WO2000010308A2 - Verfahren zur optimierung der übertragungseigenschaften und der verlustleistung eines in eine teilnehmeranschlussschaltung zum anschluss einer teilnehmeranschlussleitung integrierten hochvoltteils - Google Patents

Verfahren zur optimierung der übertragungseigenschaften und der verlustleistung eines in eine teilnehmeranschlussschaltung zum anschluss einer teilnehmeranschlussleitung integrierten hochvoltteils Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing the transmission properties and the power loss of a high-voltage part integrated in a subscriber line within a digital telephone exchange according to the preamble of patent claim 1.
  • a high-voltage part integrated in a subscriber line circuit for connecting a subscriber line in the form of a two-wire copper line is affected, on which in addition to telephone signals lying within a frequency band intended for voice, for example caused by voice, fax or modem applications, also data signals e.g. are transmitted for multimedia services whose frequency band lies above the frequency band intended for speech.
  • data signals coming from the subscriber line circuit are transmitted at a high rate (for example 1.5 Mbit / s, 2 Mbit / s or 6 Mbit / s) within a broadband transmission channel, whereas in the direction of the subscriber line circuit such data signals are generally transmitted at a low data rate .
  • Such an increase in the bandwidth of such subscriber lines in the form of a two-wire copper line is made possible by the so-called XDSL technology (Digital Subscriber Line), a novel transmission method for high-speed data transmission over the usual two-wire copper lines of a telephone network.
  • XDSL technology Digital Subscriber Line
  • the latter occupy a frequency band that lies above the frequency intended for speech. frequency band, the frequency band available for XDSL data transmission extending, for example, up to 552 kHz or 1.1 MHz.
  • XDSL For the XDSL process, there are devices on the exchange side in a subscriber line circuit for separating and merging telephone signals and data signals, as well as devices for a modulation process used in this connection (e.g. DMT, CAP, QAM).
  • a high-voltage part is also integrated, in the direction of the subscriber line circuit in addition to the conventional telephone signals already mentioned, the data signals which are above the frequency band intended for speech are amplified with XDSL technology and are fed into the subscriber line.
  • the telephone signals and the data signals which are transmissible with XDSL technology above the frequency band intended for speech are measured for the purpose of a subsequent A / D change.
  • the analog data signals lying within this high frequency band have strong non-linear distortions in their oscillation curve profile through the zero point, which primarily affect the bandwidth and further processing e.g. m form A / D conversion and decoding of the data signals.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type specified in the preamble of claim 1. to design in such a way that the data signals lying above the frequency band intended for speech are transmitted in such a high-voltage part as free of distortion and with as high a bandwidth as possible, and at the same time the power loss of the high-voltage part is optimized.
  • an optimization of the transmission properties of such a high-voltage part is achieved in that current sources integrated in the high-voltage part supply the components present in the high-voltage part with current for amplifying or measuring telephone or data signals, at the latest when such data signals arrive in the high-voltage part at such current values be set so that the data signals within the high-voltage part are largely transmitted without distortion with high bandwidth.
  • the current values to be set are above the current values when only telephone signals lying within the frequency band intended for speech are transmitted.
  • the high-voltage part is thus put into an ideal state for XDSL data transmission without additional hardware expenditure, in which the occurrence of distortions in the zero point of the oscillation curve profile of such data signals is avoided and the bandwidth is increased and the power loss of the High voltage is partly optimal.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that when neither data signals nor telephone signals are transmitted in the high-voltage part, such current sources only supply the components present in the high-voltage part with the current required for their idle operation. This will volt part set power loss in a so-called resting state with minimal Ver ⁇ .
  • the figure shows a high-voltage part HV integrated in a subscriber line circuit for connecting a subscriber line TL with a downstream A / D conversion unit C including its control unit ST.
  • a subscriber line TL in the form of a two-wire copper line a, b opens into the high-voltage part.
  • the high-voltage section there is a connection from wire a of the copper line and wire b of the copper line to a current
  • the A / D conversion unit has the function of converting the analog telephone or data signals coming from the high-voltage part into digital telephone or data signals and these telephone or data signals each separately on an outgoing line provided for telephone signals and one for data signals the outgoing line.
  • a control unit ST is integrated into the A / D conversion unit, from which lines for control signals branch off, which on the one hand lead away from the A / D conversion unit and on the other hand lead to control logic STL integrated into the high-voltage part.
  • the control logic is connected to inte in the high-voltage section ⁇ grated current sources, which are indicated in the figure with SQ, and makes an adjustment of the power sources.
