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Die Erfindung betrifft ein System zur Übertragung von Information zwischen einer mit einem Datenzellen-Übertragungsnetzwerk, z. B einem ATM-Netzwerk, in Verbindung stehenden Daten- zellen-Multiplexeinheit und zumindest einer Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit, an der ein oder mehrere Teilnehmer-Daten-Endgeräte über Endgeräte-Schnittstellen angeschlossen sind, wobei die Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheiten und die Datenzellen-Multiplexeinheit über eine Viel- zahl von digitalen Übertragungsleitungen verbunden sind, und wobei zur Übermittlung von Sprach- information ein mit dem ATM-Netzwerk verbundener Amtsteil einer Vermittlungsstelle eines Tele- phon-Netzwerkes und zumindest ein teilnehmerseitiger Ortsteil mit zumindest einer Teilnehmer- schnittstelle für analoge oder digitale Sprach-Endgeräte vorgesehen sind.
Die Anbindung von Breitband-Teilnehmern an ein Datenübertragungsnetzwerk erfolgt in den meisten Fällen über bestehende Kupfer-Zweidraht-Übertragungsleitungen (Local Loop, Copper Access Network) und Übertragungssysteme, die auf einem xDSL-Übertragungsverfahren, z.B.
HDSL (High Speed Digital Subscriber Line), VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line), ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line) o.ä., beruhen. Teilnehmerseitig ist eine Breitband- Netzwerkabschlusseinheit mit einer passenden Schnittstelle, z. B. ATM, Ethernet, USB o.ä. vorge- sehen, über welche der Teilnehmer Daten senden oder empfangen kann. Auf Seiten der am ande- ren Ende der Übertragungsleitung angeschlossenen Vermittlungsstelle ist in vielen Fällen eine DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)-Einheit angeordnet, in welcher die von ver- schiedenen Teilnehmern kommenden Daten konzentriert und über ein regionales Datennetzwerk (Backbone-Netzwerk) zu Vermittlungsknoten weitergeleitet werden.
Um den Teilnehmer neben den Breitbanddiensten auch mit Sprach-Schmalbanddiensten, wie POTS (Plain Old Telephone System) und ISDN (Integrated Services Digital Network), zu versorgen, kann, wie dies z. B. bei ADSL-Über- tragung der Fall ist, das Sprachsignal analog über die Zweidrahtleitung übertragen und mittels entsprechender Hoch/Tiefpass-Filter von den Breitbandsignalen, welche oberhalb des Sprachfre- quenzspektrums angesiedelt sind, abgetrennt werden.
Die Auskopplung des Sprachsignals erfolgt direkt an der DSLAM-Multiplexeinheit, wobei die einzelnen Sprachkanäle unmittelbar an eine POTS- oder ISDN-Vermittlungsstelle angeschaltet sind. Die Anzahl der Sprachkanäle ist bei ISDN für jeden Teilnehmer auf maximal zwei digitale Kanäle für jede Übertragungsleitung limitiert, obwohl die Übertragungsbandbreite eine wesentlich höhere Anzahl an Kanälen ermöglichte.
Eine weitere wesentliche Einschränkung besteht in der zwingenden örtlichen Übereinstimmung von Vermittlungsstelle und DSLAM-Mulitplexeinheit, da sonst die von den Teilnehmern über die digitalen Übertragungsleitungen gesendeten Signale nicht in ein öffentliches Telephonnetz vermit- telt werden können. Anbieter von privaten Datenübertragungsdiensten sind daher in ihren Möglich- keiten insofern eingeschränkt, als sie für das Bereitstellen von Telephondiensten immer auf die Anwesenheit einer öffentlichen Vermittlungsstelle in ihrer Umgebung angewiesen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Übertragungssystem der eingangs genannten Art an- zugeben, mit dessen Hilfe eine Einbindung der Sprachsignale in die Breitband-Datenübertragung und eine gemeinsame Übertragung von Sprachsignalen und Daten ermöglicht wird.
Weitere Aufgabe ist es, bestehende Datenzellen-Übertragungsnetzwerke mit zusätzlichen Sprach-Übertragungskanälen auszustatten.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der zumindest eine teilnehmerseitige Ortsteil jeweils zwischen eine teilnehmerseitige Schnittstelle der zumindest einen Teilnehmer-Netzwerk- abschluss-Einheit und die Endgeräte-Schnittstelle eines der Teilnehmer-Daten-Endgeräte geschal- tet ist, und dass der Ortsteil eine Einheit zur Ein- und Ausblendung von Datenzellen in bzw. aus dem zwischen der Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit und dem Teilnehmer-Daten-Endgerät übertragenen Datenzellenstrom umfasst.
