DE10154936A1

DE10154936A1 - Schaltungsanordnung zur Reduzierung der Verlustleistung im Datenbetrieb von Breitband-SLICs für die integrierte Sprach- und Datenübertragung (xDSL)

Info

Publication number: DE10154936A1
Application number: DE2001154936
Authority: DE
Inventors: Paul Kunisch
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-28
Also published as: WO2003041378A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungsverfahren sowie eine Sendeeinrichtung (14), von welcher aus über ein und dieselbe Leitung (12) unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6) verschiedene Signale an eine Empfangseinrichtung (15) übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (14) eine erste Signaltreibereinrichtung (4a) aufweist, die dann aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (6) Signale an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden, und eine zweite Signaltreibereinrichtung (4b), die dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zu den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) gesendeten Signalen unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (5) Signale an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden sollen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sendeeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Datenübertragungsverfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 21. Zur Datenübertragung werden Übertragungssignale z. B. über twisted-pair-Leitungen von einer (ersten) Sende/Empfangseinrichtung aus an eine oder mehrere weitere Sende/Empfangseinrichtungen übertragen, und umgekehrt. Die (erste) Sende/Empfangseinrichtung kann z. B. eine in einer EWSD-Endvermittlungsstelle (EWSD = Elektronisches Wählsystem Digital) vorgesehene elektronische Baugruppe sein, die mehrere Modems aufweist (Modem = Modulator/Demodulator).

An jedem Modem ist eine Teilnehmer-Anschlußleitung, z. B. eine oder mehrere twisted-pair-Leitungen angeschlossen, über die jeweils entsprechende Übertragungssignale z. B. an eine an einem Teilnehmer-Endanschluß vorgesehene elektronische Baugruppe übertragen werden (und über die entsprechende Übertragungssignale von der Teilnehmer-Endanschluß-Baugruppe an das Endvermittlungsstellen-Modem übertragen werden).

Die Datenkommunikation zwischen der EWSD-Endvermittlungsstelle und dem Teilnehmer-Endanschluß kann z. B. auf Basis von POTS-(Plain Old Telephone Service), ISDN-(Integrated Services Digital Network), oder xDSL-(x Digital Subscriber Line)Datenübertragungsprotokollen erfolgen, z. B. mittels ADSL- Datenübertragung bzw. gemäß den Standards ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite).

Bei der Datenkommunikation gemäß einem xDSL-Protokoll werden mehrere Frequenzbänder (bins) verwendet, die oberhalb der zur POTS- bzw. ISDN-Sprach-Datenübertragung genutzten Frequenzbänder liegen. Zur Übertragung von Daten in einem bestimmten Frequenzband kann z. B. eine Cosinus-Schwingung verwendet werden, deren Frequenz z. B. in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands angeordnet ist.

Beispielsweise kann jedem zu übertragenden Bit oder jeder zu übertragenden Bitfolge (z. B. unter Verwendung eines Phasensterns) eine Cosinus-Schwingung bestimmter Amplitude und Phase zugeordnet sein. Aus der Amplitude und Phase der jeweils empfangenen Cosinus-Schwingung kann in der Empfangseinrichtung das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.

Bei herkömmlichen ADSL-Datenübertragungsverfahren (z. B. DSLAM) sind die (POTS- bzw. ISDN-)Sprachdatenpfade, und die (DSL-)Datenpfade kapazitiv voneinander getrennt.

In der EWSD-Endvermittlungsstelle bzw. dem Teilnehmer- Endanschluß ist ein Splitter-Bauelement vorgesehen, mit welchem der POTS- bzw. ISDN-Sprachdatenpfad (unter Zwischenschaltung eines Tiefpasses), und der DSL-Datenpfad (unter Zwischenschaltung eines Hochpasses) zusammengeführt wird.

Die Spannungsversorgungen für die POTS- bzw. ISDN- Sprachdatenübertragung, und für die DSL-Datenübertragung sind voneinander unabhängig, und können somit so ausgelegt werden, dass die insgesamt auftretende Verlustleistung relativ gering ist.