  • One line each leads from the current sources to one of the amplifiers V and one line to the current / voltage sensor S, via which the current sources supply the amplifiers and the current / voltage sensor with current.
  • a so-called wake-up signal (wake-up signal) is emitted from the outside in the direction of the high-voltage part, which leads into the high-voltage part via the wires a, b reached.
  • the A / D-Wandlungsemheit forwarded, m which the control unit ⁇ the wake-up signal to be registered and reports this to the control logic.
  • the current sources are set by the control logic to the ideal current values and operating points for the forthcoming XDSL data transmission. In this way, the high-voltage part can be put into the ideal operating state for the XDSL data transmission with optimum power dissipation even before the start of the XDSL data transmission.
  • the control unit m of the A / D conversion unit monitors the incoming lines for data signals for incoming digital data signals or possibly a wake-up signal. The arrival of such data signals or the wake-up signal is reported to the control logic, which in turn sets the current sources to the current values and operating points ideal for XDSL data transmission, with which the high-voltage part m represents the ideal operating state for XDSL data transmission with optimum power loss is transferred.
  • the current values of the current sources which are higher than the current values when only telephone signals are transmitted, have an effect on the non-imperfections and the bandwidth of the amplifiers. As a result, the distortions m arising in the data signals due to amplification can be avoided and the bandwidth can be increased
  • the control unit When the XDSL data transmission has ended, ie when data signals are neither from the high-voltage part nor via the lines for data signals arriving in the A / D conversion unit, this fact is registered by the control unit and a message is passed on to the control logic.
  • the control logic resets the current values of the current source accordingly.
  • the setting of the current values depends on whether telephone signals are still being transmitted or not. In the event that only telephone signals are transmitted, the current values are set so that the high-voltage part is set to a state suitable for pure telephone signal transmission. If no telephone or data signals are transmitted at all, the high-voltage part goes into idle mode with minimal power loss by setting the current values required for the idle state of the structural units present in the high-voltage part.

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Abstract

Bei einer XDSL-Datenübertragung in einem in eine Teilnehmeranschlussschaltung integrierten Hochvoltteil (HV) werden die in den Hochvoltteil integrierte Stromquellen (SQ), die die im Hochvoltteil vorhandenen Baueinheiten zur Verstärkung (V) oder Messung (S) von Telefonsignalen und/oder von oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Datensignale mit Strom versorgen, spätestens beim Eintreffen solcher Datensignale in den Hochvoltteil auf Stromwerte eingestellt, die gegenüber den Stromwerten bei ausschliesslicher Übertragung von innerhalb des für Sprache vorgesehenen Sprachbandes liegenden Telefonsignalen derart nach oben abweichen, dass die Datensignale innerhalb des Hochvoltteils weitgehend ohne Verzerrungen mit hoher Bandbreite übertragen werden und die Verlustleistung des Hochvoltteils optimiert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Optimierung der Übertragungseigenschaften und der Verlustleistung eines in eine Teilnehmeranschlußschaltung zum Anschluß einer Teilnehmeranschlußleitung integrierten Hochvoltteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Übertragungseigenschaften und der Verlustleistung eines in eine Teilnehmeranschlußleitung integrierten Hochvoltteils innerhalb einer digitalen Fernsprechvermittlungsstelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Demnach ist ein in eine Teilnehmeranschlußschaltung inte- grierter Hochvoltteil zum Anschluß einer Teilnehmeranschlußleitung in Form einer zweiadrigen Kupferleitung betroffen, auf der neben innerhalb eines für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Telefonsignalen, beispielsweise durch Sprache, Telefax oder Modemanwendungen hervorgerufen, auch Datensignale z.B. für Multimedia-Dienste übertragen werden, deren Frequenzband oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegt. Dabei werden solche von der Teilnehmeranschlußschaltung herkommenden Datensignale hochratig (z.B. 1,5 Mbit/s, 2 Mbit/s oder 6 Mbit/s) innerhalb eines breitbandigen Übertragungskanals übertragen, wohingegen in Richtung zu der Teilnehmeranschlußschaltung solche Datensignale in der Regel mit niedriger Datenrate übertragen werden.
