Optisk blokkeringsfilter

Et optisk blokkeringsfilter er en foretrukket komponent siden dette sørger

for at fremtidig oppgradering av nettverket er mulig uten å forstyrre eksisterende telefonikunder. For noen nettverks topologivalg (f.eks. full dupleks), kan det hjelpe til med å håndtere problemene med krysstale som skyldes refleksjoner. Dersom forskjellige bølgelengder blir brukt i oppstrøms- og nedstrømsretningene, kan således smalbåndfiltre anvendes for å diskriminere mot reflektert lys før dette når de optiske mottakerne.

Det er eller vil bli forskjellige teknologier tilgjengelige med gitter, interferens og holografiske anordninger som vil være et potensial for å oppnå lavkostnads-anordninger.

Initiell analyse indikerer at den optimale plassering av filteret for å minimalisere kostnadene og driftsvanskelighetene er inne i kundens mottaker. Mulighe-tene eller valgene bør innbefatte innføring av skiver av dikromatert gelatin (DCG), fler-sjikt dielektrisk interferensinnretninger eller et fotopolymerfilter mellom mottakerfotodioden og pakke-endefiberen, eller avsetning av en fler-sjikts dielektrisk innretning eller et annet filtermateriale direkte på mottakerfotodioden i skivetrinnet. Andre måter å montere filteret på er vurdert nedenfor,

f) Sentralens optiske utstyr

Sentralens optiske utstyr har en mer krevende ytelsesspesifikasjon selv om

det ikke er så kostnadssensitivt som kundens utstyrsanordninger. Laseren må ha en høy midlere utgangseffekt og en godt kontrollert og skarpt spesifisert senter-bølgelengde. Fortrinnsvis anvendes én enkelt langsgående moduskilde (f.eks. DFB- eller DBR-lasere) for å sikre at bare en minimal bredde av optisk spekter må allokeres til den initielle telefonitjenesten, slik at det bevares så mye som mulig av verdifullt spekter for fremtidig tjenestevekst. Mottakeren må være sensitiv og likevel kunne håndtere tidsforstyrrelser som skyldes feilaktig innstilling av forsinkelseskompensasjon, håndtere ulik optisk effekt i nabo-bit, hvilket skyldes ulike banedempninger og kundens utsendte lasereffekttoleranser. Det foretrekkes således at mottakeren har en DC (likestrøms)-koblet design eller at den i det minste har terskelnivået i beslutningskretsen DC-koblet i forhold til nullnivået for den optiske bit-strømmen.

II Eksternt optisk anlegg

a) Passivt nettverkdesign

Ideelt sett er nettverket designet slik at det kan vokse og endre seg, både

uttrykt ved antall telefonkunder som tilføyes til nettet, og når det gjelder nye tjenester (bølgelengder). I dets mest foretrukne form, et fullt duplekset avgrenet nettverk, er bølgelengdeområdet til anlegget og sensitiviteten til nettverket overfor refleksjoner kritiske faktorer som har betydelig påvirkning på størrelsen av nettverket og spesifikasjonene som knyttes til hver komponent. Studier som er fore-

tatt av søkeren, har vist at virkningen av refleksjoner er betydelig og dette må tas i betraktning dersom ikke et fullstendig duplikat-fibernettverk skal anvendes opp-strøms og nedstrøms. Bølgelengdeområdet til anlegget er viktig når det gjelder tilføyelsen av nye tjeneste-bølgelengder. Bølgelengdeflatheten til hver komponent og en total tilpasning av komponentene for å optimalisere effektforbruket må tas i betraktning ved utformningen av et nettverk i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

b) Komponenter

De kritiske elementer er her bølgelengde-flatede koblerrekker, optiske

blokkeringsfiltre, konnektorer for anvendelse i kundens utstyr og skjøteteknikker som er egnet for anvendelse på en bred skala i alle omgivelser. De første to elementene på denne listen er allerede beskrevet i avsnitt I ovenfor. Et optisk interferens- (eller annet) filter kan alternativt være innlemmet i konnektoren i kundens lokaler. Den alternative strategi med å eliminere kundens konnektor og å basere seg på et fast opplegg, er en annen mulighet. Andre måter å innlemme det optiske filteret i systemet på kan vurderes, innbefattende f.eks. fiberbaserte anordninger som må skjøtes, enten i kundens utstyr eller i den optiske innførings-kabelen.

Ml Bittransport- svstemdesiqn

a) Bittransportsystemet (BTS) til nettverket kan eventuelt måtte føre og danne grensesnitt med mange ulike tjenester, f.eks.

- Analog telefoni - ut av kanalsignalering (64 + 8kbit/s)

- Analog telefoni - i kanalsignalering (64kbit/s)

- Grunnleggende eller basishastighet ISDN (2 x 64 + 16 kbit/s)

- Primærhastighet ISDN (2048kbit/s)

Selv om det opprinnelige hovedkravet forventes å være overføringen av analog telefoni med ut-av-kanalsignalering (64 + 8kbit/s), er det høyst ønskelig å utforme en BTS med en ramme og kanaltilordningsstruktur som kan utføre alle tjenestene nevnt ovenfor ved å endre bare tjeneste-aksessenhetene. Dette er viktig f.eks. for den fremtidige kompatibilitet med nye tjenester.

Den høyeste felles faktor bithastighet for eksempel-tjenestene ovenfor, er 8kbit/s. Siden denne hastigheten også er samplehastigheten til taletjenester, som korresponderer med en 125ms basisrammeperiode, vil hver bit innenfor 125ms-rammen korrespondere med en 8kbit/s basiskanal. En kundetjeneste blir så tilveiebrakt ved å tilordne et helt antall av disse 8kbit/s kanaler, f.eks. analog tale med ut-av-kanal-signalering, vil være tilordnet 9 kanaler hver på 8kbit/s, anordnet for å bevare taleintegritet, korresponderende med 9 bit innenfor 125ms basisrammen, en grunnleggende eller basishastighet ISDN-tjeneste vil være tilordnet 18 slike 8kbit/s kanaler, dvs. 18 bit innenfor basis 125ms-rammen.

I tillegg til informasjonskanalene innenfor basisrammen vil det også være en 8kbit/s husholdningskanal for hver optisk kundeterminering. Denne vil føre husholdningsmeldinger. Dette betyr at en kunde som har behov for 1 analog telefonikanal med ut-av-kanal-signalering, må ha en total på 10 basis 8kbit/s kanaler tilordnet seg, og korresponderende må en basishastighet ISDN-kunde ha tilordnet en total på 19 basis 8kbit/s kanaler.

En ytterligere mulighet når det gjelder basisrammestrukturen, er å anvende en bitinterfoliert protokoll for å kunne maksimalisere enhver fordel som kan oppnås ved å drive kundens laser i en lavdriftssyklusmodus samtidig som det opprett-holdes den samme rammestrukturen i begge transmisjonsretningene. Dette betyr at snarere enn å transmittere bitene sekvensielt (8kbit/s kanaler) tilordnet en bestemt kunde, vil de bli spredd ut temmelig likt over hele 125ms basisrammeperioden.

b) Autoinnstillingssvstem

Innenfor den totale strukturen må periodisk reservetid (når tjenestedata ikke

blir transmittert) reserveres for innstillingsprosessen. Tiden som er reservert for innstilling, bestemmer den geografiske avstanden over hvilken innstillingen kan utføres. Frekvensen hvorved innstillingen finner sted, bestemmer bithastigheten som vil bli brukt. For å forenkle tidsinnstilling og synkronisering bør innstillingsperioden være et heltallmultippel av basisrammeperioden (125ms). En 125ms rammeperiode gir tilstrekkelig tid til å innstille over en geografisk avstand på 10km, mens 250ms vil tillate innstilling over 20km. For å kunne redusere totalbithastigheten til omtrent 1% er en 10ms periodisitet til innstilling mulig (dette korresponderer med 80 basisdatarammer fulgt av en innstillingsramme, en bit-hastighetsøkning på 81/80).

Det er fortrinnsvis 3 nivåer eller faser av innstilling:

Fase 1-innstilling finner sted for optiske termineringer (OT) når disse første gang tilkobles systemet. I dette tilfellet vil sentralenden ikke ha noen informasjon med hensyn til baneforsinkelsen til og fra OT. Sentralenden vil derfor anvende innstillingsperioden til å måle denne baneforsinkelsen og så i det påfølgende informere den ny-installerte OT hvilken lokal forsinkelse som skal innstilles for å få korrekt tidsinnstilling.

Fase 2-innstilling foretas for terminaler som allerede er koblet til nettverket

når en ny oppkalling blir initiert eller når den optiske terminalen blir påskrudd etter frakobling fra den lokale effektforsyningen. I dette tilfellet vil innstillingsprotokollen sjekke forsinkelsesperioden som tidligere var tilordnet en OT og om nødvendig vil det foretas små korreksjoner. For å kunne maksimalisere laserens levetid tilrås at OT ikke transmitterer dersom den ikke fører trafikk, og derfor vil det ikke bli foretatt innstilling for tomgangsterminaler.