Auf diese Weise kann dem über die Übertragungsleitungen zur Datenzellen-Multiplexeinheit übertragenen Datenzellenstrom ein weiterer Datenzellenstrom überlagert werden, in welchem die vom Sprach-Endgerät des Teilnehmers stammende Sprachinformation enthalten ist. Bereits beste- hende Netzwerkabschluss-Einheiten können unverändert beibehalten und mittels des auf einfache Weise zwischen Netzwerkabschluss-Einheit und Teilnehmer-Daten-Endgerät geschalteten Ortsteils mit einem Sprach-Übertragungssystem ergänzt werden, sodass bestehende Übertragungssysteme mit relativ geringem Aufwand nachrüstbar sind. Die Sprachinformation kann im Datenzellen- Netzwerk übertragen und an einer geeigneten Stelle, an der ein entsprechender Amtsteil ausgebil-
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det ist, wieder in einzelne Sprachkanäle zerlegt werden, die z.
B. über eine Vermittlungsstelle an einen empfangenden Telephon-Teilnehmer eines Telephon-Netzwerkes gelangen. Dadurch kann die Datenzellen-Multiplexeinheit örtlich unabhängig von einer Telephonvermittlungsstelle angeord- net sein.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Datenzellen zur Übertra- gung der Sprachinformation durch AAL2-Zellen gebildet sind. Die Übermittlung von Sprachinforma- tion mittels AAL2-Zellen ermöglicht eine schnelle Umsetzung von Sprachdaten in ATM-Zellen sowie eine geringe Leerbelegung von Datenzellen-Paketen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die teilnehmerseitige Schnittstelle der Netzwerkabschluss-Einheit durch eine 25,6 MBit/s-ATM-Schnittstelle gebildet sein. Auf diese Weise kann eine relativ hohe Anzahl von Schmalbandkanälen neben einer hohen Bandbreite für die Breitbandübertragung der Teilnehmer-Daten-Endgeräte verwirklicht werden.
Weiters kann eine Variante der Erfindung darin bestehen, dass die Endgeräteschnittstelle des Teilnehmer-Daten-Endgeräts durch eine 25,6 MBit/s-ATM-Schnittstelle gebildet ist, wodurch eine hohe Bandbreite für die Breitbandübertragung der Teilnehmer-Daten-Endgeräte erzielt werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei- spiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertragungssy- stems ;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Übertra- gungssystems ;
Fig.3 ein Blockschaltbild eines Ortsteils des Übertragungssystems nach Fig.1;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Amtsteils des Übertragungssystems nach Fig.1und Fig.5 ein Blockschaltbild eines Amtsteils des Übertragungssystems nach Fig.2.
Fig. 1 zeigt unter anderem ein ATM-Übertragungsnetzwerk 106, in welchem die zur Informati- onsübertragung eingesetzten Datenströme in Zellen unterteilt sind, welche jeweils aus einem Zellenkopf oder Header und einem Nutzdatenfeld gebildet sind. Zellen dieser Art werden asyn- chron übertragen und in Paketen vermittelt. Für die Vermittlung der Zellen zwischen aufeinander- folgenden Übertragungsabschnitten wird die im Zellenkopf enthaltene Kennung ausgewertet, über die festgestellt werden kann, welche ATM-Verbindung gerade vorliegt und zu welcher Adresse die Datenpakete geleitet werden sollen. Neben ATM-Netzwerken kann die Erfindung auch in anderen Datenzellen-Übertragungsnetzwerken Anwendung finden.
Das ATM-Übertragungsnetzwerk 106 weist mehrere Netzwerksübergangsstellen auf, an denen Verbindungen zu anderen Netzwerken hergestellt sind. So besteht eine Verbindung zu einem öffentlichen Weitbereichsnetzwerk 104, z. B. Internet, über eine ATM-Schnittstelle 126, z. B. DS3, STM1, OC3 o.ä., und einen Router 103.
Mit einer Vermittlungsstelle 101, z. B. einem Wählamt, eines Telephon-Netzwerkes 102 ist das ATM-Übertragungsnetzwerk 106 über einen Amtsteil 105' verbunden. Unter Amtsteil ist dabei ganz allgemein eine Schnittstelle zwischen dem ATM-Übertragungsnetzwerk 106 und der Vermittlungs- stelle 101 zu verstehen.
Teilnehmer des ATM-Übertragungsnetzwerks 106 können verschiedene Datenübertragungs- dienste in Anspruch nehmen, welche über verschiedene Teilnehmer-Daten-Endgeräte 71,61, 72, 62 verfügbar sind. So sind im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zur Veranschaulichung jeweils ein Rechner 71,72 sowie jeweils eine Video-Empfangseinheit 61,62 mit Fernseh-Bildschirmen 51, 52, z. B. für Video-On-Demand-Anwendungen, als Daten-Endgeräte gezeigt, die über entsprechende Endgeräte-Schnittstellen 31,41 und 33,43 mit Netzwerkabschluss-Einheiten 10, 20 verbunden sind. Die Endgeräte-Schnittstellen 31,41 können dabei z.B. als ATM-, Ethernet- und/oder USB- Schnittstellen ausgeführt sein.