Eine derartige Erhöhung der Bandbreite von solchen Teilnehme- ranschlußleitungen in Form einer zweiadrigen Kupferleitungen wird durch die sogenannte XDSL-Technik (Digital Subscriber Line) , einem neuartigen Übertragungsverfahren für Hochge- schwindigkeitsdatenübertragung über die gewöhnliche zweiadrigen Kupferleitungen eines Telefonnetzes, ermöglicht. Um eine gegenseitige Beeinflussung von analogen Telefonsignalen und den XDSL-Datensignalen zu verhindern, belegen letztere ein Frequenzband, das oberhalb des für Sprache vorgesehenen Fre- quenzbandes liegt, wobei das für die XDSL-Datenubertragung zur Verfugung stehende Frequenzband z.B. bis zu 552 kHz oder 1, 1 MHz reicht.
Im Zusammenhang mit der Einrichtung von Internetzugangen für Teilnehmerendemrichtungen von Teilnehmern des herkömmlichen Telefonnetzes gewinnt die XDSL-Technik derzeit zunehmend an Bedeutung.
Für das XDSL-Verfahren sind vermittlungsseitig m einer Teilnehmeranschlußschaltung Einrichtungen zum Trennen und Zusammenfuhren von Telefonsignalen und Datensignalen sowie Einrichtungen für ein m diesem Zusammenhang angewendetes Modulationsverfahren (z.B. DMT, CAP, QAM) vorhanden.
In einer solchen Teilnehmeranschlußschaltung ist desweiteren ein Hochvoltteil integriert, m dem m Richtung zu der Teilnehmeranschlußschaltung neben den bereits erwähnten herkömmlichen Telefonsignalen auch die m einem oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden hochratig mit XDSL-Technik übertragbare Datensignale verstärkt und auf die Teilnehmeranschlußleitung eingespeist werden. In der Gegenrichtung werden die Telefonsignale und die m einem oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden mit XDSL-Technik übertragbaren Datensignale zum Zwecke einer anschließenden A/D- andlung gemessen.
Bei einer XDSL-Datenubertragung innerhalb eines solchen Hochvoltteils weisen die innerhalb dieses hohen Frequenzbandes liegenden analogen Datensignale starke nichtlmeare Verzerrungen m ihrem Schwingungskurvenverlauf durch den Nullpunkt auf, die sich vor allem nachteilig auf die Bandbreite und eine Weiterverarbeitung z.B. m Form einer A/D-Wandlung und De- kodierung der Datensignale auswirken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art da- hingehend auszugestalten, daß die oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Datensignale in einem solchen Hochvoltteil möglichst verzerrungsfrei und mit möglichst hoher Bandbreite übertragen werden, und zugleich die Verlustleistung des Hochvoltteils optimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Unteranspruch gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine Optimierung der Übertragungseigenschaften eines solchen Hochvoltteils dadurch erreicht, daß in den Hochvoltteil integrierte Stromquellen die im Hochvoltteil vorhandenen Baueinheiten zur Verstärkung oder Messung von Te- lefon- bzw. Datensignalen mit Strom versorgen, spätestens beim Eintreffen solcher Datensignale in den Hochvoltteil auf derartige Stromwerte eingestellt werden, daß die Datensignale innerhalb des Hochvoltteils weitgehend ohne Verzerrungen mit hoher Bandbreite übertragen werden. Dabei liegen die einzu- stellenden Stromwerte oberhalb der Stromwerte bei ausschließlicher Übertragung von innerhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Telefonsignalen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Hochvolt- teil also ohne zusätzliche Hardware-Aufwendungen in einen für eine XDSL-Datenubertragung idealen Zustand versetzt, in dem das Auftreten von Verzerrungen im Nullpunkt des Schwingungskurvenverlaufs von solchen Datensignalen vermieden sowie die Bandbreite erhöht wird und die Verlustleistung des Hochvolt- teils optimal ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß dann, wenn im Hochvoltteil weder Datensignale noch Telefonsignale übertragen werden, solche Stromquellen die im Hochvolt- teil vorhandenen Baueinheiten jeweils nur mit für ihren Ruhebetrieb notwendigen Strom versorgen. Dadurch wird der Hoch- voltteil in einen sogenannten Ruhezustand mit minimaler Ver¬ lustleistung gesetzt.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen in eine Teilnehmeranschlußschaltung zum Anschluß einer Teilnehmeranschlußleitung TL integrierten Hochvoltteil HV mit einer nachgeschalteten A/D-Wandlungs- einheit C inklusiv ihrer Steuereinheit ST.
In den Hochvoltteil mündet eine Teilnehmeranschlußleitung TL in Form einer zweiadrigen Kupferleitung a,b. Im Hochvoltteil laufen von der Ader a der Kupferleitung und von der Ader b der Kupferleitung jeweils eine Verbindung zu einem Strom-
/Spannungssensor S. Von dort werden die beiden Verbindungen zu der A/D-Wandlungseinheit C weitergeführt.