Fase 3-innstilling er automatisk og blir utført periodisk mens en OT fører trafikk. Sentralen vil overvåke tidsinnstillingen fra hver aktiv terminal og instruere disse terminalene (ved bruk av husholdningskanalene) til å foreta mindre korreksjoner i de lokale forsinkelser dersom noen av tidsinnstillingene begynner å drive.

Innstillingsfunksjonen tilveiebringer anordningen for å synkronisere hver kundes data i oppstrømsretningen, og den kompenserer for forskjellige linjelengder og fluktuasjoner i forplantningsforsinkelse gjennom nettverket. Automatisk innstilling vil være nødvendig for periodisk å foreta mindre justeringer for å korrigere enhver tidsdrift. Anordningen av et batterisystem for kundens nettverks-terminering er nødvendig for å opprettholde telefonitjeneste under perioder med større feil.

IV Nettverkqrensesnitt og totalsvstemdesiqn

BTS beskrevet i det foregående avsnittet tilveiebringer en innretning for å transportere bit over det passive optiske nettverket. Det er behov for passende grensesnitt mellom BTS og den digitale sentralen, og mellom BTS og kundens apparat for å gjøre det mulig å utføre tjenester som tilfredsstiller totalkravene til kommunikasjonsnettverket. Totalsystemet omfatter testing, nettverkgrensesnitt-dannelse, pålitelighet, nettverkstyring, effektforsyning osv.

a) Tjeneste

Det primære tjenestekravet til et nettverk i samsvar med oppfinnelsen

forventes å være analog telefoni. En slik tjeneste må utføres kostnadseffektivt mellom et analog direkte-sentrallinjegrensesnitt i kundens lokaler og et DASS2

2,048Mbit/s grensesnitt til det 64kbit/s svitsjede nettverk. Foruten analog telefoni er det også et bredt spekter av andre tjenester som fortiden foretas på en analog måte over det lokale kobberparnettverket. BTS-rammestrukturen og protokollene må være fleksible nok til å transportere basishastighet ISDN eller CATV-signalering. Det er et viktig prinsipp at tilføyelsen av fremtidige nye tjenester ikke begrenses av en restriktiv "bare-telefoni"-utforming. Anordningen av et minimumskostnads-nettverk kan imidlertid komme i konflikt med dette hensyn og det må foretas en fin balanse. Fremgangsmåtene som kan anvendes for å tilveiebringe tilleggstjenester innbefatter økt bruk av TDM ved å øke bit-hastigheten og å utvide rammestrukturen, innføringen av WDM, og anordningen av tilleggsfibre. Disse fremgangsmåter er beskrevet nedenfor.

b) Nettverk og kundegrensesnitt

Et primærkrav til det britiske nettverket vil være å anordne et grensesnitt

mellom nettverket og det 64kbit/s svitsjede nettverk over 2,048Mbit/s DASS2-forbindelser med statistisk multiplekset signalering i tidsspalte 16. Det vil da være nødvendig med protokoll-konvertering i sentralenden for å endre kanalens tilordnede signalering over BTS til den statistisk multipleksede formen som er nødven-dig i digitalsentralen. Basishastighet ISDN vil måtte håndteres på en tilsvarende måte med nødvendig I-serie til DASS2-konvertering. En eller annen gang i frem-tiden vil imidlertid det 64kbit/s svitsjede nettverket være i stand til å håndtere I-serieprotokoller som vil tillate I-serie til DASS2-konvertering å bli eliminert. Spesi-fikasjonen til analogtelefoni-kundegrensesnittet er definert i BTNR 315, men bare uttrykt ved grensesnittet i sentralen, og ikke i kundens terminering.

En rekke kundeenheter anbefales for multippellinjeforretningsbrukeren og for den private enkellinjebruker. Modularitet når det gjelder basiselementene vil være fundamental for enhver kundeenhetdesign for å tillate d r iftsfl e ks i b i I itet. Sløyfefrakobling og MF4-signalering vil kunne foretas.

c) Kabling

Mange av problemene på dette område er felles for enhver nettverkstruktur.

Modifikasjoner av eksisterende løsninger vil sannsynligvis være tilfredsstillende for sentralkabinett og kabinett-DP-forbindelsene. Gatemultipleksversjonen til nettverket vil ikke kreve vesentlige utfordrende kabelutviklinger.

d) Effektforsvning

Nettverktermineringer i kundens lokaler vil være avhengig av vekselstrøm-effektforsyning besørget av kunden. Dette er et skille fra dagens praksis hvor kobberpar-nettverket effektmates fra den lokale sentralen.

e) Hus

Et første siktemål er å montere komponentene inne i eksisterende

kabinetter i modulformater.

DP-lokaliseringen må følge av en vurdering av DP-strategien som skal brukes (f.eks. nedføringskabelterminering fra stolpetopp eller fortaugsboks). På tilsvarende måte er det forskjellige muligheter når det gjelder kundens terminering (i hus, i garasje, etc.) som trenger evaluering før utstyrsutvikling. Når det gjelder kundens terminering er den fysiske sikkerhet åpenbart et hensyn som må vurderes sammen med effektforsyningen, batteri-back-up, etc. Det er i virkeligheten trolig at kunden vil måtte kreve to hus, ett for omkobling fra nedføringskabel til den indre kabel og et annet for å huse elektronikk, batterier, etc.

Vurdering av gatemultipleksvalget medfører i hovedsak at et ekstra hus må utformes, og flytter noen av termineringsproblemene til det eksterne nettverket. Således må effektforsyning og omgivelseshensyn vurderes.

V Nettverkstvring og testing

Nettverkstyring gjør det mulig å drive og å opprettholde nettverket på en effektiv og pålitelig måte. Foranstaltningene som er nødvendige for å implemen-tere en høy grad av fjernsentralisert styring innbefatter overvåkningen av utstyr-status, fjerntesting og diagnosestilling, feilrapportering og analyse; korrelasjons-og gjenvinningsprosedyrer, nettverksinitialisering, konfigurasjon og ressursstyring.

Siktemålet for det generelle nettverksvedlikehold vil være hurtig å detektere og variere feil, med minimale kostnader og forstyrrelser for kundene. Ideelt bør dette skje ved at mindre svekkelse av tjenestene detekteres og ikke at en venter til at feilen på alvorlig måte påvirker tjenestene. Sentralisert nettverkstyring og diagnosestilling bør kunne forventes å holde feillokalisering på et akseptabelt nivå slik at feilkorreksjon kan utføres på ett enkelt oppsøk av en trenet tekniker.

Noen vedlikeholdsfunksjoner kan innlemmes i det DASS2-anmerkningene som sendes over 2.048Mbit/s grensesnittene via sentralen til operasjons- og vedlikeholdssenteret OMC. Andre funksjoner vil imidlertid sannsynligvis måtte håndteres fra en nettverksadministrasjonssentral, som kan samle data fra nettverkshusholdningskanalene til et antall kundeutstyr.

Spesielle utførelser av den foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives, men bare som eksempler, under henvisning til de medfølgende tegninger hvor - FIGUR 1 er et skjematisk diagram over et fiberoptisk kommunikasjons-nettverk;

FIGUR 2 er et skjematisk diagram over nettverket på figur 1 anordnet for

full toveis-drift;

FIGUR 3 er et skjematisk diagram av et nettverk anordnet for delvis toveis-

drift;

FIGUR 4 er et skjematisk diagram av et nettverk som har separate

nedstrøms og oppstrøms optiske baner mellom en kunde og en sentral;

FIGUR 5 er et skjematisk diagram over et nettverk hvor det er kunde-

terminaler koblet til en DP ved hjelp av kobberpar;

FIGUR 6 er et skjematisk diagram av en smeltet optisk koblerrekke for

anvendelse ved nettverkene på figurene 1 til 5;

FIGUR 7 er et skjematisk blokkdiagram av en BTS for anvendelse med

nettverkene på figurene 1 til 5;

FIGUR 8 er et skjematisk blokkdiagram over en sikker transmisjonsmodul

som kan anvendes i kundeterminaler i nettverkene på figurene 1

til 5;

FIGUR 9 er et skjematisk diagram over et multiplekssystem som kan

anvendes ved et nettverk som vist på figur 1;

FIGUR 10 er et skjematisk diagram over et eksperimentelt arrangement

som simulerer et fullt installert nettverk;

FIGUR 11 er en tabell som viser de mulige økninger i et basistelefon-

nettverk i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og de tilknyttede teknologiforbedringer som forventes å være nød-

vendig for å tilveiebringe økningene;

FIGURENE 12 til 14 viser tre trinn i en mulig utvikling av et nettverk i

samsvar med den foreliggende oppfinnelse som initielt bare utfører en telefontjeneste til et utvidet multitjenestenettverk. FIGURENE 15 til 19 viser rammestrukturen til BTS vist på figur 7;

FIGURENE 20 til 22 viser hodeenden til BTS på figur 7; og

FIGURENE 23 til 25 viser kundeenden til BTS på figur 7.