Die Anbindung an das ATM-Netzwerk 106 erfolgt über eine ATM-Schnittstelle 127 und eine Datenzellen-Multiplexeinheit (DSLAM) 107, an der die zwei Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einhei- ten 10,20 über digitale Übertragungsleitungen 15,16 angeschlossen sind. Die Anzahl der Teil- nehmer-Netzwerkabschluss-Einheiten und der digitalen Übertragungsleitungen ist im Rahmen der Erfindung ebenso wie die Anzahl der an den Netzwerkabschluss-Einheiten vorgesehenen teilneh- merseitigen Schnittstellen keiner Einschränkung unterworfen.
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Der Datenverkehr innerhalb des ATM-Netzwerks 106 bzw. zwischen den Netzwerksteilneh- mern kann in unterschiedlicher Art und Weise organisiert sein, wobei z. B. eine PVC (Permanent Virtual Circuit) -Verbindung oder eine SVC (Switched Virtual Circuit) -Verbindung vorliegen kann, sodass Datenzellen entweder ständig und unabhängig vom Vorliegen einer zu übertragenden Information oder nur bei Bedarf übertragen werden.
Als Verfahren für die Übertragung zwischen den Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheiten 10, 20 und der Datenzellen-Multiplexeinheit 107 kann ein xDSL-Verfahren, z. B. ADSL, HDSL, VDSL o.ä. Anwendung finden, bei dem der Datenverkehr bidirektional erfolgt. Die von den Teilnehmer- Netzwerkabschluss-Einheiten 10,20 kommenden ATM-Datenzellenströme werden in der Datenzel- len-Multiplexeinheit 107 konzentriert und über die Schnittstelle 127 an das ATM-Ubertragungsnetz- werk 106 weitergeleitet. In der Gegenrichtung werden ausgehend von der Datenzellen-Multiplex- einheit 107 die ATM-Datenzellenströme auf die Netzwerkabschluss-Einheiten 10, 20 aufgeteilt.
Zur Übermittlung von Sprachinformation zwischen einem der ATM-Netzwerksteilnehmer und einem Teilnehmer eines Telephonnetzwerkes 102 sind der Amtsteil 105' der Vermittlungsstelle 101 und teilnehmerseitige Ortsteile 1, 2 mit Teilnehmerschnittstellen für analoge oder digitale Sprach- Endgeräte 11, 12, 13,14, 21,22, 23,24 ausgebildet.
Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, dass die Ortsteile 1, 2 jeweils zwischen die teilnehmer- seitigen Schnittstellen 32,42 der Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheiten 10, 20 und die Endgerä- te-Schnittstellen 33,43 der Teilnehmer-Daten-Endgeräte 61,62 geschaltet sind. Jeder Ortsteil 1,2 umfasst eine Einheit 93,94 zur Ein- und Ausblendung von Datenzellen in bzw. aus dem zwischen der Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit 10,20 und dem Teilnehmer-Daten-Endgerät 61,62 übertragenen Datenzellenstrom (Fig.3). Jedem Ortsteil 1,2 ist dabei ein eigener PVC oder ein eigener SVC zugeordnet, über die jeweils die Sprachinformation mehrerer Sprach-Endgeräte 11, 12,13, 14 sowie 21,22, 23,24 übertragen wird. Alternativ dazu kann jedem Sprach-Endgerät 11, 12, 13, 14, 21, 22,23, 24 ein eigener PVC oder SVC zugeordnet sein.
Die Sprach-Endgeräte 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 sind vorzugsweise als digitale Endgeräte ausgebildet, können bei geeigneter Umsetzung aber auch als analoge Endgeräte ausgebildet sein.
Voraussetzung für die Anwendung der Erfindung in einem ATM-Netzwerk gemäss Fig.1,2 ist das Vorhandensein von je einer ATM-Schnittstelle, z. B. einer 25,6 MBit/-Schnittstelle, in der Teil- nehmer-Netzwerkabschluss-Einheit 10, 20 und im Teilnehmer-Daten-Endgerät 61, 62.
Jeder Verbindung innerhalb des ATM-Netzwerks können verschiedene Adaptionsschichten (AAL-adaption layers), z. B. AAL1, AAL2, o.ä. zugeordnet werden, wobei jeweils mehrere Zellen zu einem Paket zusammengefasst und übertragen werden.
Für die Übertragung der Sprachinformation innerhalb des ATM-Netzwerks 106 wird vorzugs- weise der AAL2-Standard angewandt.
In der in Fig. 3 gezeigten Detaildarstellung des Ortsteils 1 bzw. 2 sind die Teilnehmer-Schnitt- stellen 81,82, 83,84 veranschaulicht, wobei jede Teilnehmer-Schittstellenschaltung durch eine SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) -Einheit gebildet sein kann und die Anzahl der SLIC-Einhei- ten sich nach der Anzahl der an den Ortsteil 1,2 anzuschliessenden Teilnehmer richtet. Eine ge- meinsame CODEC-Vornchtung 73, z. B. nach G. 711, sowie eine gemeinsame Einheit zur Kom- pression der Sprachsignale, z B. nach G 72x, bzw. zur Unterdrückung der Gesprächs-Sprach- pausen 72 schliessen an die SLIC-Einheiten 81,82, 83,84 an, sodass von den Sprach-Endgeräten 11,12, 13,14, 21,22, 23,24 kommende analoge Sprachsignale in komprimierte und puls-kodierte PCM-Signale umgewandelt, über ein Zeitmultiplex-Verfahren zu einem Datenstrom zusammenge- fasst und einer AAL-Einheit 71 zugefuhrt werden.
