WO1997011534A1 - Nachrichtenübertragungssystem zur gleichzeitigen übertragung von basisband- und digitalen breitbandsignalen über eine zweidrahtleitung - Google Patents

Nachrichtenübertragungssystem zur gleichzeitigen übertragung von basisband- und digitalen breitbandsignalen über eine zweidrahtleitung Download PDF

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WO1997011534A1
WO1997011534A1 PCT/AT1996/000168 AT9600168W WO9711534A1 WO 1997011534 A1 WO1997011534 A1 WO 1997011534A1 AT 9600168 W AT9600168 W AT 9600168W WO 9711534 A1 WO9711534 A1 WO 9711534A1
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WO
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pass filter
low
signals
baseband
transmission system
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PCT/AT1996/000168
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Inventor
Manfred Listopad
Original Assignee
Ericsson Austria Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/50—Systems for transmission between fixed stations via two-conductor transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/06—Channels characterised by the type of signal the signals being represented by different frequencies

Definitions

  • the invention relates to a message transmission system for the simultaneous transmission of digital baseband signals, e.g. ISDN or pair gain signals, e.g. PCM-2, PCM-4 or analog signals, e.g. POTS, and digital broadband signals, e.g. DMT, CAP or similar Via a two-wire line between a central point and a subscriber, the broadband signals being able to be sent or received via a broadband data transmission device, in particular spatially separated from the subscriber, comprising a filter arrangement, which filter arrangement comprises at least one, preferably active, high-pass filter and at least one, preferably active Low pass filter is formed and incoming broadband signals from low-frequency signals, for example Telephone, modem or fax signals and signaling, e.g. Dialing impulses, call voltages, subscriber feeds separate.
  • digital baseband signals e.g. ISDN or pair gain signals, e.g. PCM-2, PCM-4 or analog signals, e.g. POTS
  • digital broadband signals e.g. D
  • ADSL Analog Subscriber Line
  • control bidirectional control functions
  • ADSL is only described by way of example for the explanation of the invention; any other broadband method can be used.
  • compatibility with other transmission systems and services is of the utmost importance.
  • the interference signals emanating from other transmission systems and from an ADSL system are responsible for the difficulties with a combination of these systems.
  • ADSL systems include both subscriber and office-side active or passive high and low pass filters in order to separate the low-frequency analog signals from the high-frequency digital ADSL signals, which are used for the simultaneous, interference-free transmission of analog telephone signals or modem or Fax signals and signaling, such as pulse dialing, call, tone dialing and subscriber feed, is required.
  • the filters have the task of to keep low-frequency analog signals in the range from 0 to 3400 Hz away from the high-frequency digital ADSL transmission or to suppress the ADSL signals, so that the analog telephone service remains undisturbed.
  • This filter technology makes it possible to provide 80 to 90% of all telephone customers with ADSL broadband services over a transmission range of the ADSL system of approximately 3.5 to 4 km.
  • a disadvantage of the ADSL filter technology is that subscribers who use PCM (pulse code modulation), e.g. PCM2 or PCM4 systems that are connected cannot be reached with ADSL, since these systems use a baseband transmission method that requires a bandwidth of approx. 80 kHz.
  • PCM pulse code modulation
  • ADSL systems Another disadvantage of existing ADSL systems is that simultaneous transmission of ISDN services cannot be carried out without great effort, since a transmission in the baseband as required for ISDN is not provided in the ADSL system. Instead, an optional digital duplex channel with a bit rate of 160 kbit / s is available in the ADSL system, which is transmitted via the ADSL system, so that both ISDN and subscriber-side interfaces for ISDN transmission are compatible with the ISDN system are, must be built. In such an arrangement, however, the remote supply concept of the ISDN basic connections can no longer be implemented.
  • the modulation and error protection method used in the ADSL system such as DMT (discrete multi-tone modulation) with FEC (Forward Error Correction), results in a relatively high time delay that is even higher than that specified for ISDN Value of 1.25 ms.
  • DMT discrete multi-tone modulation
  • FEC Forward Error Correction
  • the object of the invention is therefore to provide a message transmission system with which the transmission and separation of baseband and broadband signals can be carried out with simple means and without time delays.
  • Another object of the invention is to enable the installation of a broadband data transmission device in an existing message transmission system without great installation effort.
  • the pass limit of the low-pass filter is selected such that its bandwidth is sufficient for the transmission of the baseband signals. This measure allows the broadband signals to be influenced by the
  • Baseband signals are received, but the baseband signals can also be used for separate reception.
  • Passband an approximately constant group delay and an optimized transition from the passband to the restricted area and one for the function of the
  • Baseband method transmitted baseband signal and that the low-pass filter is connected on the output side to the receiving part of a baseband transmission unit.
  • the PCM2, PCM4, ISDN transmission devices but also analog telephony units that already exist with a subscriber can continue to be used in addition to the broadband transmission device.
  • Delay times or waiting times for establishing a connection can be prevented.
  • 2B1Q encoded signal with a bit rate of 160 kBit and the cutoff frequency is approximately 75 kHz.
  • Broadband transmission can be carried out.
  • High-pass filter is larger than the wideband frequency components that disturb the baseband, preferably approximately 100 kHz.
  • Baseband transmission unit is an ISDN unit.
  • the interfaces on the office side and on the subscriber side can be saved for an ISDN transmission taking place simultaneously with a broadband transmission and for
  • ISDN delays are easily met.