Allerdings ist bei herkömmlichen DSLAM- Datenübertragungsverfahren zur Übertragung von POTS- bzw. ISDN-Sprachdaten, und von DSL-Daten eine Zusatzverkabelung im Hauptverteiler zum Splitter und von dort wieder zurück zum Hauptverteiler erforderlich, was zu einem hohen Verkabelungsaufwand führt. Außerdem haben die Splitter-Bauelemente relativ große Abmesssungen, verschlechtern z. B. durch von diesen hervorgerufene Echo-Effekte die Übertragungsqualität, und weisen relativ hohe Herstellkosten auf.

Des weiteren ist bekannt, die POTS- bzw. ISDN-Sprachdaten, und die DSL-Daten zwischen der EWSD-Endvermittlungsstelle und dem Teilnehmer-Endanschluß über ein- und dieselbe twistedpair-Leitung ohne diskrete Splitter zu übertragen (sog. integrierte Sprach/Daten-Übertragung).

Die von der Endvermittlungsstelle bzw. dem Teilnehmer- Endanschluß empfangenen analogen POTS- bzw. ISDN-Sprachdaten und DSL-Datensignale werden von einem Analog/Digitalwandler in entsprechende digitale Signale umgesetzt, und dann einem digitalen Signalprozessor (DSP = digital signal processor) zugeführt, der die POTS- bzw. ISDN-Sprachdatensignale, und die DSL-Datensignale voneinander trennt.

Allerdings ist bei herkömmlichen integrierten Sprach/Daten- Übertragungsverfahren die in der Endvermittlungsstelle für die entsprechenden Leitungstreiber bereitgestellte Betriebsspannung relativ hoch, da eine DC-Spannung für die POTS- Teilnehmerspeisung und Leitungsüberwachung bzw. ISDN- Sprachdatenübertragung, und eine zusätzliche, dynamisch ausgesteuerte Spannung für die DSL-Datenübertragung überlagert werden. Die relativ hohe Betriebsspannung führt zu einer relativ hohen Verlustleistung.

Aus Verlustleistungsgründen kann dann i. d. R. keine ADSL-Full- Rate-Übertragung (DSL-Übertragung mit voller Bandbreite; 1,1 MHz) durchgeführt werden, sondern nur eine ADSL.Lite-Übertragung (DSL-Übertragung mit halber Bandbreite; 552 kHz), da hierfür eine geringere dynamische Spannungsaussteuerung nötig ist, als für eine ADSL-Full-Rate-Übertragung (und die Verlustleistung dementsprechend geringer ist).

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine neuartige Sendeeinrichtung, sowie ein neuartiges Datenübertragungsverfahren zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung erreicht diese und weitere Ziele durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 21. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Sendeeinrichtung bereitgestellt, von welcher aus über ein- und dieselbe Leitung unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche verschiedene Signale an eine Empfangseinrichtung übertragen werden können, wobei die Sendeeinrichtung eine erste Signaltreibereinrichtung aufweist, die dann aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs Signale an die Empfangseinrichtung gesendet werden, und eine zweite Signaltreibereinrichtung, die dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zu den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs gesendeten Signalen unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs Signale an die Empfangseinrichtung gesendet werden sollen.

Bei den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs gesendeten Signalen kann es sich z. B. um DSL-Datensignale handeln, und bei den unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs gesendeten Signalen z. B. um Telefon-Sprachsignale oder Telefon- Signalisiersignale (z. B. Telefonrufsignale).

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird abhängig davon, ob DSL-Datensignale übertragen werden, oder zusätzlich Telefon-Sprachsignale oder Telefon- Signalisiersignale übertragen werden sollen, die erste oder die zweite Signaltreibereinrichtung aktiviert (und die jeweils andere Signaltreibereinrichtung deaktiviert).

Vorteilhaft ist die Höhe der der ersten Signaltreibereinrichtung zur Verfügung gestellten ersten Versorgungsspannung kleiner, als die Höhe der der zweiten Signaltreibereinrichtung zugeführten zweiten Versorgungsspannung.

Im ersten Betriebsmodus (ausschließliches Senden von DSL- Datensignalen) muß nämlich keine zusätzliche, zum Senden von Telefon-Sprach- bzw. Telefon-Signalisiersignalen notwendige Gleichspannung an die (Teilnehmeranschluß-)Leitung angelegt werden. Dadurch kann während Zeitabschnitten, zu denen keine Sprachsignale übertragen werden sollen, die Verlustleistung verringert werden.