In der Gegenrichtung führen zwei Verbindungen von der A/D- Wandlungseinheit jeweils in im Hochvoltteil liegende Baueinheiten mit Vestärkungsfunktion. Diese Baueinheiten mit Verstärkungsfunktion sind in der Figur durch die Verstärker V mit jeweils parallel bzw. in Reihe geschalteten Widerständen W angedeutet. Der Weg der vorstehend erwähnten Verbindungen endet schließlich in den Adern a,b am Ausgang des Hochvoltteils .
Die A/D-Wandlungseinheit hat die Funktion, die vom Hochvoltteil herkommenden analogen Telefon- bzw. Datensignale in di- gitale Telefon- bzw. Datensignale umzuwandeln und diese Telefon- bzw. Datensignale jeweils getrennt auf einer für Telefonsignale vorgesehenen abgehenden Leitung und einer für Datensignale vorgehenen abgehenden Leitung abzuführen.
In umgekehrter Richtung treffen in die A/D-Wandlungseinheit über jeweils eigene Leitungen digitale Telefonsignale bzw. Datensignale ein, die in analoge Telefon- bzw. Datensignale umgewandelt und in Richtung zu den Verstärkern übertragen werden. In die A/D-Wandlungseinheit ist eine Steuereinheit ST integriert, von der Leitungen für Steuersignale abgehen, die einerseits von der A/D-Wandlungseinheit wegführen und ande- rerseits in eine in den Hochvoltteil integrierte Steuerlogik STL münden. Die Steuerlogik ist mit in den Hochvoltteil inte¬ grierten Stromquellen, die in der Figur mit SQ angedeutet sind, verbunden und nimmt eine Einstellung der Stromquellen vor. Von den Stromquellen führen je eine Leitung zu j e einen der Verstärker V und eine Leitung zum Strom-/Spannungssensor S, über die die Stromquellen die Verstärker und den Strom- /Spannungssensor mit Strom versorgen.
Bei einer XDSL-Datenübertragung treffen Datensignale von den Adern a,b in den Strom-/Spannungssensor S ein, in dem deren Strom- und Spannungsamplitudenwerte bestimmt werden. Von dort gelangen die Datensignale in die A/D-Wandlungseinheit C, die die A/D-Wandlung der analogen Datensignale vornimmt und die aus der A/D-Wandlung erhaltenen digitalen Datensignale auf die ausgehenden Leitungen für Datensignale absetzt. Die in die A/D-Wandlungseinheit integrierte Steuereinheit registriert die eingetroffenen Datensignale in der A/D- Wandlungseinheit und meldet dies der Steuerlogik des Hochvoltteils. Die Steuerlogik stellt daraufhin die Stromquellen auf die für die XDSL-Datenübertragung idealen Stromwerte und Arbeitspunkte ein, die oberhalb der Stromwerte bei ausschließlicher Übertragung von Telefonsignalen liegt. Dadurch, daß der Strom-/Spannungssensor mit einem höheren Stromwert von den Spannungsquellen versorgt wird, ändert sich die Über- tragungsfunktion im Strom-/Spannungssensor, wodurch nahezu keine nichtlineare Verzerrungen in den Datensignalen auftreten können.
Alternativ dazu ist es möglich, daß bevor die XDSL- Datensignale übertragen werden, von außen ein sogenanntes Wa- ke-Up-Signal (Weckruf-Signal) in Richtung des Hochvoltteils abgesetzt wird, das über die Adern a,b in den Hochvoltteil gelangt. Von dem Hochvoltteil aus wird das Wake-Up-Signal m die A/D-Wandlungsemheit weitergeleitet, m der die Steuer¬ einheit das Wake-Up-Signal registriert und dies der Steuerlogik meldet. Entsprechend werden die Stromquellen durch die Steuerlogik auf die für die noch bevorstehende XDSL- Datenubertragung idealen Stromwerte und Arbeitspunkte eingestellt. Auf diese Weise kann der Hochvoltteil noch vor Beginn der XDSL-Datenubertragung in den für die XDSL-Datenubertragung idealen Betriebszustand mit optimaler Verlustleistung versetzt werden.