Under henvisning til figur 1 er det vist basiskonseptet til et nettverk hvori den foreliggende oppfinnelse kan implementeres. Det er vist et fiberoptisk kommunikasjonsnettverk 2 hvor en sentral 4 er koblet ved hjelp av optiske enkelmodusfibre 6 til 120 kunder 8, hvorav bare én for tydelighetens skyld er vist. En to-nivå optisk splitter blir brukt på kabinett- og DP-nivået ved hjelp av bølge-lengdeflatede optiske koblere, henholdsvis 10 og 12.

Hver kunde 8 mottar en fiber 14 fra en DP og, via denne, et TDM-signal utsendt fra sentralen 4. Kundeutstyret aksesserer de bestemte tidsspaltene i TDM som er tiltenkt denne destinasjon pluss andre tilordnede signaleringskanaler. Ytterligere grensesnittkretser (ikke vist) besørger de detaljerte tjenester som kreves av kunden, f.eks. analogtelefoni eller ISDN-tjenester. Kundene transmitterer digital tale eller data tilbake til sentralen under anvendelse av OTDMA i en lavdriftssyklusmodus hvor konvergerende trafikkstrømmer interfolieres passivt i DP og kabinettavgreningspunktene. Korrekt tidsinnstilling oppnås ved å synkronisere kundens utstyr med en sentralklokke og anvendelse av en innstillingsprotokoll for å innstille en digital forsinkelseslinje i kundens utstyr til aksessledige tidsspalter i sentralmottageren.

To tilleggsamplitudeterskler er anordnet i sentralmottageren og dette tillater overvåkning og styring av den mottatte amplitude. Hver kundes tidsspalte blir samplet sekvensielt og hans transmittereffekt blir justert via en nedstrømtelemetri-bane slik at det mottatte signalet ligger mellom de to tersklene. En av fordelene med denne utførelsen er at det ikke er nødvendig å anordne en overvåknings-fotodiode ved hver fjerntransmitter.

Kostnadene til kundens transmitter kan ytterligere reduseres siden den arbeider i en lavtidssyklusmodus. Ved at den arbeider i denne modus er det ikke behov for temperaturkontroll av kilden. Driftssyklusen avhenger av hvor mange tidsspalter som blir aksessert og for en enkellinjekunde kan de være så få som 1:128.

Foreløbig systemdesign favoriserer tilsynelatende en optisk splitting på opptil 128 veier og en transmisjonshastighet på 20Mbit/s. Dette gir et attraktivt sett av tjenestemuligheter for både forretnings- og privatkunder. Tilstrekkelig kapasitet er tilgjengelig til å mate opp til 120 kunder (hvilket gir 8 reservetest-porter) med en 144kbit/s ISDN-forbindelser. Forretningskunder som krever store kapasiteter, vil aksessere flere tidsspalter etter behov opp til den maksimale kapasiteten til systemet.

Siden nedstrømstrafikken er utsendt kringkasting, krever systemdesignen mål for å sikre kommunikasjonssikkerheten. Tilfeldig aksess til tidsspalter kan forhindres ved passende design av kundens terminal 8. Tidsspalter blir aksessert i samsvar med innstillingen av den digitale forsinkelseslinjen i kundens utstyr. Denne funksjon blir fjernstyrt fra sentralen 4. Kryptering og tidsspaltehopping er andre måter som kan vurderes å være nødvendige.

Med henvisning nå til figur 2 er det optiske nettverket 2 på figur 1 anordnet for full toveisdrift. Problemer med refleksjoner og duplekskoblertap blir redusert ved å drive nettverket med forskjellig oppstrøms- og nedstrømsbølgelengde. Med nedstrøms- (fra sentralen 4) trafikken på 1550nm og oppstrømstrafikken på 1330nm, kan således koblerne på hver ende av systemet være utformet slik at de har mye lavere innføringstap. I tillegg forenkler bruken av optiske filtreringsfiltre 10 ved kundeterminalmottagerne (for å avvise det reflekterte lyset) vesentlig krysstaleproblemer, men på bekostning av filterfunksjonen.

Det fulle toveisnettverket har fordelen at det minimaliserer mengden fibre som må installeres, men det lider mer alvorlig av potensielle krysstaleproblemer enn de andre nettverkene, og derfor anvendes separate oppstrøms- og nedstrømsbølgelengder samt filtrene 18. Nettverket bruker et minimum på 2N koblere (hvor N er antallet kunder, og det er 2 koblere pr. kunde). Krysstalen skyldes at lys reflekteres tilbake fra enhver ikke-terminert fiberende i nettverket (når endene er forberedt for tilkobling av nye kunder for eksempel). En tilleggs-ulempe med denne fullduplekstopologien er at splitterne som er påkrevet ved hver ende av systemet, medfører en økning på omtrent 6-7dB i det optiske banetapet sammenlignet med andre topologier.

Et alternativt nettverk er vist på figur 3. I dette er koblerne 16 på figur 2 innlemmet i kabinettet og DP-splitterne, de sistnevnte for kunde 8 er benevnt som splitter 20. Dette krever et minimum på 2N-1 koblere, én mindre enn ved det fulle dupleksnettverket, men det krever flere fibre. Det har også et tilleggs 3-3,5dB optisk effekt tilgjengelig, som kan anvendes for å øke den optiske splittestørrelsen (og således redusere mengden av fibre pr. kunde) eller til å lette kravene til systemets marginer. Igjen kan ytterligere diskriminering av refleksjoner oppnås ved å anvende forskjellige oppstrøms- og nedstrømsbølgelengder samt optisk filtrering.

Med henvisning nå til figur 4 er det vist et fiberoptisk kommunikasjonsnettverk som har fysisk adskilte oppstrøms og nedstrøms optiske baner 2 og 2' hvor de respektive ekvivalenter på figur 2 er merket med de samme tall og de samme merkede tall.

Nettverket på figur 4 har fysisk separate oppstrøms og nedstrøms optiske baner, og derfor unngås refleksjonsproblemene fullstendig. Det anvender 2N-2 koblere, to mindre enn antallet som er nødvendig for fullduplekssystemet, men samtidig anvendes dobbelt så mange fibre. Mengden av fibre pr. kunde er imidlertid lite i disse delt aksess nettverkene slik at fiberkostnaden ikke overhodet er kritisk for den økonomiske levedyktigheten til systemet. I tillegg er det tilgjengelig en ekstra effekt på

6-7dB som i prinsippet kunne anvendes til å kvadrere splittestørrelsen og potensielt ytterligere redusere mengden av fibre pr. kunde. Siden oppstrøms- og nedstrømsbanene er fysisk separate, er det ingen fordel med å bruke forskjellige bølgelengder for de to transmisjonsretningene.

Det forventes at den fulle dupleksen som er vist på figur 2, vil vise seg å være den mest kostnadseffektive måten. Noen vurdering bør imidlertid gis av nettverket på figur 4 hvor det er mulig at de praktiske utførelsesfordelene knytter seg til de større marginer når det gjelder optisk effekt, og mangel på refleksjonsproblemer kan oppveie de ekstra fiberkostnader som er involvert.

Nettverket på figur 5 illustrerer en utførelse basert på nettverket på figur 2 for tidlig inntrengning på det private telefonmarkedet. Det innbefatter et aktivt elektronisk fordelingspunkt i DP som kan utnytte den eksisterende kobber-nedføringsledningen 24 som er forbundet med en ellers fullstendig passiv optisk arkitektur. Denne topologi kan være nyttig på kort eller litt lengre sikt hvor fullt nettverk i henhold til den foreliggende oppfinnelse er innført i et travelt forretnings-strøk eller for å redusere kanal- eller sjaktutgifter ved fjerning av kobberkabler, idet privatkunder på den samme ruten kan kobles til systemet. Ettersom den optiske teknologien fortsetter å reduseres i kostnader kan den aktive DP fjernes og det fulle nettverket utvides til privatkundene for å danne grunnen for innføringen av nye bredbåndtjenester.

Et eksempel på en smeltet fiberkobler som anvendes i de optiske nettverkene på figurene 1 til 5, er vist på figur 6.

Den smeltede fiberkoblersplitteren 30 er fremstilt av en flertrinnsrekke av 'element' 2x2-koblere 32. For å kunne bevare potensialet til begge optiske vinduer i fiberen (1300nm og 1550nm), blir bølgelengdeflatede anordninger brukt.