  • the remote feed concept of the ISDN basic connection can continue to be used.
  • Baseband transmission unit is a fee pulse transmitter or receiver, and that the
  • Limit frequency of the low-pass filter is greater than 12 or 16 kHz.
  • At least the low-pass filter is designed as an independent component separated from the broadband data transmission device.
  • Low-pass filter is formed as a separate component from the broadband data transmission device, there is no compulsory spatial union of these two units and the low-pass filter can be attached to a convenient location for the data transfer, so that a later installation of a
  • Broadband data transmission facility no further installations are required.
  • the low-pass filter can also be inserted into an existing installation with minimal effort.
  • the high-pass filter required for frequency separation preferably remains in the broadband transmission device and can therefore be designed to be product-specific. However, it is of course also possible to design low-pass and high-pass filters together as a component separated from the broadband data transmission device.
  • Area of the subscriber preferably the telephone subscriber, is arranged.
  • Broadband data transmission equipment to the subscriber can be dispensed with, since that
  • Low pass filter is already installed in this and only needs to be used for the purpose of separating the wideband signals from the baseband signals.
  • Another variant of the invention can be that the active low-pass filter over the
  • Another feature of the invention can be that the low-pass filter in one
  • Distribution box preferably a flush-mounted distribution box, is arranged.
  • junction boxes are used, preferably in the low pass filter range
  • Low pass filter is fed via the local line.
  • FIGS. 5 to 8 each show a further embodiment of the broadband transmission device and filter arrangement of a transmission system according to the invention.
  • FIG. 3 shows the simultaneous transmission of information via a two-wire subscriber line 10 with the aid of a broadband data transmission device 1, 2 and a digital baseband transmission device 50, 70, in this exemplary embodiment an ISDN transmission device, with data traffic in the direction of a subscriber from a central location (ATU-C) via a downstream channel and a control channel, data into the bidirectional broadband data transmission device 2, comprising an ADSL transmission system 15 and an ADSL filter arrangement 4, in which this data is input according to a suitable transmission method , e.g. DMT, CAP, precoded 2B1Q, 3B1O or similar be prepared for transfer.
  • a suitable transmission method e.g. DMT, CAP, precoded 2B1Q, 3B1O or similar be prepared for transfer.
  • the bidirectional broadband data transmission device 2 of the central location is connected via the filter arrangement 4 to the two-wire line 10, via which the data are sent or received.
  • the terms baseband and broadband transmission are by no means limited to ISDN and ADSL, but rather encompass all possible and known transmission types within the scope of the invention.
  • the subscriber On the subscriber side of the two-wire line 10, the subscriber is connected via a further filter arrangement 3 and a further ADSL transmission system 15 to a bidirectional ADSL broadband data transmission device (ATU-R) 1 on the subscriber side. Both the subscriber and the central point have a transmitting and receiving part in the ADSL transmission system 15.
  • the filtering by the filter arrangements 3, 4 takes place for incoming signals, the filter arrangements 3, 4 according to FIG. 3 being arranged together with the ADSL transmission system 15 within the broadband transmission devices 1, 2. After the signal arriving on the subscriber side has been converted into a digital signal, a downstream and control signal corresponding to the transmitted signal is output.
  • the filter arrangements 3, 4 separate the low-frequency analog system signals or digital baseband signals from the high-frequency digital transmission signals.
  • the filter arrangement is constructed from a combination of at least one low-pass and at least one high-pass filter 12, 1 1, as shown in FIG. 2, which are integrated in the broadband transmission device 1, 2, which means in particular that high and low pass filters 1 1, 12 are arranged in the same housing with the ADSL transmission system 15.
  • the usual upper cut-off frequency of the low-pass filter is 12 3400 Hz, or 12 kHz or 16 kHz, so that the low-frequency analog telephone signals or modem or fax signals and the signaling, for example dialing pulses, ringing voltage, charge pulses or subscriber supply, are separated from the high-frequency ADSL signals.
  • this filtering means that subscribers who are connected via baseband services, for example PCM2, PCM4 or ISDN, cannot be reached.
  • the pass limit of the low-pass filter 12 is chosen so that its bandwidth is sufficient for the transmission of the baseband signals. This means that both baseband signals and broadband signals can be received and processed separately.
  • the low-pass filter 12 should have an approximately constant group delay in the pass band and an optimized transition from the pass band to the stop band as well as a minimum blocking attenuation required for the function of the message transmission system in order to achieve the best possible reception quality with little influence on the different frequency bands.
  • a baseband transmission with an encoded signal shows a characteristic frequency spectrum, which is shown in FIG. 1.
  • the spectral power density of a 2B1Q coded line signal with a bit rate of 160 kbit / s as a function of the frequency f is shown, which decreases with a function similar to
  • the frequency fp shown is the sampling frequency required for information retrieval.
  • the cut-off frequency of the low-pass filter 12 is greater than half the sampling rate fp of the transmission spectrum of the baseband signal transmitted by the baseband method and that the low-pass filter on the output side with the receiving part of a baseband transmission unit 50, 70 (FIG. 3) or 6, 7 (Fig.4) is connected. This ensures that the baseband information of the ISDN or PCM signal is no longer prevented, as in conventional ADSL systems, but reaches the subscriber connected to the low-pass filter 12, with a sufficiently high reception quality being achievable.
  • the cut-off frequency of the low-pass filter 12 can also be selected differently depending on the quality requirements, so that a baseband transmission in addition to the broadband transmission is made possible.