Bei digitalen Sprach-Endgeräten fällt der Vorgang der Kodierung/Dekodierung weg.
In umgekehrter Richtung wird der aus einer AAL-Einheit 71 kommende Datenstrom dekompri- miert, dekodiert und auf die einzelnen Teilnehmer-Schnittstellenschaltungen 81,82, 83,84 aufge- teilt.
In der AAL-Einheit 71 wird das aus den Sprach-Endgeräten 11,12, 13, 14, 21,22, 23,24 stam- mende PCM-Signal in ATM-Datenzellen gewandelt und in der Daten-Ein- und Ausblendungseinheit 93,94 in den von einem Daten-Endgerät 61 oder 62 kommenden ATM-Datenzellenstrom einge- blendet Der solcherart vereinigte Datenzellenstrom gelangt über eine TC (transmission conver- gence) -Layer 92, die für die paketweise Anordnung der Datenzellen verantwortlich ist, und eine 25 MBit/s ATM-Schnittstellen-Einheit 91 in Richtung zur Netzwerkabschluss-Einheit 10. Die als
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ATM-Zellen vorhandenen Sprachkanäle werden dabei gemeinsam mit den Breitbandkanälen (PVC
Permanent Virtual Circuit) der Daten-Endgeräte 61,62 über die Übertragungsleitung 15 zur Multi- plex-Einheit 107 übertragen.
Nach Vereinigung mit dem Datenzellenstrom der anderen Übertra- gungsleitung 16 gelangen die ATM-Datenzellen in das ATM-Netzwerk 106 und werden dort ent- sprechend ihrer Adressen vermittelt. Jene Datenzellen, die Sprachsignal-Daten aus den Sprach-
Endgeräten 11,12, 13,14, 21,22, 23,24 beinhalten, werden aufgrund ihrer Adressierung an den Amtsteil 105' (Fig. 1) oder 105 (Fig.2) vermittelt und dort entsprechend weiterverarbeitet.
Andererseits werden die von den Amtsteilen 105', 105 kommenden ATM-Datenströme über das ATM-Netzwerk 106 zu einem bestimmten Sprach Teilnehmer, z. B. mit dem Sprach-Endgerät
11, vermittelt, indem die entsprechende Sprachinformation aus dem Telephon-Netzwerk 102 in ATM-Zellen mit einer bestimmten Adresse untergebracht wird, über welche diese Information über das ATM-Netzwerk 106 an die passende Netzwerkabschluss-Einheit 10 übermittelt wird, von wo aus die Übertragung zum Ortsteil 1 und zum Sprach-Endgerät 11fortgeführt wird, wobei im Ortsteil
1 die geeignete Zuordnung zu dem angesprochenen Teilnehmer vorgenommen wird.
Dabei ge- langt der ATM-Datenzellenstrom über die ATM-Schnittstelle 91 und die TC-Layer 92 zu der Ein- und Ausblendungseinheit 93,94, in welcher die für die Übertragung der Sprachinformation beleg- ten ATM-Zellendaten aus dem ATM-Datenzellenstrom ausgeblendet und der AAL-Einheit 71 zugeleitet werden, in der die Sprachinformation aus den Datenzellen entnommen und in einen PCM-Datenstrom umgewandelt wird, der nach entsprechender Bearbeitung als Sprachsignal auf die Teilnehmerschnittstellen 81, 82, 83,84 aufgeteilt wird, die für sich Schmalband-Schnittstellen darstellen.
Die maximale Anzahl an Teilnehmer-Schnittstellen für jeden Ortsteil hängt von der neben der Breitbandanwendung des Teilnehmers zur Verfügung stehenden Bandbreite ab. Für vier Sprach- kanäle mit je 64 kBit/s ist nur ungefähr 1 % der Gesamt-Bandbreite einer ATM 25,6 MBit/s- Schnittstelle erforderlich. Soll die Bandbreite der Sprachverbindungen noch weiter reduziert wer- den, können entsprechende Kompressionsalgorithmen, wie in Fig. 3,4 gezeigt, z. B. Gesprächspau- sen-Unterdrückung, eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der Ortsteil 1,2 mit zwei bis acht Teilnehmerschnittstellen ausgerüstet, es kann aber jede beliebige Anzahl an Teilnehmerschnittstellen vorgesehen sein.