In der Gegenrichtung treffen digitale Telefon- bzw. Datensignale über ihre Leitungen m die A/D-Wandlungsemheit ein. Dort erfolgt die D/A-Wandlung der Telefon- bzw. Datensignale. Die erhaltenen analogen Telefon- bzw. Datensignale werden m Richtung zum Hochvoltteil abgesetzt. Im Hochvoltteil werden die Telefon- bzw. Datensignale durch die Verstarker verstärkt und auf die Adern a,b eingespeist.
Bevor eine XDSL-Datenubertragung eingeleitet wird, berwacht die Steuereinheit m der A/D-Wandlungsemheit die eingehenden Leitungen für Datensignale auf eintreffende digitale Datensignale oder gegebenenfalls eines Wake-Up-Signals . Das Eintreffen solcher Datensignale oder des Wake-Up-Signals wird der Steuerlogik gemeldet, die wiederum die Stromquellen auf die für die XDSL-Datenubertragung idealen Stromwerte und Ar- beitspunkte einstellt, womit der Hochvoltteil m den für die XDSL-Datenubertragung idealen Betriebszustand mit optimaler Verlustleistung versetzt wird. Die gegenüber den Stromwerten bei ausschließlicher Übertragung von Telefonsignalen erhöhten Stromwerte der Stromquellen wirken sich auf die Nichtlmeari- taten und die Bandbreite der Verstarker aus. Dadurch können die durch Verstärkung entstehenden Verzerrungen m den Datensignalen vermieden und die Bandbreite erhöht werden
Wenn die XDSL-Datenubertragung beendet ist, d.h. wenn Datensignale weder vom Hochvoltteil her noch über die Leitungen für Datensignale in die A/D-Wandlungseinheit eintreffen, wird dieser Umstand von der Steuereinheit registriert und eine Meldung an die Steuerlogik weitergegeben. Die Steuerlogik setzt die Stromwerte der Stromquelle entsprechend zurück. Die Einstellung der Stromwerte hängt davon ab, ob noch Telefonsignale übertragen werden oder nicht. Für den Fall, daß nur Telefonsignale übertragen werden, werden die Stromwerte so eingestellt, daß der Hochvoltteil in einen für reine Telefonsignalübertragung geeigneten Zustand gesetzt wird. Wenn über- haupt keine Telefon- bzw. Datensignale übertragen werden, geht der Hochvoltteil durch Einstellung von für den Ruhezustand der im Hochvoltteil vorhandenen Baueinheiten notwendigen Stromwerte in einen Ruhebetrieb mit minimaler Verlustleistung über.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Optimierung der Ubertragungseigenschaften und der Verlustleistung eines in eine Teilnehmeranschluß- Schaltung zum Anschluß einer Teilnehmeranschlußleitung (TL) integrierten Hochvoltteils (HV) innerhalb einer digitalen Fernsprechvermittlungsstelle, wobei im Hochvoltteil m Richtung zu der Teilnehmeranschlußleitung neben innerhalb eines für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Telefonsi- gnalen auch m einem oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegende hochratig übertragbare Datensignale verstärkt und auf die Teilnehmeranschlußleitung eingespeist werden und wobei von der Teilnehmeranschlußleitung herkommende innerhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes lie- gende Telefonsignale sowie in einem oberhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegende Datensignale zum Zwecke einer Weiterverarbeitung gemessen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß m den Hochvoltteil integrierte Stromquellen (SQ) , die die im Hochvolt- teil vorhandenen Baueinheiten zur Verstärkung (V) oder Mes¬ sung (S) solcher Telefon- und/oder Datensignale mit Strom versorgen, spätestens beim Eintreffen solcher Datensignale m den Hochvoltteil auf Stromwerte eingestellt werden, die gegenüber den Stromwerten bei ausschließlicher Übertragung von innerhalb des für Sprache vorgesehenen Frequenzbandes liegenden Telefonsignalen derart nach oben abweichen, daß die Da- tensignale innerhalb des Hochvoltteils weitgehend ohne Verzerrungen mit hoher Bandbreite übertragen werden und die Verlustleistung des Hochvoltteils optimiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dann, wenn im Hochvoltteil weder Datensignale noch Telefonsignale übertragen werden, solche Stromquellen die im Hochvoltteil vorhande- nen Baueinheiten jeweils nur mit für ihren Ruhebetrieb notwendigem Strom versorgen.
PCT/DE1999/002513 1998-08-14 1999-08-11 Verfahren zur optimierung der übertragungseigenschaften und der verlustleistung eines in eine teilnehmeranschlussschaltung zum anschluss einer teilnehmeranschlussleitung integrierten hochvoltteils Ceased WO2000010308A2 (de)

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