  • the baseband transmission unit consists of an ISDN unit 50, which is referred to as an ISDN network termination, which is connected with its U interface to the output of the ADSL low-pass filter 12.
  • the usual S / T interface is provided at the output of the ISDN unit 50, via which the subscriber receives the information transmitted in the baseband from the ISDN switching system 70 or sends information to it.
  • This exemplary embodiment is also to be understood such that all conceivable transmission services which transmit in the baseband can be set instead of the ISDN units 50, 70.
  • PCM2 or PCM4 transmission devices can be used accordingly in order to make multiple use of the baseband with simultaneous transmission of broadband ADSL data services.
  • An exemplary embodiment of the invention can consist, for example, in that the signal of the baseband 2B1Q transmitted at a bit rate of 160 kbit / s is coded and the cut-off frequency of the ADSL low-pass filter 12 is approximately 75 kHz.
  • the baseband transmission unit is formed in addition to the analog telephone subscriber 5 from a charge pulse receiver 6 or from a charge pulse transmitter in the analog switching system 7, which is formed by the dimensioning of the ADLS low-pass filter can also receive or send fee impulses.
  • the upper limit frequency of the ADSL low-pass filter is preferably fixed at 12 or 16 kHz, so that the charge pulses can be transmitted and received.
  • the cut-off frequency of the ADSL high-pass filter 11 is greater than the ADSL frequency components, preferably approximately 100 kHz, which disturb the baseband.
  • the ADSL transmission signal can also be shaped in such a way that there is no disruptive influence on the baseband.
  • the low-pass filter 12 is designed as an independent component separated from the broadband data transmission device 1, 2.
  • the low-pass filter 12 is thus separated from the high-pass filter 1 1 and from the broadband data transmission device 1, 2, preferably in the area of the telephone subscriber or generally a message transmission subscriber who uses the broadband and baseband services. This makes it possible to install the low-pass filter 12 at a subscriber independently of the broadband transmission device 1, 2 and to already provide the suitable connections for the data subscriber. If the message transmission system is later retrofitted with such a broadband transmission device, no new feed lines to the subscriber are required.
  • the supply can take place via an additional supply line or via the signal lines 16 of the broadband data transmission device 1, 2.
  • a device 20 for potential isolation is provided in the arrangement shown in FIG. 5 in order to keep the local line free of the supply voltage for the low-pass filter 12.
  • FIG. 8 Another similar embodiment is shown in FIG. 8, in which the device 20 for potential isolation is connected directly between the signal lines 16 and the input of the low pass 12.
  • the high-pass and low-pass filters 1 1, 12 can also be implemented together as a separate component.
  • the low-pass filter in a junction box, preferably a flush-mounted junction box, since on the one hand an existing installation system such as a telephone system is used and in such a case the feed line routed through such a junction box is simple for supplying an active low-pass filter can also be used.

Abstract

Nachrichtenübertragungssystem zur gleichzeitigen Übertragung von digitalen Basisbandsignalen, z.B. ISDN oder Pairgain-Signalen, wie z.B. PCM-2, PCM-4 oder analogen Signalen, z.B. POTS, und digitalen Breitbandsignalen, z.B. DMT, CAP o.ä. über eine Zweidrahtleitung (10) zwischen einer zentralen Stelle (ATU-C) und einem Teilnehmer (ATU-R), wobei die Breitbandsignale über eine, insbesonders vom Teilnehmer räumlich getrennte, eine Filteranordnung (3, 4) umfassende Breitband-Datenübertragungseinrichtung (1, 2) sendbar bzw. empfangbar sind, welche Filteranordnung aus zumindest einem, vorzugsweise aktiven Hochpaßfilter (11) und zumindest einem, vorzugsweise aktiven Tiefpaßfilter (12) gebildet ist und eintreffende Breitbandsignale von niederfrequenten Signalen, z.B. Telefon-, Modem- oder Faxsignalen sowie der Signalisierung, z.B. Wählimpulse, Rufspannungen, Teilnehmerspeisungen trennt, und wobei die Durchlaßgrenze des Tiefpaßfilters (12) jeweils so gewählt ist, daß dessen Bandbreite für die Übertragung der Basisbandsignale ausreichend ist.

Description

Nachrictenübertragungssystem zur gleichzeitingen Übertragung von Basl sbaπd- und digitalen Breitbandsignalen über ei ne Zweidrahtleitung
Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem zur gleichzeitigen Übertragung von digitalen Basisbandsignalen, z.B. ISDN oder Pairgain- Signalen, wie z.B. PCM-2, PCM- 4 oder analogen Signalen, z.B. POTS, und digitalen Breitbandsignalen, z.B. DMT, CAP o.a. über eine Zweidrahtleitung zwischen einer zentralen Stelle und einem Teilnehmer, wobei die Breitbandsignale über eine, insbesonders vom Teilnehmer räumlich getrennte, eine Filteranordnung umfassende Breitband-Datenübertragungseinrichtung sendbar bzw. empfangbar sind, welche Filteranordnung aus zumindest einem, vorzugsweise aktiven Hochpaßfilter und zumindest einem, vorzugsweise aktiven Tiefpaßfilter gebildet ist und eintreffende Breitbandsignale von niederfrequenten Signalen, z.B. Telefon-, Modem- oder Faxsignalen sowie der Signalisierung, z.B. Wählimpulse, Rufspannungen, Teilnehmerspeisungen trennt.
