SE451524B - Linjeenhet for sammankoppling av en analog linje med en digital telekommunikationsutrustning - Google Patents

Description

451 524 a s ~s_ se flsw 2 ning på en ledning, vanligen benämnd ringsignalutlösnings- funktion, eller har de en funktion som till en del är be- roende av en periodisk polnings- eller avsökningsfunktion hos tillhörande telefonväxel, såsom exempelvis vid igen- kännandet av nummertagningspulsinformation. Signaler som överför dessa funktioner till omkopplarutrustningen har överförts via banor som har varit rymdseparerade från tal- bandskommunikationsbanorna eller -kanalerna.

Nyligen har man upptäckt att en förbättring av den digitala telekommunikationsutrustningen erhålles genom att dela den digitala talbandstransmissionsbanan tillhörande en analog linje mellan de kodade representationerna av talbands- signaler från den analoga linjen och kodade signaler mot-_ svarande likström som överföres av den analoga linjen. Så som exempel beskrivs en tidsdelad ringsignalutlösningsfunk- tion i det amerikanska patentet 4 007 334 med titeln "Time Division Digital Local Telephone Office With Telemetering Line Unit". I detta exempel kopplas analoga talbandssignaler från abonnentens analoga ledning till en analog ingång hos en analog-digitalomvandlanepåkonventionellt sätt via en första signalbana, innefattande en hybridlinjekrets och ett lågpassfilter. En andra signalbana, betecknad "telemetribana" innefattar en strömavkännare, vilken är kopplad till linjen och alstrar en signalrepresentation av nettolinjeströmmen.

Denna signalrepresentation filtreras av ett lågpassfilter med en gränsfrekvens på 40 Hz och överföres runt hybridkret- sen via en omkopplare till den analoga ingången hos en analog- digitalomvandlare. Då omkopplaren kopplas till kodas väsent- ligen linjens nettolikströmsignalrepresentationer av analog- digitalomvandlaren tillsammans med varje talbandssignal från hybridkretsen för användning i den digitala telefonstationen.

Lågpassfiltret erfordras för åstadkommande av frekvenssepara- tion mellan talbandssignalerna och linjeströmsignalrepresen- tationen. Då de första och andra signalbanorna endast överför signaler inom ömsesidigt exklusiva frekvensområden förhindras analoga talbandssignaler, vilka annars skulle orsaka tvety- .w » 451 5-24» 3 diga resultat i analog-digitalomvandlaren, från att också passera längs den andra banan. Den kodade signalen från ana- log-digitalomvandlaren multiplexeras vanligen till ett bi- närt signalbitströmsformat av den digitala stationen och är tillgänglig för överföring till en digital krets belägen på avstånd från linjeenheten i omkopplarstationen. Den digitala kretsen är tidsuppdelad mellan en grupp linjeenheter och styr ringsignalutlösningsfunktionen hos var och en av linje- enheterna.

I en linjeenhet med ett resistivt matningsnät likt det som beskrivs i det ovan omnämnda amerikanska patentet 4 103 112 kan matningsström med ett brett frekvensområde från likström och genom talbandet tillföras via det resisti- va matningsnätet. I ett fungerande telefonsystem innefattar analog linjetestning och underhåll matning av den analoga linjen med en transient spänning och/eller kontinuerliga växelströmssignaler. Ettsådanttest, som är användbanzvid be- stämning av antalet signalutrustningar som är anslutna till en abonnentledning, är det välkända ballistiska testet. Det- ta test utnyttjar likströms- och talbandsfrekvenser. I det- ta test övervakas den analoga linjens belastningssvar på på- läggandet av en transient spänningsimpuls. het skulle vara mycket fördelaktigt om man kunde fjärröverföra den analoga linjens belastningssvar på detta test till den tillhörande digitala utrustningen. Telemetribanan som beskrivs i det ovan nämnda amerikanska patentet 4 007 334 är emellertid ej lämplig för detta till följd av att det är av vikt, att den är hårt bandgränsad för att kunna arbeta kompatibelt med den återstående delen av linjeenheten.