Individuelle 2x2-bølgelengdeflatede koblere er nettopp blitt kommersielt tilgjengelige. Teknikken for fremstilling av 2x2-elementkoblere er beskrevet i søkerens parallelle GB-patentsøknad nr. 8519183. Forbedringer i koblings-forholdstoleranser og flatespektralkarakteristika spesielt er ønskelige siden disse har en direkte innvirkning på det optiske effektforbruket, optisk splitterstørrelse og systemets totale økonomi. De første resultater indikerer en koblingsforholds-variasjon på rundt 1dB over det fullstendige optiske vinduet (1275nm - 1575nm), hvilket medfører behov for omhyggelig valg av koblerparametre og systembølge-lengder dersom f.eks. 128-veis splittemålet nevnt ovenfor, skal kunne realiseres økonomisk.

Den optimale størrelsen på den totale splittingen blir påvirket av forskjellige faktorer og en hvilken som helst hensiktsmessig utformning kan velges. Faktorer som påvirker splittestørrelsen er: kostnader, optisk effektforbruk, systembithastighet, tjenestekrav, antall linjer pr. kunde, etc. En tidlig studie basert på en enkel optisk effektbudsjettmodell for toveisnettverket på figur 2 og antagelsen av en maksimal systembithastighet på omtrent 20Mbit/s har antydet en binær splitte-størrelse på 128. Dette vil korrespondere til 120 kunder pluss 8 testaksesspunkter med kapasiteten tilgjengelig til å mate 144bit/s ISDN (eller en ekvivalent bithastighet) til hver individuell kunde.

Med henvisning nå til figur 7 er det vist en skisse over et bittransportsystem (BTS) for anvendelse med nettverket vist på figur 1. En tjenesteaksessenhet 34 i sentralen 4 vil foreta en nettverkstjeneste, f.eks. analog telefoni, primærhastighet ISDN (2Mbit/s), 64kbit/s datakrets osv., og konvertere denne til et standardgrense-snitt for BTS. BTS vil så transportere denne tjenesten til et ytterligere standard-grensesnitt i terminalutstyret for kunde 8. I dette punktet vil en kundebasert tjenesteaksessenhet 40 konvertere grensesnittet til det nødvendige formatet for kundens utstyr, f.eks. analog telefoni, etc.

Foruten tjenestene og tilknyttet signalering etc. fører også BTS nettverks-husholdningsmeldingene. Disse husholdningsmeldinger er for den jevne driften av systemet, og ikke tjenestene som blir utført, og innbefatter de følgende system-funksjoner: a. En innstillingsprotokoll for å holde hver kanal korrekt tidsinnstilt i sentralenden av systemet. b. Muligheten til på avstand å skru av kundeutstyrlasere for feildiagnostiseringsformål. c. Fjerninnstilling av drivstrømmen til kundelaserne for å kontrollere den optiske utgangseffekten. d. Besørgelse av terminal/kunde-identifikasjon, validering og kanaltilordning.

e. Besørgelse av feildiagnostiseringsdata og systemutspørringsmeldinger.

Innstillingsfunksjonen besørger synkronisering av hver kundes data i oppstrømsretningen, og kompenserer for forskjellige linjelengder og fluktuasjoner i forplantningshastighet gjennom nettverket. BTS utfører innstilling periodisk og foretar mindre justeringer for å korrigere automatisk enhver tidsdrift.

Figurene 15 til 19 viser mer detaljert en BTS som er i stand til å utføre en ISDN-tjeneste til 128 kunder.

Basisrammen (BF) (figur 15) er vist omfattende 2304 databit trafikk og 128 enkelthusholdningskanaler og 12 bit for fiberidentifikasjon (ID) som i dette eksemplet ikke blir brukt og derved er i reserve.

Hver av de 2304 datatrafikkbit korresponderer med en 8kbit/s basiskanal fra en 30 kanals TDM-"motorvei". En kundetjeneste blir så besørget ved tilordning av et heltall av disse 8kbit/s kanaler til hver kunde. For en basishastighets ISDN-tjeneste blir hver kunde tilordnet 18 slike 8kbit/s kanaler, dvs. 18 bit innenfor BF. Således representerer 2304 bit 128 ISDN-tjenestekanaler som hver er på 18 bit.

BF inneholder alle dataene fra alle disse kanalene som opptrer innenfor én sampleperiode. En BF inneholder effektivt således en rammeverdi (på 2 Mbit/s motorvei) av data fra de 2304 8kbit/s kanaler og de 128 husholdningskanalene. BF er identisk for både hodeende til kundeende (kringkasting) og kundeende til hodeende (retur) transmisjoner.

Figur 16 viser en multiramme som er laget av en del 50 som omfatter 80 BF og en synkroniseringsramme (SF) 52 som er ekvivalent med to BF. Multirammen har ehperiode på 10ms og omfatter 200408 bit. Transmisjon gjennom BTS opptrer derfor med en hastighet på 20,0408Mbit/s.

Kringkastings-SF 52 (fra hodeenden) tjener en forskjellig funksjon for retur-SF (fra kundeenden). Figur 17 viser SF 52 fra hodeenden mer detaljert. De siste 140 bit (52A) til SF fra hodeenden er essentielle for systemdriften siden de er multiramme-synkroniseringsmønsteret fra hodeenden til kundeenden, og omfatter f.eks. 140 nullbit, som identifiseres av kundeenden og således gjør det mulig for kundeenden å lokalisere og motta dataene tiltenkt denne fra multirammen. De første 4748 bit (52B) sikrer at kringkastings-og returrammestrukturer har det samme formatet. Disse 4748 bit kan også bli brukt til fiberidentifikasjonsformål og generelle kringkastingssystem-vedlikeholdsformål og kan generelt refereres til som systemets "husholdnings"-data. Figur 18 viser SF (54) fra kundeenden. Denne SF blir primært brukt til innstilling selv om den også kan anvendes til i ethvert punkt i nettverket å identifisere aktive kundeender som er koblet til fiberen. Retur-SF er delt inn i segmenter 54A og 54B forfase 1-innstilling og forfase 2-innstilling.

Fase 1-innstilling anvender de første 4288 bit (54A). Dette tilveiebringer litt mer enn 200us blanketid i hvilken én kundeende av gangen kan innstilles. For å gjøre dette, vil en husholdnings-styreanordning i hodeenden instruere en nylig installert kundeende til å transmittere én enkelt puls ved starten av fase 1-perioden. Styreanordningen vil så identifisere hvor mange bit forsinkelse det er før denne pulsen ankommer hodeenden. Etter endel forsøk vil den ha bestemt den korrekte bitforsinkelsesfaktoren og den vil så instruere kundeenden til å fortsette til fase 2-innstilling under anvendelse av denne korreksjonen.

De 660 bit for fase 2-innstilling og fiberidentifikasjon er vist mer detaljert på figur 19.

Hver av de 128 kundeender har sin egen 5-bit brede fase 2-innstilling sub-spalte innenfor de siste 640 bit (54C) av SF. Disse blir brukt av hodeende-styreanordningen for å justere transmisjonsfasen til kundeenden slik at pulsene ankommer i hodeenden innrettet med hodeende-klokken. Dette fjerner behovet for en klokkegjenvinning i hodeenden. I tillegg kan returbanetransmisjonen være én enkelt på/av-pulsing av kundeendesenderen, hvilket reduserer levetidskravene til kundeendelaseren. Det resulterer også i en forbedret brukseffektivitet av retur-banen siden ingen klokkegjenvinningsinformasjon må transmitteres.

Når den initielle fase 2-innstillingen er sluttført, blir kundeenden instruert til å gå "on line". Den vil nå aktivere sin returbane-husholdningskanal og også sin ID-synkroniseringspuls. Alle kundeender som er aktive i nettverket transmitterer denne ID-synkroniseringspuls fulgt av 19 nullbit (som sammen utgjør delen 54D) i det samme øyeblikk.

Dette tilveiebringer en høyeffekt-markeringspuls for returbane ID-deteksjon. En ID-detektor i hodeenden overvåker transmisjonen av denne høyeffektpuls; så overvåkes de påfølgende 5-bit brede sub-spalter for å se om noen transmisjon er tilstede, f.eks. dersom sub-spalte 3 haren puls i seg, er kundeende 3 aktiv i fiberen i dette punkt.

Ideelt skal når hodeenden har instruert kundeendene vedrørende deres respektive bitforsinkelsesfaktorer, alle ID-synkroniseringspulser opptre i det samme øyeblikk i SF mottatt i hodeenden. Dersom imidlertid av en eller annen grunn en kundeende viser seg å være utsatt for drift (hvilket kan skyldes utstyret eller transmisjonsmediet), vil virkningen av den mottatte markeringspulsen være svært liten og endringen i øyeblikket når ID-synkroniserings-pulsdetekterings-kretsen utløses som respons på overlagrede ID-synkroniseringspulser være neglisjerbar. Således vil hodeenden fortsette å betrakte alle de andre kundeendene som om de fungerer korrekt, men den vil beregne en ny verdi for bitforsinkelsesfaktoren og sende denne til den feilaktige kundeenden, hvorved dennes ID-synkroniseringspuls blir brakt til synkronisering med de andre ID-synkroniseringspulsene.