Um das bestehende Ortsleitungsnetz neben bestehenden Datenübertragungsdiensten für, vorzugsweise interaktive, Breitbanddienste weiternutzen zu können, wurden in den letzten Jahren neuartige Übertragungsverfahren entwickelt. Mit diesen Übertragungsverfahren, wie z.B. DMT (Discrete Multitone Modulation) oder CAP (Carrierless Phasemodulation), sowie 2B1Q oder 3BlO-Kodierung mit entsprechender Vorkodierung ist es möglich, die Kupferdoppeladern in höheren Frequenzbereichen zusätzlich zum bestehenden Telephondienst (POTS = Piain old telephone service) oder bestehenden digitalen Diensten wie ISDN, Pairgain (PCM-2, PCM-4) für Datenübertragung einzusetzen. Ein immer größere Bedeutung erlangendes Breitbandübertragungsverfahren ist ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line), mit welchem die digitale Informationsübertragung großer Datenmengen in einer Richtung ("downstream") und bidirektionaler Kontrollfunktionen ("control") über Zweidraht-Teilnehmeranschlußleitungen besonders vorteilhaft durchführbar ist. ADSL wird für die Erläuterung der Erfindung aber nur beispielhaft beschrieben, es kann jedes andere Breitbandverfahren Verwendung finden. Für die Einführung und rasche Verbreitung von ADSL-Systemen in öffentlichen Netzen ist aber die Verträglichkeit mit anderen Übertragungssystemen bzw. -diensten von größter Bedeutung. Hiebei sind im besonderen die von anderen Übertragungssystemen und die von einem ADSL-System ausgehenden Störsignale für die Schwierigkeiten bei einer Kombination dieser Systeme verantwortlich.
Bekannte ADSL-Systeme beinhalten sowohl teilnehmer- alsauch amtsseitig aktive oder passive Hoch- und Tiefpaßfilter, um eine Trennung der niederfrequenten analogen Signale von den hochfrequenten digitalen ADSL-Signalen zu erreichen, die für die gleichzeitige, beeinflussungsfreie Übertragung von analogen Telephonsignalen bzw. Modem- oder Telefaxsignalen sowie der Signalisierung, etwa Impulswahl, Ruf, Tonwahl und Teilnehmerspeisung, erforderlich ist. Die Filter haben dabei die Aufgabe, die niederfrequenten analogen Signale im Bereich von 0 bis 3400 Hz von der hochfrequenten digitalen ADSL-Übertragung fernzuhalten bzw. die ADSL-Signale zu unterdrücken, sodaß der analoge Telephondienst ungestört bleibt.
Durch diese Filtertechnik ist es somit möglich, bei einer Übertragungsreichweite des ADSL- Systems von ungefähr 3,5 bis 4 km 80 bis 90% aller Telephonkunden zusätzlich auch mit ADSL-Breitbanddiensten zu versorgen.
Ein Nachteil der ADSL-Filtertechnik besteht darin, daß Teilnehmer, welche über PCM (Pulskodemodulation), z.B. PCM2 oder PCM4-Systeme, angeschlossen sind, nicht mit ADSL erreicht werden können, da diese Systeme ein Basisbandübertragungsverfahren verwenden, welches eine Bandbreite von ca. 80 kHz benötigt.
Ein weiterer Nachteil bestehender ADSL-Systeme liegt darin, daß eine gleichzeitige Übertragung von ISDN-Diensten nicht ohne großem Aufwand durchgeführt werden kann, da im ADSL-System eine Übertragung im Basisband, wie sie für ISDN benötigt wird, nicht vorgesehen ist. Im ADSL-System ist stattdessen ein optionaler digitaler Duplexkanal mit einer Bitrate von 160 kbit/s vorhanden, welcher über das ADSL-System übertragen wird, sodaß für eine ISDN-Übertragung sowohl amts- alsauch teilnehmerseitig eigene Schnittstellen, die mit dem ISDN-System kompatibel sind, aufgebaut werden müssen. In einer solchen Anordnung kann aber das Fernspeisekonzept der ISDN-Basisanschlüsse nicht mehr realisiert werden.
Neben dem großen Schaltungsaufwand durch die Schnittstellen ergibt sich aber bedingt durch das im ADSL-System verwendete Modulations- und Fehlersicherungsverfahren, wie etwa DMT (diskrete Mehrtonmodulation) mit FEC (Forward Error Correction), eine relativ hohe Zeitverzögerung, die sogar über dem für ISDN spezifizierten Wert von 1,25 ms liegt. Zusätzlich ergeben sich für den ISDN-Teilnehmer durch die relativ lange Startphase eines ADSL-Systems in der Größenordnung von 20 bis 60s große Wartezeiten beim Verbindungsaufbau.