Es zeigt Fig.5 den Amtsteil 105 der Ausführungsform gemäss Fig.2, welcher über eine 2 MBit/s- Schnittstelle 125 (Fig. 1), z.B. ITU Standard G. 703 und G. 804, an das ATM-Netzwerk 106 ange- koppelt ist. Die aus dem ATM-Netzwerk 106 kommenden ATM-Datenzellen werden im Amtsteil 105 wieder in einzelne Sprachkanäle umgesetzt.
In Multiplex/Demultiplex-Einheiten 191,192 wird der ATM-Datenzellenstrom nach Durchlaufen einer TC-Layer-Funktionseinheit 193 auf einzelne PVC/SVC aufgeteilt bzw. in Gegenrichtung werden mehrere PVC und/oder SVC zu einem Gesamtstrom vereinigt. In einer AAL2-Einheit 171, welche pro PVC oder SVC vorhanden ist, werden die ATM-Datenzellenströme zu PCM-Strömen verarbeitet und in einer Kompressions-Einheit 172 werden diese komprimiert bzw. dekomprimiert In einer Zeitschlitzzuordnungs-Einheit 173 erfolgt schliesslich die Zuordnung der digitalen Sprach- datenkanäle auf Zeitschlitze einer 2 MBit/s-Schnittstelle, wobei eine zentrale Steuerungseinheit 197 die Zuordnung der Zeitschlitze sowie die Funktion der AAL2-Einheit 171 steuert.
Weiters über- nimmt die zentrale Steuerungseinheit 197 die Umsetzung der Signalisierungsinformation von AAL2 auf V5. 1 sowie in Gegenrichtung die Umsetzung der V5.1 Signalisierungsinformation in eine für AAL2 spezifische Signalisierung.
Die seriellen digitalen Sprachdatenkanäle sind über die 2 MBit/s-Schnittstelle 121, die z. B. dem ITU Standard G. 703/G.704 entspricht, mit der ISDN-Vermittlungsstelle 101 des Telephon-Netz- werkes 102 verbunden. Dies entspricht einer Kapazität von bis zu 30 Schmalbandschnittstellen, welche über eine einzige physikalische Schnittstelle übertragen werden können. Als Signalisie- rungsprotokoll kommt V5. 1 entsprechend ETSI ETS 300 324-1 zur Anwendung, weswegen im Amtsteil 105 keine Konzentration erfolgt.
Um einen kompakten Aufbau des Amtsteils zu erreichen, sind beide Schnittstellen 121,125 sowie die Protokollumsetzung von ATM/AAL2 auf V5. 1 sowie eine Stromversorgung vorzugsweise auf einer Leiterplatte untergebracht, sodass eine aufwendige Busarchitektur zur Weiterleitung der Daten über eine Rückwandverdrahtung nicht erforderlich ist. Sind zusätzliche Teilnehmer anzu- schalten, wird ein weiterer Amtsteil zur Verfügung gestellt. Da jeder Amtsteil autark arbeiten kann,
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ist eine hohe Systemredundanz gegeben.
Die Bereitstellung analoger a/b Schnittstellen über die Vermittlungsstelle 101' ist in Fig. 1 ge- zeigt, wobei der Amtsteil 105' aus Fig. 4 im Detail hervorgeht. Eine zusätzliche CODEC-Einheit 174 sorgt für die Umwandlung der digitalen Sprachkanäle in analoge, welche uber SLIC-Einheiten 181, 182,183, 184 an einzelne Leitungskarten der POTS-Vermittlungsstelle 101' des Telephon-Netz- werks 102 geschaltet sind
PATENTANSPRÜCHE:
1.
System zur Übertragung von Information zwischen einer mit einem Datenzellen-Über- tragungsnetzwerk, z.B. einem ATM-Netzwerk, in Verbindung stehenden Datenzellen-Multi- plexeinheit und zumindest einer Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit, an der ein oder mehrere Teilnehmer-Daten-Endgeräte über Endgeräte-Schnittstellen angeschlossen sind, wobei die Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheiten und die Datenzellen-Multiplexeinheit über eine Vielzahl von digitalen Übertragungsleitungen verbunden sind, und wobei zur Übermittlung von Sprachinformation ein mit dem ATM-Netzwerk verbundener Amtsteil einer Vermittlungsstelle eines Telephon-Netzwerkes und zumindest ein teilnehmerseitiger
Ortsteil mit zumindest einer Teilnehmerschnittstelle für analoge oder digitale Sprach-End- geräte vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine teilnehmer- seitige Ortsteil (1, 2)
jeweils zwischen eine teilnehmerseitige Schnittstelle (32,42) der zu- mindest einen Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit (10,20) und die Endgeräteschnitt- stelle (33,43) eines der Teilnehmer-Daten-Endgeräte (61,62) geschaltet ist, und dass der
Ortsteil (1,2) eine Einheit (93,94) zur Ein- und Ausblendung von Datenzellen in bzw. aus dem zwischen der Teilnehmer-Netzwerkabschluss-Einheit (10,20) und dem Teilnehmer-
Daten-Endgerät (61, 62) übertragenen Datenzellenstrom umfasst.
