Beschreibung
Splitter-Schaltungsanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Trennen von in unterschiedlichen Frequenzbändern über eine Übertragungsstrecke übertragenen Signalen bzw. zum Zusammenfassen von über eine Übertragungsstrecke in unterschiedlichen Frequenzbändern zu sendenden Signalen, welche üblicherweise auch als Splitter bezeichnet wird.
Splitter werden beispielsweise im Zusammenhang mit Telefonleitungen verwendet, über welche neben dem üblichen Sprachkanal oder ISDN-Signal („Integrated Services Digital Network") auch ein hochratiges Digitalsignal, wie z.B. ein ADSL- oder VDSL-Signal („Asymmetrie Digital Subscriber Line" bzw. „Very High Bit Rate Digital Subscriber Line") übertragen wird. Der Splitter hat dabei die Aufgabe, die beiden in verschiedenen Frequenzbändern zu sendenden Signale senderseitig für die gemeinsame Übertragung über die Telefonleitung zusammenzufassen und empfangsseitig wieder zu trennen, wobei insbesondere über die Telefonleitung in beide Richtungen gleichzeitig gesendet wird.
In Figur 3 ist beispielhaft der Einsatz eines Splitters in einem ISDN/ADS -ÜbertragungsSystem dargestellt. Dabei sind in Figur 3 zwei Teilnehmer dargestellt, welche über bidirektionale Telefonleitungen 18 mit einer Vermittlungsstelle 20 kommunizieren. Es wird davon ausgegangen, dass der obere Teilnehmer lediglich einen ISDN- Anschluss besitzt, dem somit ein ISDN-Sender 1 und ein ISDN- Empfänger 11 zugeordnet ist. Der obere Teilnehmer kann somit ein entsprechendes ISDN-Anschlussgerät direkt an die Telefonleitung 18 anschließen, welche mit dem entsprechenden ISDN-Anschluss der Vermittlungsstelle 20 verbunden ist. Auch dem ISDN-Anschluss der Vermittlungsstelle 20 ist ein ISDN-
Sender 1 und ein ISDN-Empfänger 11 zugeordnet. Der untere Teilnehmer besitzt hingegen sowohl einen ISDN-Anschluss mit einem ISDN-Sender 1 und einem ISDN-Empfänger 11 als auch einen ADSL-Anschluss mit einem ADSL-Sender 2 und einem ADSL- Empfänger 12. Um das ISDN-Signal und das ADSL-Signal für eine gemeinsame Übertragung über die Telefonleitung 18 sendeseitig zusammenfassen und empfangsseitig wieder trennen zu können, ist sowohl bei dem Teilnehmer als auch bei der Vermittlungsstelle 20 der Einsatz eines Splitters 19 notwendig.
In Figur 4 sind schematisch Frequenzbänder dargestellt, wie sie sich in einem ISDN/ADSL-Übertragungssystem der in Figur 3 gezeigten Art ergeben. Mit A ist das Frequenzband des ISDN- Signals bezeichnet. Für das ADSL-Übertragungssystem werden nichtüberlappende Frequenzbänder angenommen, d.h. dass Frequenzband B in „Upstream"-Übertragungsrichtung (von dem Teilnehmer zu der Vermittlungsstelle) und das Frequenzband C in „Downstream"-Übertragungsrichtung (von der Vermittlungsstelle zu dem Teilnehmer) überlappen sich nicht. Die Frequenzspektren der ISDN-Signale liegen hingegen für „Upstream"- und „Downstream"-Übertragungsrichtung im gleichen Frequenzband A.
In Figur 5 ist beispielhaft ein Splitter 19 gemäß dem Stand der Technik in einem Übertragungssystem mit einer Zweidrahtleitung 18, bei der in beide Richtungen, d.h. bidirektional, übertragen wird, dargestellt. Die Trennung von Hin- und Rückkanal erfolgt mit Hilfe von Hybrid-Schaltungen 5, 6, welche auch als Zweidraht/Vierdraht- bzw.