Høyeffekt-ID-pulsen kan sammen med sub-spaltene også bli brukt til å detektere hvorvidt en bestemt hodeende transmitterer under anvendelse av en optisk detektor så som en optisk koblingsanordning som beskrevet i søkerens parallelle patentsøknad nr. 8706929 i ethvert punkt i nettverket. En slik anordning kan anvendes ved at den "klippes" inn i en fiber hvis ytre kappe er fjernet. Dette er nyttig for ingeniører som arbeider på feltet og som må være sikre på at dersom de ønsker å avskjære en bestemt fiber, korrekt identifiserer denne fiberen.

Ved å overvåke retur-SF med anordningen kan med andre ord en ingeniør bestemme "utstyrstallet": til kundeender som er aktive i fiberen, men det vil være nødvendig for ingeniøren å overvåke kringkastingsretningen for å finne ut hvilket nettverk fiberen er tilknyttet til.

Med henvisning igjen til figur 17 kan de 140 bit til MF-synkroniserings-mønstret også bli brukt til å detektere brudd i fibernettverket. Ved bruk av prinsippene for optisk tidsdomenereflektometri er det kjent at et signal som blir transmittert langs en fiber, vil bli reflektert ved et brudd. Amplituden og frekvensen til disse refleksjoner kan anvendes for å bestemme lokaliseringen av eventuelle brudd i fiberen. Siden MF-synkroniseringsmønstret etter omkasting (som beskrevet senere) blir transmittert i regulære intervaller, blir en autokorrigeringsanordning i hodeenden (figur 21) brukt for å gjenkjenne mønstret. Tiden mellom transmisjon av mønstret og mottaket av eventuelle refleksjoner av dette vil gi informasjon om lokaliseringen av eventuelle brudd i fiberen.

Med henvisning til figurene 20 til 25 er hodeenden og kundeenden vist mer detaljert. Et viktig krav til et kommunikasjonssystem av denne typen er at kundeenden er riktig tidsinnstilt i forhold til hodeenden.

Figurene 20, 21 og 22 viser hodeenden. En lederklokke 60 på 20,0408MHz, hvilken takt tilsvarer bithastigheten gjennom systemet, er faselåst til den innkommende 2,048MHz- (forkortet i denne beskrivelse til 2MHz) klokken fra hodeendekretsdriveren 62, hvilken takt tilsvarer en standard 32 kanal TDM motorvei. BF (figur 22) og MF synkroniseringssignaler blir også generert og låst til 8kHz-rammesignalet fra kretsdriveren. En 2,304MHz bitklokke 64 (i hodeendens tidsgenerator 66) blir generert for at kretsdriveren kan innføre en tilleggsbit pr. kanal ved den samme rammehastighet inn i basisrammen for å kunne konvertere bithastig heten til den som er nødvendig for systemet.

For at kundeenden skal holde seg synkron med hodeenden, blir data fra hodeenden brukt til å regenerere klokkepulsene i kundeenden. Overgangen mellom "null" bit og "en" bit blir brukt til dette formål. Dataene fra hodeenden kan imidlertid ha for få overganger til å foreta klokkeregenerering. Det er derfor nød-vendig å omkaste dataene fra hodeenden under anvendelse av en pseudotilfeldig binær sekvens (PRBS) for å frembringe en datastrøm som er rik på overganger. Data fra hodeendens kretsdriver blir omkastet av omkasteren 68 som vist på figur 21 under anvendelse av en 2<9>-1 omkastingssekvens.

Synkroniseringsrammen (figur 17) blir også omkastet under anvendelse av en forskjellig PRBS (ved å bruke forskjellige tapper på skiftregisteret i omkasteren 68), og innført i de omkastede data. De siste 140 bit av synkroniseringsrammen (figur 17), MF-synkroniseringsmønstret, blir brukt til å synkronisere kundeenden. Før omkasting er disse 140 bit 140 nullbit. Når de er omkastet, danner de et lett identifiserbart mønster som blir brukt av OTDR for å detektere lekkasjer, som tidligere nevnt.

Det er svært viktig at kundeenden på korrekt måte identifiserer de 140 bit med MF-synkroniseringsmønster. Dersom det var en naturlig opptredende streng på 140 nullbit innenfor de første 4748 bit av synkroniseringsrammen, ville kundeenden identifisere MF-synkroniseringsmønstret feilaktig. Disse 4748 bit blir derfor med hensikt forstyrret etter at de er omkastet, for å innføre en kjent feil. Dette opp nås ved å invertere hver sekstende bit med en inverterkrets i omkasteren, og sikrer at kundeenden ikke vil feil-identifisere MF-synkroniseringsmønstret. Dataene kan også av sikkerhetsgrunner være chifrert.

Alle data som mottas i hodeenden blir returnert og ført til kretsdriveren: Figur 22 viser hodeende-kretsdriveren som har jobben med å danne grensesnitt for 8 nettverkadapter- (NA) kort til BTS. Hver NA vil håndtere all trafikken fra en 2Mbit/s datastrøm (eller ekvivalent). Det antas at utgangs-signalene fra alle 8 NA-kortene blir rammeinnrettet, og at alle 2MHz-kiokkene er synkrone.

Referanse 2,048MHz og 8kHz rammeklokker blir trukket ut fra NA-inngangene for å faselåse BTS 20,0408MHz-lederklokken. BTS tilveiebringer en felles 2,304MHz bitklokke til hver NA for å synkronisere dataoverføring til og fra kretsdriveren.

Data blir lagret i Fifo-buffere, og sendt gjennom BTS via transmisjons-registeret. Det er her tilveiebrakt styring for å sikre at bare den minimale data-mengde blir lagret i Fifo-bufferen. Dette er viktig for å holde en stram kontroll med transportforsinkelsen gjennom BTS.

På mottakssiden blir data som er mottatt over BTS, igjen lagret i en Fifobuffer før de blir returnert til NA-kortene via utgangsportene. Det er igjen besørget kontroll av Fifo-innholdet.

Med henvisning til figurene 23, 24 og 25 er kundeenden vist mer detaljert.

En 20,0408MHz-klokke 70 erfaselåst til den innkommende omkastede datastrømmen. Denne klokkestyrer alle mottakerkretsene. Synkroniseringsrammen fra hodeenden som inneholder BF og MF-synkroniseringsmønstrene, blir reetablert av reetablereren 72 (i form av en selv-synkroniserende reetablerer), og MF-synkroniseringsmønsteret blir trukket ut for å synkronisere mottakeren.

Den kringkastede datastrømmen i delen 50 blir så reetablert av reetablereren 74 som er invers av omkasteren 68, og dersom datastrømmen av sikkerhetsgrunner er blitt chifrert, blir den dechifrert, og den resulterende mottatte datastrømmen blir matet til kretsdriveren. De passende tappene på omkasterens 74 skiftregister benyttes til å frembringe TRBS for reetablering av den kringkastede datastrømmen i delen 50. Andre tapper på skiftregisteret benyttes for å frembringe PRBS for reetablering av innholdet av synkroniseringsrammen 52.

Transmisjonsramme-tidsinnstillingen er forskjøvet et spesifisert antall klokkesykluser, og transmisjonsklokkefasen er innstilt i transmisjonsfase- og rammegeneratoren 76. Verdiene som skal brukes, tilveiebringes av administrasjons-ekstraheringsenheten 78. Dette gir nøyaktig justering av bruk, tid og fase til ankomsten av kundeende-transmitterte databit i hodeenden. Transmisjonsfase- og rammegeneratoren 76 tilveiebringer et styringssignal for reetablereren 74, og utgjør sammen med reetablereren 72 en anordning som reagerer på et synkroniseringssignal i rammene ved å utvelge en første, forutbestemt binær sekvens ved starten av synkroniseringsrammen 52, og ved å utvelge en andre, forutbestemt binær sekvens ved starten av trafikkdata-delen 52.

En lokal 2,048MHz klokke 80 er faselåst til 20,0408MHz-klokken 70, og denne og en 8kHz rammeklokke 82 blir også matet til kretsdriveren.

Figur 25 viser kundeendens kretsdriver.

Spesielle enkeldatabit blir snappet fra den mottatte datastrømmen av en datasnapper 84, som tolker startkanal- båndbithastighetsinformasjon fra husholdningsblokken. De snappede data blir lagret i en utgangs-Fifobuffer til de blir sendt ut til kundeende-nettverksadapteren (CNA).

Kontroll av Fifo-innholdet besørges av rammekontrollblokken 86 som sikrer at Fifo-innholdet blir holdt på et minimum. Dette er igjen nødvendig for å minimalisere transportforsinkelsen gjennom BTS.

Data blir i virkeligheten klokket ut og inn av CNA under anvendelse av en klokke avledet av CNA fra et standard 2,048MHz og 8kHz klokkepar tilveiebrakt av BTS.

Data for transmisjon til hodeenden til BTS passerer gjennom en tilsvarende bane, og blir transmittert som diskrete bit interfoliert med trafikk fra andre kundeender. (En slik måte tillater bruk av en billigere laserdiode i kundeende-transmitteren).