Eine erhöhte Verlustleistung tritt nur auf, wenn gleichzeitig Daten- und Sprachsignale übertragen werden. Auch in Hauptverkehrszeiten findet i. A. maximal bei 10% bis 20% der an eine Endvermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmer- Endanschlüsse eine Übertragung von Sprachsignalen statt; wenn z. B. bei 50% dieser Teilnehmer-Endanschlüsse gleichzeitig eine Übertragung von Datensignalen durchgeführt wird, kommt es nur bei 5%-10% der Teilnehmer-Endanschlüsse zu einer erhöhten Verlustleistung. Aufgrund der hierdurch verringerten (Gesamt-)Verlustleistung ist es möglich, die Packungsdichte (d. h. die Portzahl bzw. die Anzahl der an eine Endvermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmer-Endanschlüsse) zu erhöhen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Höhe der der ersten und/oder zweiten Signaltreibereinrichtung zugeführten Versorgungsspannung in Abhängigkeit von der Länge der Leitung gewählt, und/oder deren Impedanz. Dadurch kann die Verlustleistung noch weiter verringert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Datenkommunikationssystems mit Sende/Empfangseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der von einer erfindungsgemäßen Sende/Empfangseinrichtung zur POTS- bzw. ISDN-, und zur DSL-Datenübertragung verwendeten Frequenzbänder;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zur DSL- Datenübertragung verwendeten Phasensterns; und
Fig. 4 eine schematische Detaildarstellung einer beim Datenkommunikationssystem gemäß Fig. 1 verwendeten Sende/Empfangseinrichtung.
In Fig. 1 ist ein Beispiel für ein Datenkommunikationssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das Datenkommunikationssystem 1 weist eine an ein Telefonnetz (hier: das öffentliche Telefonnetz 10) angeschlossene Endvermittlungsstelle 11 (hier: ein elektronisches Wählsystem digital bzw. EWSD) auf. In der Endvermittlungsstelle 11 sind mehrere Sende/Empfangseinrichtungen 15 vorgesehen, die über Teilnehmeranschlußleitungen 12, z. B. twisted-pair-Leitungen jeweils mit Sende/Empfangseinrichtungen 14 verbunden sind, die in Teilnehmer-Endanschlußeinrichtungen 13 angeordnet sind. Die twisted-pair-Leitungen bestehen jeweils aus zwei Adern 12a, 12b. Zur Datenübertragung über die jeweiligen Adernpaare werden differentielle bzw. symmetrische Signale verwendet.
Die Datenkommunikation zwischen den in der Endvermittlungsstelle 11 vorgesehenen Sende/Empfangseinrichtungen 15 und den Sende/Empfangseinrichtungen 14 der Teilnehmer- Endanschlußeinrichtungen 13 erfolgt mittels POTS-(Plain Old Telephone Service) bzw. ISDN-(Integrated Services Digital Network)Sprachdatenübertragung, sowie mittels xDSL-(x Digital Subscriber Line) Datenübertragung.
Gemäß Fig. 2 werden bei der xDSL-Datenübertragung mehrere in einem Frequenzbereich 6 liegende Frequenzbänder (bins) 6a, 6b, 6c, 6d verwendet, die oberhalb einer Frequenz f1 liegen. Der Frequenzbereich 5 unterhalb der Frequenz f1 wird für herkömmliche POTS- bzw. ISDN-Sprachdatenübertragung genutzt. Im Falle einer POTS-Datenübertragung beträgt f1 ungefähr 25 kHz, und im Falle einer ISDN-Datenübertragung ungefähr 130 kHz.
Zur DSL-Datenübertragung zwischen entsprechenden Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtungen 15 und Teilnehmer- Sende/Empfangseinrichtungen 14 (und umgekehrt) kann z. B. ein QAM-Verfahren eingesetzt werden. Hierbei werden für jedes Frequenzband 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Cosinusschwingungen verwendet, deren Frequenzen z. B. jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d, 6e liegen können.