Weiters ist ein nachträgliches Aufrüsten bereits installierter Übertragungssysteme mit Breitband-Datenübertragungseinrichtungen durch die in den meisten Fällen vorliegende räumliche Trennung von Teilnehmer und dem Anbringungsort der Breitband- Datenübertragungseinrichtung mit großen Schwierigkeiten verbunden, da hiefür oftmals sehr aufwendige zusätzliche Verlegearbeiten von Datenleitungen durchgeführt werden müssen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Nachrichtenübertragungssystem anzugeben, mit dem die Übertragung und Trennung von Basisband- und Breitbandsignalen mit einfachen Mitteln und ohne Zeitverzögerungen durchfuhrbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Einbau einer Breitband- Datenübertragungseinrichtung in ein bestehendes Nachrichtenübertragungssystem ohne großen Installationsaufwand zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Durchlaßgrenze des Tiefpaßfilters jeweils so gewählt ist, daß dessen Bandbreite für die Übertragung der Basisbandsignale ausreichend ist. Durch diese Maßnahme können die Breitbandsignale ohne Beeinflussung durch die
Basisbandsignale empfangen werden, wobei die Basisbandsignale aber ebenfalls für einen getrennten Empfang verwertbar sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Tiefpaßfilter im
Durchlaßbereich eine annähernd konstante Gruppenlaufzeit und einen optimierten Übergang vom Durchlaßbereich in den Sperrbereich sowie eine für die Funktion des
Nachrichtenübertragungssystems erforderliche Mindestsperrdämpfung aufweist.
Dadurch ist es möglich, die Basisbandsignale möglichst unverzerrt zu empfangen, ohne daß eine Beeinflussung durch die Breitbandsignale stattfindet.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Grenzfrequenz des
Tiefpaßfilters größer als die halbe Abtastrate fτ des Sendespektrums des mittels dem
Basisbandverfahren übertragenen Basisbandsignals ist und daß das Tiefpaßfilter ausgangsseitig mit dem Empfangsteil einer Basisbandübertragungseinheit verbunden ist.
Damit können beispielsweise die PCM2, PCM4, ISDN-Übertragungseinrichtungen aber auch analoge Telephonie-Einheiten, die bereits bei einem Teilnehmer bestehen, weiterhin neben der Breitbandübertragungseinrichtung benutzt werden. Die Nachteile einer großen
Verzögerungszeit oder von Wartezeiten für den Verbindungsaufbau können dabei unterbunden werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Basisbandsignal ein
2B1Q kodiertes Signal mit einer Bitrate von 160 kBit ist und die Grenzfrequenz ungefähr 75 kHz beträgt.
Dadurch kann für dieses Basisbandsignal eine optimale Übertragung neben der
Breitbandübertragung durchgeführt werden.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Grenzfrequenz des
Hochpaßfilters größer als die das Basisband störenden Breitband-Frequenzanteile, vorzugsweise ungefähr 100kHz, ist.
Dadurch wird eine übermäßige Beeinflussung des Basisbandes durch die in seinem
Frequenzbereich liegenden Breitband-Frequenzanteile vermieden.
Nach einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die
Basisbandübertragungseinheit eine ISDN-Einheit ist.
Dadurch können amts- und teilnehmerseitig aufwendige Schnittstellen für eine gleichzeitig mit einer Breitbandübertragung stattfindende ISDN-Übertragung eingespart und die für
ISDN vorgesehenen Verzögerungszeiten problemlos eingehalten werden. Zusätzlich kann das Fernspeisekonzept des ISDN-Basisanschlusses weiter verwendet werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die
Basisbandübertragungseinheit ein Gebührenimpulssender bzw. empfänger ist, und daß die
Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters größer als 12 oder 16 kHz ist.
Damit können Breitbandsignale und Gebührenzählimpulse gleichzeitig übertragen werden, ohne daß dafür aufwendige Vorkehrungen getroffen werden müssen. Somit wird die Übertragung der Gebührenimpulse an einen Teilnehmer bei gleichzeitiger Versorgung mit
Breitbandübertragungen auf einfache Weise ermöglicht.
Gemäß einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß jeweils zumindest das Tiefpaßfilter als von der Breitband-Datenübertragungseinrichtung abgetrennter, selbständiger Bauteil ausgebildet ist.
Durch die Verwendung des Tiefpaßfilters der Breitband-Datenübertragungseinrichtung zum
Trennen der Basisband- und Breitbandsignale reduziert sich der Aufwand für diesen Vorgang auf ein Tiefpaßfilter mit einer geeigneten Grenzfrequenz. Da das erfindungsgemäße
Tiefpaßfilter als von der Breitband-Datenübertragungseinrichtung abgetrennter und eigenständiger Bauteil ausgebildet ist, besteht kein zwingender räumlicher Zusammenschluß dieser beiden Einheiten und das Tiefpaßfilter kann an einem für die Datenübernahme günstigen Ort angebracht werden, sodaß bei einem erst später erfolgenden Einbau einer
Breitband-Datenübertragungseinrichtung keine weiteren Installationen vorzunehmen sind.
Das Tiefpaßfilter kann auch in eine bestehende Installation mit minimalem Aufwand eingefügt werden. Das zur Frequenztrennung erforderliche Hochpaßfilter verbleibt dabei vorzugsweise in der Breitbandübertragungseinrichtung und kann daher produktspezifisch ausgebildet werden. Es ist natürlich aber auch möglich, Tiefpaß- und Hochpaßfilter zusammen als von der Breitband-Datenübertragungseinrichtung abgetrennten Bauteil auszuführen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Tiefpaßfilter im
Bereich des Teilnehmers, vorzugsweise des Telephonteilnehmers, angeordnet ist.
Dadurch kann auf eine erneute Verlegung von Datenübertagungsleitungen von der
Breitband- Datenübertragungseinrichung zum Teilnehmer verzichtet werden, da das
Tiefpaßfilter bereits bei diesem installiert ist und nur mehr für den Zweck der Trennung der der Breitbandsignale von den Basisbandsignalen eingesetzt zu werden braucht.