Vierdraht/Zweidraht-Umsetzung bezeichnet werden. Die Hybrid- Schaltungen 5, 6 sind mittels Übertrager 16, 17 mit dem Splitter 19 gekoppelt, wobei die Hybrid-Schaltung 5 einem ISDN-Anschluss mit einem ISDN-Sender 1 und einem ISDN- Empfänger 11 zugeordnet ist, während die Hybrid-Schaltung 6 einem ADSL-Anschluss mit einem ADSL-Sender 2 und einem ADSL- Empfänger 12 zugeordnet ist.
Die über die bidirektionale Übertragungsleitung 18 von dem Splitter 19 in unterschiedlichen Frequenzbändern empfangenen ISDN- und ADSL-Signale werden voneinander getrennt, wobei das ISDN-Signal über die Hybrid-Schaltung 5 dem ISDN-Empfänger 11 zugeführt wird. Das ADSL-Signal wird über die Hybrid- Schaltung 6 dem ADSL-Empfänger 12 zugeführt. Umgekehrt dient der Splitter 19 dazu, die von dem ISDN-Sender 1 über die Hybrid-Schaltung 5 bzw. von dem ADSL-Sender 2 über die Hybrid-Schaltung 6 zugeführten Signale zusammenzufassen und gemeinsam in den unterschiedlichen Frequenzbändern über die Übertragungsleitung 18 an eine entsprechende
Empfangsanordnung zu übertragen, welche beispielsweise analog zu der in Figur 5 gezeigten Schaltungsanordnung aufgebaut sein kann.
Zum Zusammenfassen bzw. Trennen der ISDN- und ADSL-Signale umfasst der Splitter 19 üblicherweise geeignete Hochpass- und Tiefpassstrukturen. Bei dem in Figur 5 gezeigten Beispiel stellt der Splitter 19 insbesondere eine reine passive Schaltungsanordnung in Form eines Dreitors dar, welches derart dimensioniert sein muss, dass einerseits die verschiedenen Systeme nicht gegenseitig gestört und andererseits die Impedanzverhältnisse nicht zu stark verändert werden. Dies stellt einen relativ großen Aufwand dar, da wegen der in der Regel nahe beieinanderliegenden Frequenzbänder Filter mit steilen Dämpfungsflanken erforderlich sind und für die Realisierung nur rein passive Bauelemente (Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten) eingesetzt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Trennen von in unterschiedlichen Frequenzbändern über eine Übertragungsstrecke übertragenen Signalen und/oder zum Zusammenfassen von über eine
Übertragungsstrecke in unterschiedlichen Frequenzbändern zu sendenden Signalen, d.h. eine Splitter-Schaltungsanordnung,
vorzuschlagen, bei der die zuvor beschriebene rein passive Filtertechnik durch eine Anordnung ersetzt ist, die eine teilweise digitale oder aktive integrierte Lösung erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 9 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß wird die für die Signaltrennung erforderliche Schaltungsanordnung nicht in Form eines Dreitors am Ende der jeweiligen Übertragungsstrecke konzentriert vorgesehen, sondern auf verschiedene Teilsysteme aufgeteilt. Zur groben Signal- und Impedanztrennung ist ein mit der jeweiligen Übertragungsstrecke gekoppelter rein passiver
Schaltungsabschnitt vorgesehen. Zur endgültigen Signaltrennung sind weitere Filter vorgesehen, welche zwischen dem jeweiligen Empfänger und den zuvor beschriebenen rein passiven Schaltungsabschnitt vorgesehen sind und das jeweils gewünschte Signal exakt herausfiltern.
Im Falle einer bidirektionalen Signalübertragung sind diese Filter jeweils zwischen dem entsprechenden Empfänger und der entsprechenden Hybrid-Schaltung angeordnet, was den Vorteil hat, dass bei diesen Filtern der Signalfluss nur in eine
Richtung erfolgt, so dass ein aktiver Filter oder auch ein digitaler Filter eingesetzt werden können.