Zur Codierung der zu übertragenden Daten in einer Cosinusschwingung kann z. B. der in Fig. 3 gezeigte Phasenstern 16 verwendet werden. Dieser weist mehrere konzentrische Kreise auf, denen jeweils eine Cosinus-Schwingungsamplitude bestimmter Höhe A1, A2, A3 zugeordnet ist. Auf jedem Kreis liegen - bei jeweils unterschiedlichen Winkeln φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 - mehrere (hier: 16) Punkte a, b, c, d, e, f, denen jeweils eine von mehreren verschiedenen Bits oder Bitfolgen zugeordnet ist (hier: 16 verschiedene 4-Bit-Folgen, wobei z. B. die Bitfolge "1010" dem Punkt a zugeordnet ist, die Bitfolge "1010" dem Punkt b, usw.).
Jedem der o. g. Winkel φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 ist eine entsprechende Phasenverschiebung einer Cosinusschwingung bzgl. einem in der Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtung 15 und der Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtungen 14 synchron laufenden Takt zugeordnet (bzw. bzgl. einem von der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung 14, 15 ausgesendeten Pilotton).
Die Datenübertragung innerhalb des jeweiligen Frequenzbands 6a, 6b, 6c, 6d (bins) kann dann z. B. mit Hilfe einer Cosinusschwingung erfolgen, über deren Amplitude und Phasenverschiebung jeweils eine der o. g. Bits bzw. Bitfolgen gekennzeichnet wird. Aus der Amplitude und Phasenverschiebung der jeweils empfangenen Cosinusschwingung kann in der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung 14, 15 - unter Zuhilfenahme eines dem o. g. Phasenstern 16 entsprechenden Phasensterns - das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung der in der Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 13 vorgesehenen Sende/Empfangseinrichtung 14. Die in der Endvermittlungsstelle 11 vorgesehene, mit der Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtung 14 verbundene Endvermittlungsstellen- Sende/Empfangseinrichtung 15 ist entsprechend ähnlich aufgebaut, wie die in Fig. 4 gezeigte Teilnehmer- Sende/Empfangseinrichtung 14.
Die Teilnehmer-Sende/Empfangseinrichtung 14 weist eine Breitband-Teilnehmerleitungs-Schnittstellenschaltung 2 auf (Breitband-SLIC (SLIC = Subscriber Line Interface Circuit)), an deren TIP-Anschluß bzw. RING-Anschluß jeweils eine der zwei Adern 12a bzw. 12b der o. g. Teilnehmeranschlussleitung 12 angeschlossen ist.
Die Breitband-Teilnehmerleitungs-Schnittstellenschaltung 2 ist an eine Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3 angeschlossen, die mit einem digitalen Signalprozessor DSP (DSP = digital signal processor) verbunden ist.
Die Endstufe der Breitband-Teilnehmerleitungs- Schnittstellenschaltung 2 ist doppelt ausgeführt. Sie weist z. B. vier (statt z. B. zwei) Signalverstärkungseinrichtungen bzw. Leitungstreiber 4a, 4b, 4c, 4d (z. B. entsprechende Breitband-Operationsverstärker) auf, von denen, wie unten noch genauer erläutert wird, entweder die zwei Signalverstärkungseinrichtungen 4a, 4d, oder die zwei Signalverstärkungseinrichtungen 4b, 4c die entsprechenden differentiellen bzw. symmetrischen Signale am TIP-/RING-Anschlußpaar anlegen.
Wie in Fig. 4 weiter gezeigt ist, werden im digitalen Signalprozessor DSP ein digitales Sprachsignal ("Voice"), und ein digitales Datensignal ("Data") zusammengeführt. Das Sprachsignal kann z. B. ein entsprechend gewandeltes Ausgangssignal eines Mikrofons eines Telefons sein (d. h. ein POTS- oder ISDN-Sprachdatensignal), und das Datensignal ein entsprechend gewandeltes Ausgangssignal eines Computers (d. h. ein DSL-Datensignal).
Vom digitalen Signalprozessor DSP aus wird das digitale Sprach/Datensignal über eine Leitung 17 der Analog/Digital- Wandeleinrichtung 3 zugeführt, dort in ein analoges Sprach/Datensignal umgewandelt, und über eine Leitung 18 an einen Eingang der Schnittstellenschaltung 2 weitergeleitet.
Vom Schnittstellenschaltungs-Eingang aus wird das Sprach/Datensignal über eine Leitung 19 der ersten Signalverstärkungseinrichtung 4a zugeführt, über eine Leitung 20 der zweiten Signalverstärkungseinrichtung 4b, über eine Leitung 21 der dritten Signalverstärkungseinrichtung 4c, und über eine Leitung 22 der vierten Signalverstärkungseinrichtung 4d.