En enkel måte å sørge for sikkerheten på, er fysisk å forhindre tilgang til signalene. Dette kan oppnås på det optiske nivået for eksempel ved at det ikke anvendes en demonterbar konnektor, men at det bare er en permanent forbin- deise inn i en forseglet enhet som ikke tillater uautorisert tilgang til tidsspalter fra "verden utenfor". Figur 8 viser en mulig transmisjonsmodul som inneholder BTS, optisk transmisjon og optiske mottakskretser sammen med et optisk filter og kobler. En "semi-permanent" optisk forbindelse på linjesiden av modulen sørger for en god sikkerhetsgrad, mens bare autoriserte tidsspaltedata vil være tilgjengelige på de elektriske forbindelsene til linjekretsutstyret. Dette kan nødvendiggjøre at konfigurasjonsdata må nedlastes på sikker måte fra administrasjonssentret for å fjernprogrammere tidsspalte-aksess. Andre muligheter innbefatter innlemmel-sen av krypteringsalgoritmer, og bruken av personlige identifikasjonstall (PIN) for brukervalidering.

Arrangementet på figur 9 ble brukt for å illustrere de tekniske egenskapene til den foreliggende oppfinnelse. Egenskapene som ble demonstrert i dette arrangementet innbefatter: a) en effektdeler med tilstrekkelige trinn til å representere tapet til en 256-veis splitter. Denne splitter er bølgelengdeflatet for å tillate drift i 1300nm og 1550nm-vinduene; b) toveis-drift; c) et synkront TDMA optisk nettverk. Hver fjernterminal er låst til en lederklokke i sentralen og allokert tidsspalter til returkanalsignalering. Tidsspalter blir interfoliert passivt i nettverket; d) lav driftssyklussignalering. Fjernlasere er bare nødvendig for å transmittere under de allokerte tidsspalter. (For PMUX-demonstrasjonssystemet beskrevet nedenfor, er driftssyklusen 1/64 pr. kanal. Denne egenskap gir økt laserpålitelighet og eliminerer temperaturkontrollkretser); og e) automatisk innstilling. Synkronnettverket krever bruk av en innstillingsprotokoll for å allokere tidsspalter til fjernterminaler. Denne

protokollen må ta hensyn til rundturforsinkelsen og tilgjengeligheten på kanaler.

De første fire av disse egenskaper eller konstruksjonsdetaljer anvender kommersielt tilgjengelige primærmultipleksere (PMUX) som en basissystem-byggeblokk. PMUX'ene transmitterer 30 PCM-kanaler pluss rammeinnretning og signaleringsbit ved 2,048Mbit/s. Standardkretsen innbefatter audio A/D og D/A som er nødvendig for et telefongrensesnitt.

For begge demonstrasjonene ble det brukt optiske transmittere og mottakere for de respektive transmisjonshastigheter på 2 og 8Mbit/s. Den første demonstrasjonen var av et PMUX-system som brukte konfigurasjonen vist på figur 10. To typer PMUX ble brukt: en stativ-montert PMUX som representerte den lokale sentralen, og flere PMUX'er som representerte individuelle kunder. Telefoner ble koblet til PMUX'ene via grensesnittbokser som besørget likestrømseffekt og 2 til 4 ledningsomforming.

I nedstrømsretningen ble 30 PCM-kanaler med analog telefoni fra den lokale sentralen multiplekset på et 2Mbit/s digitalt utgangssignal i HDB3-format (høytetthetsbipolar ternærkode). Dette ble brukt til å modulere direkte en IRW halvlederlaser (ved hjelp av effekt-tilbakekoblingskontrollkretser). Signalet ble så sendt gjennom en smeltet tappkobler for å separere transmisjons- og mottaks-banene i sentralenden. Alle reserveben på alle koblerne ble indeks-tilpasset for å redusere risikoen for refleksjoner.

Signalet ble så sendt gjennom en 6km lang enkelmodusfiber for å simulere overføringen til kabinettet. Det ble så fordelt til de individuelle kundene via en splitter, fremstilt av bølgelengdeflatet smeltede bikoniske tapper, som hadde et tap som representerte et 256-veis splittingsforhold. Fire av utgangene fra denne splitteren ble koblet til en ytterligere kobler for å separere taps- og transmisjons-banene i kundeenden.

Kommersielle PIN FET-transimpedansmottakere med en angitt minimum-sensitivitet på -52 dBm ble montert på et kort som var utformet til å brukes direkte inn i kundens PMUX. Hver PMUX kunne motta alle 30 kanalene, men bare én kanal var fysisk tilkoblet for hver kunde. Etter påfølgende utjevning ble denne kanalen demultiplekset og koblet til kundens telefon.

I oppstrømsretningen ble det brukt et forskjellig transmisjonsformat på grunn av behovet for å interfoliere de individuelle kundebitgruppene (ord-interfoliering) for å danne en 2Mbit/s ramme som kunne mottas av sentralens PMUX. Det konvensjonelle 2Mbit/s digitale utgangssignalet fra kundens PMUX kunne derfor ikke brukes, slik at NRZ binærsignaler ble hentet direkte fra bak- planet. Et transmisjonskort var utformet til å gjøre dette direkte innplugget i PMUX. Dette innbefattet en laser som tidligere, men som arbeidet i lavdriftssyklusmodus uten avkjøling, og en adresserbar digital forsinkelseslinje for å flytte kundens kanal med 0,5 bitintervaller, hvilket gjør det mulig å passe korrekt inn i 2Mbit/s PCM-rammen når den er interfoliert med andre kundekanaler. En total på 5 kort er nødvendig for å utstyre en PMUX for opptil 8 kunder: effektkort, audio-kort, mux/kontroll-kort, transmisjonskort og mottakskort.

Utgangssignalet fra kundens laser i seriebitgruppeformat ble så sendt gjennom kundens kobler igjen, tilbake gjennom splitteren, gjennom fiberen, og inn i sentralmottakeren via sentralens kobler. Det NRZ-binære signalet ble så konvertert til HDB3-format under anvendelse av et system X digitalt linjegrensesnittkort, for innmating i PMUX. Dette signalet ble konvertert til telefoni via audiogrense-snittet som tidligere. Audioinnstilling ble ikke implementert i denne demonstrasjonen.

Den andre demonstrasjonen var en multipunkt radiodemonstrasjon. Denne demonstrasjonen er basert på en adaptering av kundens punkt til multipunkt radiosystem (PMR) som arbeider over et passivt enkelmodusfibernettverk installert ved den blåste fiberteknikken. Nettverket innbefatter optiske splittere i fleksibilitetspunkter for dupleksing og fordeling.

For disse eksperimentene ble radiotransmisjonshyllen i sentralstasjon-utstyret erstattet med en lasertransmitter og en optisk mottaker. På tilsvarende måte ble abonnentenes utstyr modifisert ved tilføyelse av et opto-elektronisk grensesnitt.

Figur 10 viser det eksperimentelle nettverket. En tolinjers system X-sentral ble brukt. Én linje var en "kobberabonnent" som brukte en telefon kjent som en NI1 (nettverkterminering type 1). Den andre linjen koblet "nettverkkunden" via fibernettverket gjennom til sentralen. Digital tale ble transmittert i begge retnin-gene samtidig ved oppringing mellom kobber- og nettverkabonnentene.

Til å begynne med ble et tidligere installert rørsystem utvidet for å besørge en forbindelse over demonstrasjonsstedet via et standard PCP-kabinett. Bølge-lengdeflatede 2x2-splittere ble montert i terminalbokser på hver ende av nettverket for å besørge full duplekstransmisjonskapasitet. En 4x4-flatet rekke var montert i kabinettet for å modellere et gatefleksibilitetspunkt. En tilleggs-2x2-splitter var montert for å simulere et fordelingspunkt (DP).

Det blåste fiberanlegget er i sin helhet standardutstyr. BICC skjøtemuffer ble brukt til å huse koblere og skjøter i terminalboksene. Indekstilpasning ble utført på alle ikke-terminerte fibre i nettverket for å redusere krysstale fra refleksjoner.

Det hele optiske anlegg ble installert over en periode på to-tre uker. Forbindelseslengden var 1,5km.

PMR anvender et TDM-kringkastingssystem for nedstrømskommunikasjon fra hodeende til abonnent. Datastrømmen er kontinuerlig og med eventuelle ubrukte rammer pakket med en PRBS. Konvensjonell AC-koblet lasertransmitter og optisk mottaker ble brukt. Laseren sendte -8,5 dBm inn i fiberen ved 1300nm. Et 2Mbit/s optisk modem ble modifisert for å utgjøre mottakertrinnet. Mottakersensitiviteten ble målt til -30 dBm.