I enlighet med föreliggande uppfinning åstadkommes en linjeenhet med en bredbandig telemetribana för passage av signaler från en analog_linje omkring en linjekrets av hy- bridtyp för talbandsfrekvenser. Signaler från ett avkännings- organ och signaler från utgången hos hybridlinjekretsen tid- kopplas medelst respektive transmissionsomkopplare, vilka styrs för att koppla antingen den ena eller andra av signa- 451 524 4 lerna till en anlog ingång hos en analog-digitalomvandlare vid varje önskad tidpunkt. Linjeenheten åstadkommer en ge- mensam styrfunktion för ringsignalutlösning och vidare utan extra kostnad en väsentlig länk för att underlätta nämnda test- och underhål1ningsprocedur.- Enligt uppfinningen åstadkommas en linjeenhet för sam- mankoppling av en analog linje med en digital telekommunika- tionsutrustning, vilken linjeenhet innefattar en analog- digitalomvandlare med en analog ingång för mottagande av ana- loga signaler för kodning av nämnda analoga signaler för an- vändning i den digitala telekommunikationsutrustningen, en styrkrets för alstring av ett flertal styrsignaler, en vid varje tidpunkt som svar på instruktioner mottagna i linje- enheten via telekommunikationsutrustningen, och en linjekrets innefattande en första signalbana för överföring av en analog talbandssignal och innefattande en hybridkrets för anslutning till den analoga linjen. Det speciellt karakteristiska för linjeenheten enligt uppfinningen är därvid att den dessutom innefattar en andra signalbana för överföring av en analog bredbandssignal i ett frekvensområde som sträcker sig från likström och in i talbandet, en första omkopplare inkopplad i serie mellan en analog utgång hos hybridkretsen i den första signalbanan och den analoga ingången hos analog- digitalomvandlaren för koppling av den analoga signalen från hybridkretsen till den analoga ingången i beroende av en första av nämnda styrsignaler, en andra omkopplare inkopp- lad i serie mellan den andra signalbanan och den analoga in- gången hos analog-digitalomvandlaren för koppling av den ana- loga signalen i den andra signalbanan till den analoga in- gången i beroende av en andra av nämnda styrsignaler.

En såsom exempel vald utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritning över en telefonlinjegränssnittsenhet.

Illustrationen av linjegränssnittsenheten i fig. 1 är något förenklad för att förbättra klarheten och underlätta förståel- sen. Detaljer och operationsprinciper för kretsfunktionerna visade i blockform är kända i olika varianter för personer med ordinära kunskaper inom elektronisk telefoni. Olika andra detaljer, exempelvis anordnandet av olika effektmat- ningar och klocktidssignaler, visas eller beskrivs ej, 5 eftersom dessa ej är av betydelse för förståelsen av uppfin- ningen. Likaså illustreras eller beskrivs ej en speciell digital telekommunikationsutrustning med vilken den analoga li jan sammankopplas av linjeenheten.