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The invention relates to a system for the transmission of information between a with a data cell transmission network, for. B an ATM network, connected data cell multiplex unit and at least one subscriber network termination unit to which one or more subscriber data terminals are connected via terminal interfaces, the subscriber network termination units and the data cells Multiplex unit are connected via a large number of digital transmission lines, and wherein for the transmission of voice information an office part connected to the ATM network of a switching center of a telephone network and at least one local part with at least one subscriber interface for analogue or digital voice terminals are provided.
In most cases, broadband subscribers are connected to a data transmission network via existing copper two-wire transmission lines (local loop, copper access network) and transmission systems based on an xDSL transmission method, e.g.
HDSL (High Speed Digital Subscriber Line), VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line), ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line) or similar. A broadband network termination unit with a suitable interface, e.g. B. ATM, Ethernet, USB or similar provided via which the subscriber can send or receive data. On the side of the switching center connected at the other end of the transmission line, a DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) unit is arranged in many cases, in which the data coming from different subscribers is concentrated and via a regional data network (backbone network). be forwarded to switching nodes.
In order to provide the subscriber with broadband services as well as voice narrowband services such as POTS (Plain Old Telephone System) and ISDN (Integrated Services Digital Network). B. is the case with ADSL transmission, the voice signal transmitted analog over the two-wire line and separated by means of appropriate high / low pass filters from the broadband signals, which are located above the speech frequency spectrum.
The voice signal is decoupled directly at the DSLAM multiplex unit, the individual voice channels being directly connected to a POTS or ISDN switching center. With ISDN, the number of voice channels for each subscriber is limited to a maximum of two digital channels for each transmission line, although the transmission bandwidth enabled a significantly higher number of channels.
Another essential restriction is the mandatory local correspondence between the switching center and the DSLAM multiplex unit, since otherwise the signals sent by the subscribers via the digital transmission lines cannot be transmitted to a public telephone network. Providers of private data transmission services are therefore limited in their possibilities in that they are always dependent on the presence of a public exchange in their area for the provision of telephone services.
The object of the invention is therefore to specify a transmission system of the type mentioned at the beginning, with the aid of which the speech signals can be integrated into the broadband data transmission and a joint transmission of speech signals and data is made possible.
Another task is to equip existing data cell transmission networks with additional voice transmission channels.
This is achieved according to the invention in that the at least one subscriber-side local part is in each case connected between an subscriber-side interface of the at least one subscriber network termination unit and the terminal interface of one of the subscriber data terminals, and in that the local part is a unit for showing and hiding data cells in or out of the data cell stream transmitted between the subscriber network termination unit and the subscriber data terminal device.
In this way, a further data cell stream can be superimposed on the data cell stream transmitted via the transmission lines to the data cell multiplex unit, which stream contains the voice information originating from the subscriber's voice terminal. Existing network termination units can be retained unchanged and can be supplemented with a voice transmission system by means of the local part which is simply connected between the network termination unit and the subscriber data terminal, so that existing transmission systems can be retrofitted with relatively little effort. The voice information can be transmitted in the data cell network and at a suitable point where a corresponding official part is trained.
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is det be broken down into individual voice channels again, the z.
B. arrive at a receiving telephone subscriber of a telephone network via a switching center. As a result, the data cell multiplex unit can be arranged locally independently of a telephone exchange.
In a further embodiment of the invention, it can be provided that the data cells for transmitting the voice information are formed by AAL2 cells. The transmission of voice information by means of AAL2 cells enables a fast conversion of voice data into ATM cells and a low empty occupancy of data cell packets.
According to a further embodiment of the invention, the subscriber-side interface of the network termination unit can be formed by a 25.6 Mbit / s ATM interface. In this way, a relatively large number of narrowband channels can be implemented in addition to a high bandwidth for the broadband transmission of the subscriber data terminals.
Furthermore, a variant of the invention can consist in that the terminal interface of the subscriber data terminal is formed by a 25.6 Mbit / s ATM interface, whereby a high bandwidth for the broadband transmission of the subscriber data terminals can be achieved.
The invention is explained in detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the drawings. It shows
1 shows a block diagram of an embodiment of the transmission system according to the invention;
2 shows a block diagram of a further embodiment of the transmission system according to the invention;
3 shows a block diagram of a local part of the transmission system according to FIG. 1;
4 shows a block diagram of an office part of the transmission system according to FIG. 1 and FIG. 5 shows a block diagram of an office part of the transmission system according to FIG.
1 shows, inter alia, an ATM transmission network 106, in which the data streams used for the information transmission are divided into cells, which are each formed from a cell header or header and a user data field. Cells of this type are transmitted asynchronously and transmitted in packets. For the switching of the cells between successive transmission sections, the identifier contained in the cell header is evaluated, via which it can be determined which ATM connection is present and to which address the data packets are to be routed. In addition to ATM networks, the invention can also be used in other data cell transmission networks.