Eine weitere Variante der Erfindung kann sein, daß das aktive Tiefpaßfilter über die
Signalleitungen der Breitband-Datenübertragungseinrichtung gespeist ist.
Dadurch muß zur Versorgung eines aktiven Tiefpaßfilters keine eigene Speiseleitung vorgesehen werden, sondern es können die bestehenden Signalleitungen mitbenutzt werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, daß das Tiefpaßfilter in einer
Verteilerdose, vorzugsweise einer Unterputzverteilerdose, angeordnet ist.
Damit kann ein bereits bestehendes, etwa in Unterputztechnik verlegtes Leitungssystem mit
Verteilerdosen dazu verwendet werden, ein Tiefpaßfilter vorzugsweise im Bereich des
Teilnehmers und seines Endabnehmergerätes aufzunehmen.
Schließlich kann ein weiteres Merkmal der Erfindung darin bestehen, daß das aktive
Tiefpaßfilter über die Ortsleitung gespeist ist.
Dadurch ist eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für eine Fernspeisung gegeben, die wie bei
POTS-Gebührenempfängern oder ISDN-Remote Power Feeding angelegt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen eingehend erläutert. Es zeigt dabei: Fig.1 ein Diagramm des Sendespektrums eines kodierten Leitungssignals; Fig.2 eine Breitbandübertragungseinrichrung eines erfindungsgemäßen
Nachrichtenübertragungssystems mit Hoch- und Tiefpaßfilter; Fig.3 eine Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungsystems; Fig.4 eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems und Fig.5 bis 8 jeweils eine weitere Ausfuhrungsform der Breitbandübertragungseinrichtung und Filteranordnung eines erfindungsgemäßen Ubertragungssystems .
In Fig.3 ist die gleichzeitige Übertragung von Information über eine Zweidraht- Teilnehmeranschlußleitung 10 mit Hilfe jeweils einer Breitband- Datenübertragungseinrichtung 1, 2 und jeweils einer digitalen Basisbandübertragungseinrichtung 50, 70, in diesem Ausführungsbeispiel eine ISDN- Übertragungseinrichtung, dargestellt, wobei beim Datenverkehr in Richtung eines Teilnehmers von einer zentralen Stelle (ATU-C) über einen downstream-Kanal und einen Steuerkanal Daten in die bidirektionale Breitbanddatenübertragungseinrichtung 2, umfassend ein ADSL-Übertragungssystem 15 und eine ADSL-Filteranordnung 4, eingegeben werden, in welcher diese Daten entsprechend einem geeignetem Übertragungsverfahren, z.B. DMT, CAP, vorkodiertes 2B1Q, 3B1O o.a. zum Übertragen aufbereitet werden. Die bidirektionale Breitband-Datenübertragungseinrichtung 2 der zentralen Stelle (ATU-C) ist dabei über die Filteranordnung 4 mit der Zweidrahtleitung 10 verbunden, über die die Daten gesendet bzw. empfangen werden. Die Begriffe Basisband- und Breitbandübertragung sind aber keineswegs auf ISDN und ADSL beschränkt, sondern umfassen im Rahmen der Erfindung alle in diesem Zusammenhang möglichen und bekannten Übertragungsarten.
Auf der Teilnehmerseite der Zweidrahtleitung 10 ist der Teilnehmer über eine weitere Filteranordnung 3 und ein weiteres ADSL-Übertragungssystem 15 einer teilnehmerseitigen bidirektionalen ADSL-Breitbanddatenübertragungseinrichtung (ATU-R) 1 angeschlossen. Sowohl Teilnehmer alsauch zentrale Stelle weisen im ADSL-Übertragungssystem 15 einen Sende- und Empfangsteil auf. Die Filterung durch die Filteranordnungen 3, 4 geschieht für eintreffende Signale, wobei die Filteranordnungen 3, 4 gemäß Fig.3 zusammen mit dem ADSL-Übertragungssystem 15 jeweils innerhalb der Breitbandübertragungseinrichtungen 1, 2 angeordnet sind. Nach der Umwandlung des auf der Teilnehmerseite eintreffenden Signals in ein digitales Signal wird ein dem gesendeten entsprechendes downstream- und Steuersignal ausgegeben.
Die Filteranordnungen 3, 4 trennen die niederfrequenten analogen Systemsignale oder digitalen Basisbandsignale von den hochfrequenten digitalen Übertragungssignalen. Dabei ist die Filteranordnung aus einer Kombination von zumindest einem Tiefpaß- und zumindest einem Hochpaßfilter 12, 1 1, wie in Fig. 2 gezeigt, aufgebaut, die in der Breitbandübertragungseinrichtung 1 , 2 integriert sind, was insbesondere bedeutet, daß Hoch- und Tiefpaßfilter 1 1, 12 im selben Gehäuse mit dem ADSL-Übertragungssystem 15 angeordnet sind. Bei Übertragungseinrichtungen gemäß dem Stand der Technik beträgt dabei die übliche obere Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 12 3400 Hz, bzw. 12kHz oder 16kHz, sodaß die niederfrequenten analogen Telephonsignale bzw. Modem- oder Telefaxsignale sowie die Signalisierung, z.B. Wählimpulse, Rufspannung, Gebührenimpulse oder Teilnehmerspeisung von den hochfrequenten ADSL-Signalen getrennt werden. Durch diese Filterung können jedoch Teilnehmer, die über Basisbanddienste, beispielsweise PCM2, PCM4 oder ISDN angeschlossen sind, nicht erreicht werden.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Durchlaßgrenze des Tiefpaßfilters 12 jeweils so gewählt ist, daß dessen Bandbreite für die Übertragung der Basisbandsignale ausreichend ist. Damit können sowohl Basisbandsignale und Breitbandsignale getrennt voneinander empfangen und weiterverarbeitet werden. Dabei sollte das Tiefpaßfilter 12 im Durchlaßbereich eine annähernd konstante Gruppenlaufzeit und einen optimierten Übergang vom Durchlaßbereich in den Sperrbereich sowie eine für die Funktion des Nachrichtenübertragungssystems erforderliche Mindestsperrdämpfung aufweisen, um eine möglichst gute Empfangsqualität bei geringer Beeinflussung der verschiedenen Frequenzbänder zu bewirken.