Telefonlinjeenheten i fig. l är inkopplad över en analog tvâtrådsledning 3 vid analoga ledningsanslutningar la och lb och kopplad till den digitala telekommunikationsut- rustningen via en digital signalbana 39 för sändning och mot- tagning. Linjeenheten innefattar en linjekrets med en trans- formator l0 inkopplad mellan ett hybridnät 30 och de analoga ledningsanslutningarna la och lb. Den analoga tvåtrådsled- ningen 3 är inkopplad mellan linjeanslutningarna la och lb_ och en abonnenttelefon 4. Transformatorn 10 innefattar en delad primärlindning med första och andra lindningshalvor l2 resp. 13. Den första lindningen 12 är inkopplad i serie mellan jord och anslutningen lb via ett motstånd l7. Den and- ra lindningen 13 är inkopplad i serie mellan en källa för likströmsmatning -V och den andra anslutningen la via ett motstånd 18 och brytkontaktpartier hos reläöverföringskon- takter Kl och Tl. Motstånden l7 och 18 har väsentligen sam- ma resistansvärde, exempelvis cirka 200 Ohm. Åtminstone en ringsignalkälla 5 av högnivåtyp tillhörande telekommunika- tionsutrustningen är normalt inkopplad för tillförande av matningsström till var och en av ett flertal linjegräns- snittsenheter. Källan 5 är kopplad till motståndet 18 via en anslutning 6 och ett slutkontaktparti hos reläöverförings- kontakten Kl. En testsignalkälla 7 tillhörande telekommuni- kationsutrustningen är även inkopplad för att tillföra test- matningsström till var och en av ett flertal linjegräns- snittsenheter. Testsignalkällan 7 är förbunden med motstån- det l8 via en anslutning 8, ett slutkontaktparti hos en re- läöverföringskontakt Tl och via brytkontaktpartiet hos relä- överföringskontakten Kl. Motstånden 17 och 18 bildar ett re- sistivt matningsnät genom vilket matningsström kopplas från var och en av källorna -V, 5 eller 7 till den analoga linjen 3. En kondensator 19 är inkopplad mellan de första och andra 451 524 i 6 lindningarna 12 och l3 och åstadkommer en kopplingsbana för analoga talbandssignaler av växelströmstyp mellan de båda lindningarna 12 och 13. Reläslutkontakterna K2 och T2 är inkopplade över den första lindningen 12 och ger en låg- ï impediv kopplingsbana över primärlindningen i händelse av att antingen ringsiqnalkällan 5 eller testsignalkällan 7 I: kopplas till hnjeenheten. En ej visad omkopplare kan om så önskas inkopplas i serie med kondensatorn 19. I ett exempel är omkopplaren försedd med en brytkontakt hos reläet T, vil- ken då den manövreras eliminerar belastningseffekten av kondensatorn 19 under en period då den analoga linjen 3 ma- tas från testsignalkällan 7. Transformatorn lO innefattar en delad sekundäründning med första och andra lindningshal- vor l4 resp. 15. Sekundärlindningarna 14 och l5 bildar i kombination med hybridnätet 30 en tvåtråds-fyrtrådshybrid- krets i en första signalbana, som överför analoga talbands- signaler från den analoga linjen 3 till en analog ingång 37 hos en analog-digitalomvandlare 36. Hybridnätet 30 inne- fattar en tvåtrådsingångsport 31 ansluten för mottagande av analoga signaler från en digital-analogomvandlare 35 via ett talbandslâgpassfilter 33. Hybridnätet 30 innefattar även en tvåtrådsutgångflmrt, vilken är kopplad till en ingång hos ett talbandslågpassfilter 34. En utgång hos lågpassfiltret 34 är kopplad til den analoga ingången 37 hos analog-digital- omvandlaren 36 via en transmissionsomkopplare i form av en fälteffekttransistor 40. Fälteffekttransistorn 40 innefattar en källelektrod s förbunden med utgången från filtret 34, en kollektorelektrod d kopplad till den analoga ingången 37 och en grindelektrod g utnyttjad för att styra konduktiviteten hos fälteffekttransistorn 40 mellan käll- och kollektorelek- troderna. En digital åtkomstkrets 38 är förbunden med den digitala sändar- och mottagarsignalbanan 39. Denna krets är även förbunden med en digital ingångsport hos digital- analogomvandlaren 35 och en digital utgângsport hos analog- digitalomvandlaren 36. Den digitala åtkomstkretsen 38 inne- fattar kretsar (ej visade), vilka anpassar ingångs/utgångs- UI #51 5264" ' 7 synkroniseringskraven och -formatet för telekommunikations- utrustningen med funktionskraven för omvandlarna 35 och 36.

I ett exempel är omvandlarna 35 och 36 kompatibla med 8 bitars PCM-ord. Varje ord som överföres till den digitala åtkomstkretsen 38 från telekommunikationsutrustningen inne- fattar emellertid minst 9 bitar, varvid en av dessa bitar 7 utnyttjas för att indikera att de återstående 8 bitarna inne- fattar antingen ett PCM-ord för omvandling till en mot- svarande analog signalnivå eller ett dataord för användning 'i övervakande kontrollfunktioner. I det fall då de 8 bitarna anges vara data av den 9:e biten registreras nämnda data i den digitala åtkomstkretsen 38. övervakningsstyrfunktioner är exempelvis operation av antingen reläerna T eller K via f relädrivorgan 46 och styrning av tillståndet för en vippa 47 i den digitala åtkomstkretsen 38. övervakningsstyrfunk- tionerna anges av förutbestämda bitar eller kombinationer därav i dataordet.