The ATM transmission network 106 has a plurality of gateway points at which connections to other networks are established. So there is a connection to a public wide area network 104, e.g. B. Internet, via an ATM interface 126, e.g. B. DS3, STM1, OC3 or the like, and a router 103.
With an exchange 101, z. B. a local exchange, a telephone network 102, the ATM transmission network 106 is connected via an exchange 105 '. Office part is to be understood quite generally as an interface between the ATM transmission network 106 and the switching center 101.
Members of the ATM transmission network 106 can use various data transmission services which are available via different subscriber data terminals 71, 61, 72, 62. For example, in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a computer 71, 72 and a video receiving unit 61, 62 with television screens 51, 52, e.g. B. for video-on-demand applications, shown as data terminals that are connected via corresponding terminal interfaces 31, 41 and 33, 43 to network termination units 10, 20. The terminal interfaces 31, 41 can e.g. be designed as ATM, Ethernet and / or USB interfaces.
The connection to the ATM network 106 is made via an ATM interface 127 and a data cell multiplex unit (DSLAM) 107, to which the two subscriber network termination units 10, 20 are connected via digital transmission lines 15, 16. The number of subscriber network termination units and the digital transmission lines is not subject to any restriction within the scope of the invention, as is the number of subscriber-side interfaces provided on the network termination units.
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The data traffic within the ATM network 106 or between the network participants can be organized in different ways. B. can be a PVC (Permanent Virtual Circuit) connection or an SVC (Switched Virtual Circuit) connection, so that data cells are either transmitted continuously and regardless of the presence of information to be transmitted or only when required.
As a method for the transmission between the subscriber network termination units 10, 20 and the data cell multiplex unit 107, an xDSL method, e.g. B. ADSL, HDSL, VDSL or similar Find application where the data traffic is bidirectional. The ATM data cell streams coming from the subscriber network termination units 10, 20 are concentrated in the data cell multiplex unit 107 and forwarded via the interface 127 to the ATM transmission network 106. In the opposite direction, starting from the data cell multiplex unit 107, the ATM data cell streams are divided between the network termination units 10, 20.
For the transmission of voice information between one of the ATM network subscribers and a subscriber of a telephone network 102, the office part 105 'of the switching center 101 and local parts 1, 2 with subscriber interfaces for analog or digital voice terminals 11, 12, 13, 14, 21, 22 are , 23.24.
According to the invention, it is now provided that the local parts 1, 2 each connect between the subscriber-side interfaces 32, 42 of the subscriber network termination units 10, 20 and the terminal interfaces 33, 43 of the subscriber data terminals 61, 62 are. Each district 1,2 comprises a unit 93, 94 for fading data cells in and out of the data cell stream transmitted between the subscriber network termination unit 10, 20 and the subscriber data terminal 61, 62 (FIG. 3). , Each district 1,2 is assigned its own PVC or its own SVC, via which the voice information of several voice terminals 11, 12, 13, 14 and 21, 22, 23, 24 is transmitted. Alternatively, each voice terminal 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 can be assigned its own PVC or SVC.
The voice terminals 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 are preferably designed as digital terminals, but can also be designed as analog terminals if suitably implemented.
A prerequisite for the application of the invention in an ATM network according to FIG. 1, 2 is the presence of one ATM interface, e.g. B. a 25.6 Mbit / interface, in the subscriber network termination unit 10, 20 and in the subscriber data terminal 61, 62.
Each connection within the ATM network can have different adaption layers (AAL adaption layers), e.g. B. AAL1, AAL2, etc. are assigned, whereby several cells are combined into a packet and transmitted.
The AAL2 standard is preferably used for the transmission of the voice information within the ATM network 106.
3 shows the subscriber interfaces 81, 82, 83, 84, with each subscriber interface circuit being able to be formed by a SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) unit and the number of SLIC units depends on the number of participants to be connected to the district 1,2. A common CODEC device 73, e.g. B. according to G. 711, as well as a common unit for compression of the speech signals, eg according to G 72x, or for suppressing the speech pauses 72 connect to the SLIC units 81, 82, 83, 84 , so that analog voice signals coming from the voice terminals 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 are converted into compressed and pulse-coded PCM signals, combined into a data stream using a time division multiplex method and an AAL Unit 71 are fed.
In the case of digital voice terminals, the coding / decoding process is eliminated.
In the opposite direction, the data stream coming from an AAL unit 71 is decompressed, decoded and distributed to the individual subscriber interface circuits 81, 82, 83, 84.
In the AAL unit 71, the PCM signal originating from the voice terminals 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 is converted into ATM data cells and in the data fade-in and fade-out unit 93, 94 is faded into the ATM data cell stream coming from a data terminal 61 or 62. The data cell stream thus combined arrives via a TC (transmission convergence) layer 92, which is responsible for the packet-wise arrangement of the data cells, and a 25 Mbit / s ATM interface unit 91 towards the network termination unit 10. The as
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Voice cells existing in ATM cells are used together with the broadband channels (PVC
Permanent Virtual Circuit) of the data terminals 61, 62 via the transmission line 15 to the multiplex unit 107.