Zuvor wurde die Erfindung kurz für den Fall der Signaltrennung von in unterschiedlichen Frequenzbändern übertragenen Signalen beschrieben, um diese entsprechenden Empfängern, welche beispielsweise einem Teilnehmer des jeweiligen Übertragungssystems zugeordnet sein können, zuzuführen. Selbstverständlich kann die zuvor beschriebene Schaltungsanordnung auch für die umgekehrte
Übertragungsrichtung, d.h. zum Zusammenfassen von in unterschiedlichen Frequenzbändern über eine
Übertragungsstrecke gemeinsam zu übertragenden Signalen, eingesetzt werden. Dabei werden die zuvor erläuterten separaten Filter vorzugsweise in dem jeweiligen Sendepfad vor einem in der Regel stets vorhandenen Sendeverstärker eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass bei einer aktiven Filterrealisierung die Filter im jeweiligen Sendeteil hochohmig dimensioniert werden können und somit den Leistungsverbrauch reduzieren. Die Filter im Empfangspfad können ohnehin hochohmig dimensioniert sein, da die jeweilige Hybrid-Schaltung eine Entkopplung vornimmt.
Da bei der erfindungsgemäßen Splitter-Schaltungsanordnung die von dem rein passiv ausgestalteten Schaltungsabschnitt separat vorgesehenen Filter hochohmig und aktiv oder aber auch rein digital in Verbindung mit entsprechenden
Digital/Analog- bzw. Analog/Digital-Umsetzern realisiert werden können, ist eine Lösung mit Hilfe einer integrierten Schaltung möglich. Darüber hinaus können bei einer digitalen Lösung die meistens ohnehin vorhandenen Ausgangs- bzw. Eingangsfilter modifiziert und entsprechend angepasst werden, so dass sich eine erhebliche Reduktion des gesamten Realisierungsaufwands ergibt.
Die vorliegende Erfindung eignet sich bevorzugt zum Zusammenfassen und/oder Trennen von in unterschiedlichen
Frequenzbändern zu übertragenden bzw. in unterschiedlichen Frequenzbändern übertragenen Sprach- und Digitalsignalen, wie z.B. ISDN- und ADSL-/VDSL-Signalen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann allgemein in allen Übertragungssystemen eingesetzt werden, wo zwei oder mehr Signale in unterschiedlichen Frequenzbändern gemeinsam über eine Übertragungsstrecke übertragen werden sollen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert.
Figur 1 zeigt eine Splitter-Schaltungsanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 zeigt eine Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Splitter-Schaltungsanordnung,
Figur 3 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Einsatzes von Splitter-Schaltungsanordnungen in einem ISDN/ADSL- Übertragungssystem,
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Frequenzbereiche bei einem ISDN/ADSL-Übertragungssystem, und
Figur 5 zeigt eine Splitter-Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik.
Die in Figur 1 gezeigte Splitter-Schaltungsanordnung 19 soll nachfolgend für den Fall eines ISDN/ADSL-Übertragungssystems erläutert werden.
Die Splitter-Schaltungsanordnung 19 umfasst einen ausschließlich aus passiven Schaltungskomponenten aufgebauten Schaltungsabschnitt 13, welcher mit einer (bidirektionalen) Zweidraht-Übertragungsleitung 18 gekoppelt ist. Über diese Übertragungsleitung 18 werden ISDN- und ADSL-Signale gemeinsam in unterschiedlichen Frequenzbändern übertragen (vgl. die Darstellung von Figur 4) .
Der Schaltungsabschnitt 13 dient zur groben Signal- und Impedanztrennung und kann daher auch als vereinfachter Splitter bezeichnet werden. Zur groben Ausfilterung eines über die Übertragungsleitung 18 übertragenen ISDN-Signals sind Induktivitäten 14 vorgesehen, während zur Ausfilterung eines ADSL-Signals Kapazitäten 15 vorhanden sind. Wie bei dem in Figur 5 gezeigten Beispiel wird das grob ausgefilterte bzw. grob abgetrennte ISDN-Signal über einen Übertrager 16
und eine Hybrid-Schaltung 5 einem ISDN-Empf nger 11 eines Teilnehmer- ISDN-Anschlusses zugeführt. Auf analoge Art und Weise wird das grob abgetrennte ADSL-Signal über einen Übertrager 17 und eine Hybrid-Schaltung 6 einem ADSL- Empfänger 12 eines Teilnehmer-ADSL-Anschlusses zugeführt.