Linjekretsen innefattar vidare en avkänningskrets re- presenterad av kretselementen 20-26. En förstärkare 20 i av- känningskretsen arbetar för att alstra en signal proportio- nell med nettoströmflödet i motstånden l7 och 18 hos det känsliga matningsnätet. På liknande sätt som har beskrivits i det ovan nämnda amerikanska patentet 4 103 l12 kopplas ut- signalen från avkännarkretsen via ett lågpassfilter 27 till en strömregulator 28, vilken följaktligen leder en balan- seringsström i en balanseringslindning 16 i transformatorn l0 för att reducera likströmsflödet i kärnan hos transfor- matorn 10. Den proportionella signalen från förstärkaren 20 kopplas även till en detektor 45 för detektering av avlyft eller pâlagt läge eller nummertagningspulser. Detektorn 45 alstrar binära signaler motsvarande avlyft eller pålagt läge eller nummertagningspulstillståndet på ledningen 3 för användning i den digitala åtkomstkretsen 38. _ En andra signalbana 48 överför den proportionella signalen från förstärkaren 20 och innefattar en andra transmissionsomkopplare i form av en fälteffekttransistor 42. Transistorn 42 innefattar en källelektrod s kopplad till utgången hos förstärkaren 20 i avkänningskretsen,en 451 524 8 kollektorelektrod d kopplad till den analoga ingången 37 och en grindelektrod g utnyttjad för att styra konduktivi- teten hos fälteffekttransistorn 42 mellan käll- och kollek- torelektroderna. Konduktiviteten hos var och en av fält- effekttransistorerna 40 och 42 styrs på komplementärt sätt medelst Q och Ö utsignaler från vippan 47. Styrsignaler från dessa utgångar kopplas till grindelektroden g hos tran- sistorerna 40 och 42 via styrledningar 41 resp. 43. Alterna- tivt kan styrsignalerna tillföras medelst en enda styrled- ning kopplad direkt till en av grindelektroderna och varvid den andra styrsignalen åstadkommes medelst en inverterare inkopplad mellan denna grindelektrod och den andra grind- elektroden.

I funktion och då styrsignalen från vippan 47 på led- ningen 4l är säkerställd kopplas talbandssignaler från linjen 3 via den första signalbanan i linjekretsen medelst fält- effekttransistorn 40 till den analoga ingången 37 hos analog- digitalomvandlare 36. PCM-signalrepresentationer av den ana- loga talbandsssignalen alstras i omvandlaren 36 och samman- kopplas med den tillhörande digitala telekommunikationsut- rustningen medelst den digitala åtkomstkretsen 38. Bred- bandssignaler innefattande frekvenser som sträcker sig från likström och genom hela talbandet är tillgängliga från den andra signalbanan för kodning av analog-digitalomvandlaren 36. I händelse av att något av reläerna T eller K aktiveras för inkoppling av testsignalkällan 7 eller ringsignalkällan 5 utställes vippen 47 för att säkerställa styrsignalen på ledningen 43 och ej på ledningen 41. Bredbandssignalerna kopplas till den andra signafloanan från förstärkaren 20 till den analoga ingången 37 hos analog-digitalomvandlaren 36 via fälteffekttransistorn 42. PCM-signalrepresentationer av den analoga bredbandssignalen alstras i analog-digitalom- vandlaren 36 och sammankopplas med tillhörande telekommuni- kationsutrustning medelst den digitala âtkomstkretsen 38 på ett liknande sätt som den analoga talbandssignalen.