After being combined with the data cell stream of the other transmission line 16, the ATM data cells enter the ATM network 106 and are switched there according to their addresses. Those data cells that speech signal data from the speech
Terminals 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 contain, are conveyed to the office part 105 '(FIG. 1) or 105 (FIG. 2) based on their addressing and processed there accordingly.
On the other hand, the ATM data streams coming from the office parts 105 ', 105 via the ATM network 106 to a specific voice subscriber, e.g. B. with the voice terminal
11, is conveyed by accommodating the corresponding voice information from the telephone network 102 in ATM cells with a specific address, via which this information is transmitted via the ATM network 106 to the appropriate network termination unit 10, from where the transmission takes place to the district 1 and to the speech terminal 11, in the district
1 the appropriate assignment to the addressed subscriber is made.
In this case, the ATM data cell stream passes via the ATM interface 91 and the TC layer 92 to the fade-in and fade-out unit 93, 94, in which the ATM cell data used for the transmission of the voice information is hidden from the ATM data cell stream and are fed to the AAL unit 71, in which the speech information is extracted from the data cells and converted into a PCM data stream which, after appropriate processing, is distributed as a speech signal to the subscriber interfaces 81, 82, 83, 84 which are narrowband Represent interfaces.
The maximum number of subscriber interfaces for each district depends on the bandwidth available in addition to the broadband application of the subscriber. For four voice channels, each with 64 kbit / s, only about 1% of the total bandwidth of an ATM 25.6 Mbit / s interface is required. If the bandwidth of the voice connections is to be reduced even further, appropriate compression algorithms, as shown in FIGS. B. Talk pause suppression can be used.
The district 1,2 is preferably equipped with two to eight subscriber interfaces, but any number of subscriber interfaces can be provided.
5 shows the office part 105 of the embodiment according to FIG. 2, which is connected via a 2 Mbit / s interface 125 (FIG. 1), e.g. ITU standards G. 703 and G. 804, to which ATM network 106 is coupled. The ATM data cells coming from the ATM network 106 are converted back into individual voice channels in the office section 105.
In multiplex / demultiplex units 191, 192, the ATM data cell stream is divided into individual PVC / SVCs after passing through a TC layer functional unit 193, or several PVCs and / or SVCs are combined in the opposite direction to form a total stream. In an AAL2 unit 171, which is available per PVC or SVC, the ATM data cell streams are processed to PCM streams and in a compression unit 172, these are compressed or decompressed Voice data channels on time slots of a 2 Mbit / s interface, a central control unit 197 controlling the assignment of the time slots and the function of the AAL2 unit 171.
Furthermore, the central control unit 197 takes over the conversion of the signaling information from AAL2 to V5. 1 and in the opposite direction the conversion of the V5.1 signaling information into signaling specific for AAL2.
The serial digital voice data channels are via the 2 Mbit / s interface 121, which, for. B. corresponds to the ITU standard G. 703 / G.704, connected to the ISDN switching center 101 of the telephone network 102. This corresponds to a capacity of up to 30 narrowband interfaces, which can be transmitted via a single physical interface. V5 comes as the signaling protocol. 1 in accordance with ETSI ETS 300 324-1, which is why there is no concentration in office section 105.
In order to achieve a compact structure of the office part, both interfaces 121, 125 and the protocol conversion from ATM / AAL2 to V5. 1 and a power supply are preferably housed on a circuit board, so that a complex bus architecture for forwarding the data via backplane wiring is not required. If additional participants are to be switched on, a further part of the office is made available. Since every office part can work independently,
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there is a high level of system redundancy.
The provision of analog a / b interfaces via the switching center 101 'is shown in FIG. 1, the office part 105' being apparent from FIG. 4 in detail. An additional CODEC unit 174 takes care of the conversion of the digital voice channels into analog ones, which are connected via SLIC units 181, 182, 183, 184 to individual line cards of the POTS switching center 101 'of the telephone network 102
CLAIMS:
1.
System for the transmission of information between one with a data cell transmission network, e.g. an ATM network, connected data cell multiplex unit and at least one subscriber network termination unit to which one or more subscriber data terminals are connected via terminal interfaces, the subscriber network termination units and the data cell Multiplex unit are connected via a plurality of digital transmission lines, and wherein for the transmission of voice information an office part connected to the ATM network of a switching center of a telephone network and at least one subscriber end
Local part with at least one subscriber interface for analog or digital voice terminals are provided, characterized in that the at least one local part (1, 2) on the subscriber side
is connected in each case between an interface (32, 42) on the subscriber side of the at least one subscriber network termination unit (10, 20) and the terminal interface (33, 43) of one of the subscriber data terminals (61, 62), and that the
District (1,2) a unit (93,94) for showing and hiding data cells in or out of between the subscriber network termination unit (10,20) and the subscriber
Data terminal device (61, 62) transmitted data cell stream.