Eine Basisbandübertragung mit einem kodierten Signal zeigt ein charakteristisches Frequenzspektrum, welches in Fig. l dargestellt ist. Als Beispiel für die PCM-Übertragung eines Signals ist dort die spektrale Leistungsdichte eines 2B1Q kodierten Leitungssignals mit einer Bitrate von 160 kBit/s in Abhängigkeit der Frequenz f gezeigt, die mit einer |sinf/fj- ähnlichen Funktion abnimmt. Die eingezeichnete Frequenz fp ist dabei die für eine Informationswiedergewinnung erforderliche Abtastfrequenz.
Eine weitere Realisierung des erfindungsgemäßen Systems besteht nun darin, daß die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 12 größer als die halbe Abtastrate fp des Sendespektrums des mittels dem Basisbandverfahren übertragenen Basisbandsignals ist und daß das Tiefpaßfilter ausgangsseitig mit dem Empfangsteil einer Basisbandübertragungseinheit 50, 70 (Fig.3) bzw. 6, 7 (Fig.4) verbunden ist. Damit wird erreicht, daß die Basisbandinformation des ISDN oder PCM-Signals nicht mehr, wie in herkömmlichen ADSL-Systemen, unterbunden wird, sondern an den an den Tiefpaß 12 angeschlossenen Teilnehmer gelangt, wobei eine genügend hohe Empfangsqualität erreichbar ist. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 12 je nach den Qualitätsanforderungen auch anders gewählt werden, sodaß eine Basisbandübertragung neben der Breitbandübertragung ermöglicht wird.
In Fig.3 besteht die Basisbandübertragungseinheit aus einer ISDN-Einheit 50, die als ISDN- Netzwerkabschluß bezeichnet ist, welche mit ihrer U-Schnittstelle mit dem Ausgang des ADSL-Tiefpaßfilters 12 verbunden ist. Am Ausgang der ISDN-Einheit 50 ist die übliche S/T-Schnittstelle vorgesehen, über die der Teilnehmer die im Basisband übertragene Information vom ISDN- Vermittlungssystem 70 entgegennimmt bzw. Information an dieses aussendet. Dieses Ausführungsbeispiel ist auch so zu verstehen, daß alle denkbaren Übertragungsdienste, welche im Basisband übertragen, anstelle der ISDN-Einheiten 50, 70 gesetzt werden können. So können insbesondere PCM2 oder PCM4- Übertragungseinrichtungen entsprechend verwendet werden, um eine Mehrfachausnutzung des Basisbandes bei einer gleichzeitigen Übertragung von ADSL-Breitbanddatendiensten zu ermöglichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann etwa darin bestehen, daß das mit einer Bitrate von 160 kbit/s übertragene Signal des Basisbandes 2B1Q kodiert ist und dabei die Grenzfrequenz des ADSL-Tiefpaßfilters 12 ungefähr 75 kHz ist.
In Fig.4 ist eine Ausführungsformn der Erfindung für gewöhnliche Telephondienste (POTS) gezeigt, in der die Basisbandübertragungseinheit neben dem analogen Fernsprechteilnehmer 5 aus einem Gebührenimpulsempfänger 6 bzw. aus einem Gebührenimpulssender im analogen Vermittlungssystem 7 gebildet ist, die durch die Dimensionierung des ADLS- Tiefpaßfilters auch Gebührenimpulse empfangen bzw. aussenden können. Dabei ist die obere Grenzfrequenz des ADSL-Tiefpaßfilters vorzugsweise mit 12 oder 16 kHz festgelegt, sodaß die Gebührenimpulse übertragen und empfangen werden können.
Zur Verbesserung der Übertragungsqualität kann vorgesehen sein, daß die Grenzfrequenz des ADSL-Hochpaßfilters 11 größer als die das Basisband störenden ADSL-Frequenzanteile, vorzugsweise ungefähr 100kHz, ist. Es kann aber auch anstelle der zusätzlichen Filterung das ADSL-Sendesignal entsprechend so geformt werden, daß sich keine störende Beeinflussung des Basisbandes ergibt.