De kodade bredbandssignalerna är speciellt använd- lm ~-~«~4s-1e» _4524 9 bara i kombination med den tidsuppdelade digitala kretsen (ej visad) till vilken de tillföres medelst telekommnnika- tionsutrnstningen för styrning av utlösningen av ringsigna- ler av högnivàtyp ifall abonnenten lyfter av telefonluren och vid analys av linjesvaret på testsignaler. I ett exempel på denna funktion kodas analoga bredbandssignaler från lin- jen 3 just innan inkopplingen av testsignalkällan 7 eller ringsignalkällan 5. Dessa signaler åstadkommer generering av en dynamisk tröskeljustering i den tidsuppdelade digitala kretsen, som är användbar vid korrektion för strömläckage i ledningen 3 och olika förskjutningsfel som är vanliga i den analoga kretsdelen av linjeenheten.

Ytterligare bredbandssignalbanor i linjeenheten med- ger fjârröverföring av olika funktionstillstånd för linje- enheten via den digitala telekommunikationsutrustnhgen. Här- igenom medges exempelvis att spänningsnivåerna hos opera- tionsspänningsmatarledningarna för matning av operations- ström till linjeenheten även från tid till tid kodas av analog-digitalomvandlaren 36 för överförhig till en på av- stånd belägen, tidsuppdelad digital underhållsövervaknings- krets.

Claims (3)

451 524 . i i 10 Patentkrav

1. f Linjeenhet för sammankoppling av en analog linje (3) med en digital telekommunikationsutrustning (39), vilken linjeenhet innefattar en analog-digitalomvandlare (36) med en analog ingång (37) för mottagande av analoga signaler för kodning av nämnda analoga signaler för användning i den digitala telekommunikationsutrustningen, en styrkrets (38, 41) för alstring av ett flertal styrsignaler, en vid varje tidpunkt som svar på instruktioner mottagna i linjeenheten via telekommunikationsutrustningen, och en linjekrets inne- fattande en första signalbana (32, 34) för överföring av en analog talbandssignal och innefattande en hybridkrets för anslutning till den analoga linjen, k ä n n e t e cuk n a d av att linjeenheten dessutom innefattar en andra signalbana (48) för överföring av en analog bredbandssignal i ett fre- kvensområde som sträcker sig från likström och in i talban- det, en första omkopplare (40) inkopplad i serie mellan en analog utgång hos hybridkretsen i den första signalbanan och -den analoga ingången hos analog-digitalomvandlaren för kopp- ling av den analoga signalen från hybridkretsen till den analoga ingången i beroende av en första av nämnda styrsig- naler, en andra omkopplare (42) inkopplad i serie mellan den andra signalbanan och den analoga ingången hos analog- digitalomvandlaren för koppling av den analoga signalen i den andra signalbanan till den analoga ingången i beroende av en andra av nämnda styrsignaler.

2. Linjeenhet enligt krav 1, innefattande en linjetrans- formator (10) i hybridkretsen, vilken transformator är in-I _rättad att förbindas.med den analoga linjen och att koppla matningseffekt till nämnda linje, och ett resistivt matnings- nät (17, 18) förbundet med linjetransformatorn för koppling av matningseffekten till nämnda transformator, vilket resi- stiva matningsnät innefattar anslutningar för inkoppling över valfri av ett flertal effektkällor vid varje tidpunkt, k ä n n e t e c k-n a d av att linjeenheten dessutom inne- 11 451-524 fattar en avkänningskrets (20f25) i den andra signalbanan, vilken avkänningskrets har en ingångsport inkopplad över det resistiva matningsnätet och är inrättad att i den andra sig- nalbanan alstra en signal direkt proportionell mot ett flöde av matningsström genom det resistiva matningsnätet, varigenom som svar på den första styrsignalen den analoga talbands- signalen från hybridkretsen exklusivt kopplas till den ana- loga ingången hos analog-digitalomvandlaren och som svar på den andra styrsignalen en analog bredbandssignal i den ana- loga linjen exklusivt kopplas från nämnda avkänningsorgan, till den analoga ingången hos analog-digitalomvandlaren.

3. Linjeenhet enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k- n a d av att var och en av nämnda omkopplare innefattar en fälteffekttransistor.