I oppstrømsretningen skjer transmisjonen ved TDMA hvor hver avgrenet stasjon sender datapakker i tilordnede tidsspalter. I dette tilfellet ble likestrøms-koblede optiske transmittere og mottakere brukt. Hver kundetransmitter ble avskrudd fullstendig når ingen data ble sendt for å unngå inter-kanalinterferens på den delte fiberen. Dette ble oppnådd ved å forspenne laseren av, idet den ble fullt på ved en logisk "en" og skrudd fullstendig av igjen ved en logisk "null". Dette skiller seg fra konvensjonelle punktfibersystemer hvor transmitteren er forspent over påskruing og modulert om dette punktet.

Den optiske mottakeren er også utformet til å arbeide under tilstedeværel-sen av et utbruddsmodussignal. En likestrømskoblet mottaker er nødvendig for å unngå basislinjedrift i fraværet av mottatt data under den stille perioden mellom pakkene. Mottakeren som ble brukt var basert på en lang bølgelengde InGaAs PIN-fotodiode som arbeider med høy inngangsimpedans FET-operasjonsforster-ker, med bootstrap tilbakekobling for å redusere inngangskapasitansen.

En innstillingsfunksjon er nødvendig i abonnentterminalen for å sikre at pakkene blir transmittert i det riktige øyeblikket for å unngå tidsoverlapping i hodeenden.

Det foretrukne arrangement for et fullt nettverk er å ha 15 sentrallinjer i DP, med 1 til 15 sentrallinjegrensesnitt pr. kunde optisk terminering, et to-nivås optisk splittehierarki (nominelt på kabinett og DP-stedene) ved en avstand på 1,6km mellom sentral og kabinett, 500m mellom kabinett og DP og hver kunde.

Dersom det legges en kobberledning til noen kunder fra nettverket, foretrekkes et enkelnivå optisk splittehierarki som nominelt befinner seg i kabinettet.

Selv om det er forutsatt en konvensjonell sentral-til- kabinett-avstand på 1,6km, vil systemet være i stand til å håndtere mye større avstander, i det minste 10km. Dette kan danne en basis for rasjonalisering av antallet lokale sentraler i et gitt nettverk. Den effektive multipleksstrukturen til et slikt nettverk (som skyldes kombinasjonen av optisk splitting og delingen av kundens optiske forbindelses-kostnader på flere linjer) bør bety at de økte øvre nettverkskostnadene som knytter seg til de lengre forbindelsene, holdes innenfor grenser. Dette bør gi mulighet for at vesentlige kostnadsbesparinger som knytter seg til sentralrasjonali-sering kan utnyttes i full grad.

Den passive nettverksarkitekturen som tilveiebringes ved den foreliggende oppfinnelse, gir en mulighet for utvikling mot et bredbånds-multitjenestenett. Ved vurdering av utviklingen mot bredbånds-tjenestemuligheter er det to viktige prin-sipper som må tas i betraktning så langt det er mulig. Disse er: (a) behovet for å minimalisere kostnadene for tilleggsutstyr som er nødvendig i det opprinnelige nettverket for å kunne tillate skånsom utvikling mot et multitjeneste-bredbåndsnettverk og (b) å være i stand til å tilføye bredbåndstjenester til et eksisterende system uten å forstyrre basistelefonikundene som allerede er tilkoblet.

En viktig vurdering når det gjelder bredbåndsnettverket er mengden ekstra feltanlegg og installasjonsarbeid som vil være nødvendig for å tilføye de nye tjenestene. Siktemålet her må være å minimalisere slike kostnader ved at så mye som mulig av det installerte systemets basis anvendes.

Ekspansjon av systemet slik at det kan føre høyere bithastighetstjenester så som kabel-TV, krever bruken av bølgelengdedelte multiplekse (WDM) teknikker dersom ikke bithastig heten er tilstrekkelig stor i utgangspunktet til å tillate fremtidige bredbåndstjenester. Dette sistnevnte vil øke kostnadene til de initielle basistjenestene til en uakseptabel grad og innføringen av bredbåndstjenester må i det minste avhenge av tilføyelsen av i det minste én bølgelengde som tillater at de eksisterende smalbåndkundene kan fortsette uforstyrret i lavbithastighetsmodus. Siden bredbåndstjenester krever høyere bithastigheter enn lavhastighetsdata og taletjenester, vil de optiske mottakersensitivitetene bli vesentlig redusert. Dette medfører at det optiske splitteforholdet som anvendes, vil bli for stort for det optiske effektpotensialet som er tilgjengelig for bredbåndstjenestene. Det følger derfor at forskjellige aksesspunkter vil måtte være tilgjengelige for matefibrene for å føre bredbåndstjenestene fra hodeenden inn i den optiske splitterrekken.

Et toveis optisk avgreningsnettverk med to splittetrinn kan få en tjeneste-oppgradering ved at det tilveiebringes tilleggsfibre fra sentralen til det første splittepunktet og at det foretas innkobling i forskjellige nivåer innenfor denne splitteren. Selv om toveis-nettverket er gitt størst oppmerksomhet så langt, er andre strukturer mulige innenfor det passive optiske nettverkskonseptet i denne oppfinnelse, og noen av disse kan ha fordeler enten ved en initiell telefonrealise-ring eller i utviklingen av bredbåndstjenester. For eksempel kunne telefontjenesten være to énveis-nettverk som respektivt fører "gå"- og "retur"-kanaler for å trekke fordelene av lavere transmisjonstall og å unngå refleksjonsproblemer eller det kunne ha ett enkelt splittetrinn som beskrevet ovenfor i relasjon til figur 4.

Utviklingen av den optiske teknologien og tjenestepakkene som utføres i et utvidet nettverk, er åpenbart nært sammenknyttet. For eksempel vil antallet bølgelengder som er tilgjengelige for bredbånds-oppgradering, i avgjørende grad være avhengig av den optiske teknologien som er tatt i bruk. Teknologiene som anvendes for sentral-til-kunde-transmisjon, kan også være økonomisk levedyktige på grunn av resursdelingen i sentralenden. Teknologien som er tilgjengelig for optisk bølgelengdemultipleksing, kan grovt deles i tre sofistikeringskategorier med mange permutasjoner der imellom (en mer detaljert nedbrytning av mulig optisk teknologi-utvikling og tjenestepakker er illustrert i figur 11.

a. Fabry-Perot- (F-P) lasere brukt med faste bølgelengdefiltre for bølgelengdevalg.

b. Enkle longitudinale moduslasere (f.eks. DFB) med avstembare optiske filtre 18 og mulige tidlige heterodyne optiske mottakere forfølgelengdevalg. c. Avanserte koherente optiske kilder med kombinasjoner av optiske filtre (avstembare) og elektriske (heterodyne) teknikker for kanalvalg.

Produksjonstoleransene til de faste bølgelengdefiltrene og senterbølge-lengdene og linjebreddene til F-P-laserkildene vil bety at teknologikategori (a) vil begrense antallet tilgjengelige bølgelengder til mellom 6 og 12 bølgelengder over begge vinduer til fiberen. I kunde-til-sentral-retningen hvor temperaturkontroll av basiskildene kan være forhindrende kostbare, kan antallet tilgjengelige bølge-lengder bli begrenset til mellom 2 og 4 over begge vinduer.

Med teknologi (b)-scenariet kan antallet potensielle bølgelengder bli vesentlig større med kanskje så mange som ett til to hundre mulige i sentral-til-kunde-retningen på lengre sikt. Det kan imidlertid godt være at praktiske vurde-ringer så som splittestørrelsen eller sikkerhetsfaktorer vil begrense størrelsen til bølgelengde-multipleksingen før den optiske teknologien gjør dette. Selv i opp-strømsretningen kan 10-50 kanaler være tilgjengelige uten innretninger for korreksjon av bølgelengdedrift.

Når den koherente teknologien i scenariet (c) er tatt i bruk, er mange hundre bølgelengder i prinsippet mulige, og begrensningene skyldes ikke-lineære fenomener i fibrene. Med det stor antall bølgelengdekanaler og den potensielt store optiske effekt tilgjengelig, vil denne teknologien tilby ytterligere muligheter når det gjelder driftstopologier for optiske nettverk.

De tre teknologiscenarier er også indikative for den relative tidsskala-tilgjengelighet. Med scenario (a) som "dagens" teknologi, (b) mulig om to til fem år og (c) kanskje tilgjengelig innenfor tiåret med kommersielt akseptable priser. Enhver tidsskalaforutsigelse som gjelder avansert optisk teknologi må imidlertid foretas med ekstrem forsiktighet og kan selv i lyset av den tidligere optiske utvikling vise seg å være pessimistisk.