In dem in Fig.5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Tiefpaßfilter 12 als von der Breitband-Datenübertragungseinrichtung 1, 2 abgetrennter, selbständiger Bauteil ausgebildet. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist das Tiefpaßfilter 12 damit vom Hochpaßfilter 1 1 und von der Breitband-Datenübertragungseinrichtung 1, 2 getrennt, vorzugsweise im Bereich des Telephonteilnehmers oder allgemein eines Nachrichtenübertragungsteilnehmers angeordnet, der die Breitband- und Basisbanddienste in Anspruch nimmt. Dadurch ist es möglich, das Tiefpaßfilter 12 unabhängig von der Breitbandübertragungseinrichtung 1, 2 bei einem Teilnehmer zu installieren und die geeigneten Anschlüsse für den Datenabnehmer bereits vorzusehen. Wird später das Nachrichtenübertragungssystem mit einer solchen Breitbandübertragungseinrichtung nachgerüstet, werden keine neuen Zuleitungen zum Teilnehmer erforderlich. Bei Verwendung eines aktiven Tiefpaßfilters kann die Speisung über eine zusätzliche Speiseleitung oder über die Signalleitungen 16 der Breitband-Datenübertragungseinrichtung 1, 2 erfolgen. Dazu ist in der in Fig.5 gezeigten Anordnung eine Vorrichtung 20 zur Potentialtrennung vorgesehen, um die Ortsleitung von der Speisespannung für den Tiefpaßfilter 12 freizuhalten.
Eine weitere ähnliche Ausführungsform ist in Fig.8 dargestellt, in der die Vorrichtung 20 zur Potentialtrennung direkt zwischen den Signalleitungen 16 und dem Eingang des Tiefpasses 12 geschaltet ist.
Im Unterschied dazu besteht in der Variante gemäß Fig.7 keine Fernspeisung des Tiefpaßfilters 12 vom ADSL-Übertragungssystem und die Abzweigung für die Ortsleitung geschieht außerhalb der Breitband-Übertragungseinrichtung 1,2 und außerhalb des Tiefpaßfilters 12 an einer beliebigen Stelle zwischen diesen beiden Einrichtungen. Es ist jedoch auch eine Fernspeisung aus der Ortsleitung möglich, z.B. wie bei POTS- Gebührenempfängern oder ISDN-Remote Power Feeding für einen Netzwerkabschluß. Es kann aber auch, wie in Fig.6 dargestellt, das Hochpaß- und das Tiefpaßfilter 1 1 , 12 zusammen als getrennter Bauteil realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist es, das Tiefpaßfilter in einer Verteilerdose, vorzugsweise einer Unterputzverteilerdose, anzuordnen, da dadurch einerseits ein bestehendes Installationssystem etwa einer Telephonanlage genutzt und in einem solchen Fall auch etwa die durch eine solche Verteilerdose geführte Speiseleitung auf einfache Weise für die Versorgung eines aktiven Tiefpasses mitverwendet werden kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Nachrichtenübertragungssystem zur gleichzeitigen Übertragung von digitalen Basisbandsignalen, z.B. ISDN oder Pairgain-Signalen, wie z.B. PCM-2, PCM-4 oder analogen Signalen, z.B. POTS, und digitalen Breitbandsignalen, z.B. DMT, CAP o.a. über eine Zweidrahtleitung (10) zwischen einer zentralen Stelle (ATU-C) und einem Teilnehmer (ATU-R), wobei die Breitbandsignale über eine, insbesonders vom Teilnehmer räumlich getrennte, eine Filteranordnung (3, 4) umfassende Breitband-Datenübertragungseinrichtung (1, 2) sendbar bzw. empfangbar sind, welche Filteranordnung aus zumindest einem, vorzugsweise aktiven Hochpaßfilter (11) und zumindest einem, vorzugsweise aktiven Tiefpaßfilter (12) gebildet ist und eintreffende Breitbandsignale von niederfrequenten Signalen, z.B. Telefon-, Modem- oder Faxsignalen sowie der Signalisierung, z.B. Wählimpulse, Rufspannungen, Teilnehmerspeisungen trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßgrenze des Tiefpaßfilters (12) jeweils so gewählt ist, daß dessen Bandbreite für die Übertragung der Basisbandsignale ausreichend ist.
2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (12) im Durchlaßbereich eine annähernd konstante Gruppenlaufzeit und einen optimierten Übergang vom Durchlaßbereich in den Sperrbereich sowie eine für die Funktion des Nachrichtenübertragungssystems erforderliche Mindestsperrdämpfüng aufweist.
3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters (12) größer als die halbe Abtastrate fp des Sendespektrums des mittels dem Basisbandverfahren übertragenen Basisbandsignals ist, und daß das Tiefpaßfilter (12) ausgangsseitig mit dem Empfangsteil einer Basisbandübertragungseinheit (6, 7; 50, 70) verbunden ist.
4. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisbandsignal ein 2B1Q kodiertes Signal mit einer Bitrate von 160 kBit ist und die Grenzfrequenz ungefähr 75 kHz beträgt.
5. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters (1 1) größer als die das Basisband störenden Breitbandfrequenzanteile, vorzugsweise ungefähr 100kHz, ist.
6. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbandübertragungseinheit eine ISDN-Einheit (50, 70) ist.
7. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbandübertragungseinheit ein Gebührenimpulssender bzw. - empfänger (7, 6) ist, und daß die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters (12) größer als 12 oder 16 kHz ist.
8. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zumindest das Tiefpaßfilter (12) als von der Breitband- Datenübertragungseinrichtung (1, 2) abgetrennter, selbständiger Bauteil ausgebildet ist.
9. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (12) im Bereich des Teilnehmers angeordnet ist.
10. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Tiefpaßfilter (12) über die Signalleitungen (16) der Datenübertragungseinrichtung gespeist ist.
11. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (12) in einer Verteilerdose, vorzugsweise einer Unterputzverteilerdose, angeordnet ist.
12. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Tiefpaßfilter (12) über die Ortsleitung gespeist ist.
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