In den Empfangspfaden sind zur endgültigen bzw. feinen oder exakten Signaltrennung oder Signalfilterung Filter 9, 10 vorgesehen, welche zwischen der jeweiligen Hybrid-Schaltung 5, 6 und dem jeweiligen Empfänger 11, 12 angeordnet sind.
Dies hat den Vorteil, dass der Signalfluss durch die Filter 9, 10 nur in eine Richtung erfolgt, so dass als Filter 9, 10 rein aktive Filter oder digitale Filter eingesetzt werden können. Bei dem zuvor erwähnten Beispiel eines ISDN- Empfängers 11 und eines ADSL-Empfängers 12 mit der in Figur 4 gezeigten und zuvor beschriebenen Lage der entsprechenden Frequenzbänder handelt es sich bei dem Filter 9 insbesondere um einen Tiefpass und bei dem Filter 10 um einen Hochpass.
Zum gemeinsamen Übertragen der in unterschiedlichen
Frequenzbändern vorliegenden ISDN- und ADSL-Signale sind entsprechend auch in den Sendepfaden des ISDN-Anschlusses und des ADSL-Anschlusses Filter 3 bzw. 4 vorgesehen, wobei es sich bei dem Filter 3 analog zu dem Filter 9 um einen Tiefpass und bei dem Filter 4 analog zu dem Filter 10 um einen Hochpass handelt. Ein von einem ISDN-Sender 1 des ISDN- Anschlusses erzeugtes ISDN-Signal wird über das Filter 3 der Hybrid-Schaltung 5 zugeführt und über den Übertrager 16 sowie den rein passiv aufgebauten Schaltungsabschnitt 13 in die Übertragungsleitung 18 eingekoppelt. Umgekehrt wird ein von einem ADSL-Empfänger 2 des ADSL-Anschlusses erzeugtes ADSL- Signal über das Filter 4 der Hybrid-Schaltung 6 zugeführt und über den Übertrager 17 und den rein passiv aufgebauten Schaltungsabschnitt 13 in die Übertragungsleitung 18 eingekoppelt, um zusammen mit dem ISDN-Signal an eine entsprechende Empfangsanordnung übertragen zu werden. In dem Schaltungsabschnitt 13 erfolgt dabei die Einkopplung des
ISDN-Signals in die Übertragungsleitung 18 über die bereits zuvor erläuterten Induktivitäten 14, während das ADSL-Signal über die Kapazitäten 15 eingekoppelt wird. Die Hybrid- Schaltungen 5, 6 dienen jeweils zur Vierdraht/Zweidraht- Umsetzung bzw. Zweidraht/Vierdraht-Umsetzung zwischen dem Vierdraht- ISDN- bzw. Vierdraht-ADSL-Anschluss und der Zweidraht-Übertragungsleitung 18.
In den Signalpfaden des ISDN-Anschlusses und des ADSL- Anschlusses ist üblicherweise jeweils ein Sendeverstärker 7 bzw. 8 vorgesehen. Vorteilhafterweise erfolgt dabei die von den Filtern 3, 4 realisierte Filterung im Sendepfad vor dem jeweiligen Sendeverstärker 7, 8, was den Vorteil hat, dass bei einer aktiven Filterrealisierung die Filter 3 , 4 im Sendeteil hochohmig dimensioniert werden können und somit den Leistungsverbrauch reduzieren. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 dargestellt .
Die Filter 9, 10 im jeweiligen Empfangspfad können ohnehin hochohmig dimensioniert werden, da die entsprechende Hybrid- Schaltung 5, 6 eine Entkopplung vornimmt.