Gitt at bølgelengdemultipleksing vil være fremgangsmåten for å innføre bredbåndstjenester i nettverket og at studier av den optimale topologien fremdeles er nødvendig, er i det følgende noen eksempler på hvordan toveis-avgreningsnettverk med to splittetrinn kan utvikle seg, beskrevet med henvisning til figurene 12 til 14. Figur 12 viser et initielt nettverk som anvender en enkelt bølgelengde for å besørge telefoni/data-tjenester. Det optiske smalbåndsfiltret i kundens utstyr tillater passasje av bare den initielle bølgelengden for smalbåndstjenester, og blokkerer således interfererende kanaler fra (og ikke-autorisert tilgang til) bredbåndstjenester tilføyd i et senere trinn. En annen nøkkelforanstaltning for bredbåndstjenester er installasjonen av en flertrinnskabinettsplitter som arbeider over en bred optisk båndbredde i både 1300 og 1500-vinduer. Dette forenkler delvis forbikobling av bredbåndstjeneste-matefibre mellom sentralen og kabinettet (se nedenfor). Disse ekstra fibre kan installeres enten i kabelen eller separat på en senere dato. Figur 13 viser hvordan tilleggsbølgelengder kan anvendes for å tilføye nye tjenester, f.eks. kabel-TV (CATV) til nettverket uten å forstyrre telefontjenesten. De ekstra bølgelengdene blir ført til kabinettet via tilleggsmatefibre og blir matet inn i nettverket på rominnganger til kabinettsplitteren. Tilleggsbølgelengdene vil generelt føre en høyere bithastighet enn telefoni- og ISDN-kanalene. For å håndtere den reduserte mottakersensitiviteten som skyldes den høyere transmisjonsbithastighet, kan fiberen forbikoble deler av kabinettsplitteren for å redusere det optiske banetapet mellom sentralen (hodeenden) og kundens utstyr. Kunder som skal motta tilleggsbredbåndstjenestene, må være utstyrt med en enkel bølgelengde-demultiplekser for å separere bredbånds- og smalbåndsbølge-lengdene.

Hver tilleggsbølgelengde, multiplekset på en felles fiber mellom sentralen og kabinettet, kan føre en CATV digital- multipleks ved f.eks. 565Mbit/s. Dette tillater 16x70Mbit/s eller 8x140Mbit/s kanaler og kringkastes pr. ekstra bølge-lengde over denne sektor av nettverket. Ved denne bithastigheten kan den optiske splittingen begrenses til 32 veier sammenlignet med f.eks. 128 for den optiske telefonsplittingen. Tilføyelsen av bare én eller to ekstra optiske bølge-lengder kan imidlertid besørge en CATV-tjeneste som leverer 16 til 32 kanaler på det optiske basistelefonnettverket. Dette ville kreve svært få optiske tilleggs-komponenter, f.eks. optiske bredbåndstransmittere og bølgelengdemultiplekser i sentralen; bølgelengdedemultiplekser og bredbåndsmottaker(e) i hver kunde-terminal.

Tilleggsbølgelengder besørget på denne måten, gir grunnlag til et viktig valg for driften av CATV-tjenestene: kundene kan ha tilgang til en hvilken som helst av kringkastingsbølgeleng-dene via et avstembart optisk filter innlemmet i terminalutstyret. Dette ville tillate samtidig uttak av flere kanaler valgt fra den elektriske multipleks av 8 eller 16 kanaler som føres på den valgte bølgelengde. Samtidig mottak av flere enn én optisk bølgelengde vil kreve optisk tilleggsfiltrering og en optisk mottaker for hver tilleggsbølgelengde som velges. 100% innføring av en tjeneste som tilbyr et hvilket som helst antall samtidige kanaler (opp til det totale antallet som transmitteres på en matefiber) til hver kunde, kan imidlertid oppnås på denne måten.

Alternativt kan antallet CATV-kanaler som er gjort tilgjengelige ved kombinasjonen av WDM og TDM, være tilstrekkelig til at én eller flere dedikerte video-kanaler kan være tilordnet hver CATV-kunde. I dette tilfellet arbeider nettverket som en stjerne hvor svitsjen befinner seg i sentrum i sentralen. Dette system vil bruke fast bølgelengde-demultiplekser og én optisk mottaker i kundens utstyr. Selv om dette kan forenkle kundens utstyr, vil det bety et kompromiss mellom tjenesteinnføring og antallet samtidige kanaler som kan oppnås av kundene. Dersom f.eks. kombinasjonen av WDM og TDM tillot 32 kanaler å overføres på hver matefiber og en 32-veis optisk splitter kunne anvendes, så kunne én kanal pr. kunde være allokert på en 100% gjennomføringsbasis. Dersom imidlertid 4 kanaler pr. kunde var nødvendig, ville en gjennomtrengning på bare 25% være tilgjengelig dersom ikke ekstra bølgelengder kunne besørges for å levere flere kanaler.

Et mer avansert trinn som anvender DFB-lasere og som er illustrert på figur 14, vil tillate allokeringen av i det minste én dedikert bølgelengde pr. kunde. Med f.eks. 12 til 32 bølgelengder tilgjengelige på en 32-veis splitter, vil det f.eks. være mulig å allokere hver CATV-kunde med én bølgelengde for å føre alle de ønskede bredbåndstjenestene, f.eks. CATV, HDTV etc. Det lille antallet bølgelengder vil begrense innføringen til 40%, men ettersom antallet bølgelengder nærmer seg 32, kan 100% innføring oppnås.

Istedenfor ganske enkelt å dedikere bølgelengdene til individuelle kunder er det også i dette trinnet mulighet for å anvende avstembare optiske filtre i kunde-

lokalene som bredbånds-svitsjetrinn. Dette kan i vesentlig grad forenkle sentral-

svitsjingen av forskjellige bredbåndstjenester (f.eks. kan blandinger av kring-

kasting og dedikerte tjenester fra flere kilder multiplekses på forskjellige optiske bølgelengder og bli valgt av kundens utstyr).

For hvert av teknologitrinnene som er beskrevet, vil antallet bølgelengder

som er mulig avhenge kritisk av toleransen og stabiliteten til laserne, filtrene og den brukbare båndbredden til fibrene og koblerne. Lavkosts-smalbåndstjenester så som telefoni og ISDN, kan nødvendigvis arbeide uten temperaturstabilisering i kundens terminaler, hvilket kan bety vesentlig bølgelengdedrift i kundens lasere.

Dersom skjemaer slik som de som er vist på figurene 2 til 7 blir brukt, er det

således nødvendig med store kanalavstander for tjenester i kunde-til-sentral-transmisjonsretningen. Nærmere avstand vil være mulig i sentral-til-kunde-

retningen ved bruk av temperaturstyrte kilder i sentralen og avstembare filtre i kundens utstyr for å eliminere filtersenter-bølgelengdetoleranser.

Claims (4)

1. Sentral stasjon (4) for et digitalt kommunikasjonsnett, anordnet for å sende data til utestasjoner (8) i form av en strøm av rammer, hvor hver ramme omfatter et synkroniseringssignal, administrasjonsdata og trafikkdata, og den sentrale stasjonen (4) omfatter en omkastingsinnretning (68) for å omkaste trafikkdataene med et omkastingssignal, karakterisert vedat synkroniseringssignalet og administrasjonsdataene er inneholdt i en første del (52) av en ramme, trafikkdataene er inneholdt i en andre del (50) av en ramme, og omkastingsinnretningen (68) er anordnet for å omkaste innholdet av de nevnte første deler (52) i samsvar med en første forutbestemt binær sekvens, og anordnet for å omkaste innholdet av de nevnte andre deler (50) i samsvar med en andre forutbestemt binær sekvens.

2. Sentral stasjon som angitt i krav 1, karakterisert vedat omkastingsinnretningen (68) anvender én enkelt binær sekvensgenerator og benytter respektive tilkoblingstapper til et skiftregister i generatoren.

3. Utestasjon (8) for et digitalt kommunikasjonsnett, anordnet for å motta rammer fra en sentral stasjon (4), hvor hver ramme omfatter et synkroniseringssignal, administrasjonsdata og omkastede trafikkdata, og utestasjonen (8) omfatter reetableringsinnretninger (74) for å reetablere omkastede trafikkdata med en tilsvarende reetablerings-sekvens, karakterisert vedat for å motta rammer med en første del og en andre del, hvor den første del inneholder synkroniseringssignalet og administrasjonsdataene som er omkastet med en første, forutbestemt binær sekvens, og den andre del inneholder trafikkdataene som er omkastet med en andre, forutbestemt binær sekvens, er reetableringsinnretningene (74) anordnet for å reetablere innholdet av de nevnte første deler (52) i samsvar med den første forutbestemte binære sekvens, og for reetablering av innholdet av de nevnte andre deler (50) i samsvar med den andre forutbestemte binære sekvens, og ved innretninger (72, 76) som reagerer på et synkroniseringssignal i rammene ved å velge den andre forutbestemte binære sekvens ved starten av de nevnte andre deler (50) og å velge den første forutbestemte binære sekvens ved starten av de nevnte første deler (52).

4. Utestasjon som angitt i krav 3, karakterisert vedat reetableringsinnretningene (74) anvender én enkelt binær sekvensgenerator og bruker respektive tilkoblingstapper til et skiftregister i generatoren.