Ist der Hörer des o. g. Telefons aufgelegt ("on hook"-Zustand bzw. Ruhezustand des analogen Teilnehmers), wird von einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung über eine Steuersignalleitung 23 ein Steuersignal (hier: ein logisch niedriges Enable-Steuersignal (Enable = 0)) bereitgestellt, mit welchem die erste Endstufe (d. h. u. a. die erste und vierte Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d) aktiviert, und die zweite Endstufe (d. h. u. a. die zweite und dritte Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c) deaktiviert, d. h. hochohmig geschaltet wird.
Das Steuersignal wird über eine Leitung 24 einem Inverter zugeführt, und von dort aus dem Freigabe-Steuereingang der ersten Signalverstärkungseinrichtung 4a, sowie auf entsprechende Weise über eine Leitung 27 einem weiteren Inverter, und von dort aus dem Freigabe-Steuereingang der vierten Signalverstärkungseinrichtung 4d.
Das logisch niedrige Enable-Steuersignal wird von den Invertern invertiert, so dass an den entsprechenden Freigabe- Steuereingängen der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d ein logisch hohes Steuersignal anliegt, wodurch die Signalverstärkungseinrichtungen 4a, 4d aktiviert werden.
Des weiteren wird das o. g. logisch niedrige Enable-Steuersignal von der Leitung 23 über eine Leitung 25 dem Freigabe- Steuereingang der zweiten Signalverstärkungseinrichtung 4b, sowie auf entsprechende Weise über eine Leitung 26 dem Freigabe-Steuereingang der dritten Signalverstärkungseinrichtung 4c zugeführt. An den entsprechenden Freigabe-Steuereingängen der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c liegt somit ein logisch niedriges Steuersignal an, wodurch die Signalverstärkungseinrichtungen 4b, 4c deaktiviert werden.
Wird der Hörer des o. g. Telefons abgenommen ("off hook"'- Zustand), wird von der (nicht dargestellten) Steuereinrichtung über die Steuersignalleitung 23 ein logisch hohes Enable-Steuersignal (Enable = 1) bereitgestellt, wodurch die erste Endstufe (die erste und vierte Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d) deaktiviert, d. h. hochohmig geschaltet, und die zweite Endstufe (die zweite und dritte Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c) aktiviert wird.
Ist der Hörer des Telefons aufgelegt ("on hook"-Zustand), d. h. die erste Endstufe aktiviert, und die zweite Endstufe deaktiviert, wird das an der Leitung 18 anliegende analoge Sprach/Datensignal von der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d (positiv bzw. negativ) verstärkt, und als verstärktes differentielles Ausgangssignal an ein Ausgangsleitungspaar 28, 29 ausgegeben. Dabei ist die Ausgangsleitung 28 an einen Ausgang der ersten Signalverstärkungseinrichtung 4a angeschlossen, und die Ausgangsleitung 29 an einen Ausgang der vierten Signalverstärkungseinrichtung 4d.
Das an der Ausgangsleitung 28 anliegende (positive) Teilsignal wird einem ersten Kondensator 30 zugeführt, und das an der Ausgangsleitung 29 anliegende (negative) Teilsignal einem zweiten Kondensator 31.
Der erste Kondensator 30 ist über eine Leitung 32 an eine mit dem TIP-Anschluß verbundene Leitung 33 angeschlossen, und der zweite Kondensator 31 über eine Leitung 34 an eine mit dem RING-Anschluß verbundene Leitung 35. Beim aufgelegten Zustand des Telefons ("on hook"-Zustand) wird somit das von der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d an den Ausgangsleitungen 28, 29 ausgegebene Differenzsignal kapazitiv in die Adern 12a, 12b der Teilnehmeranschlussleitung 12 eingekoppelt.
Wie in Fig. 4 weiter gezeigt ist, liegt am positiven Betriebsspannungseingang der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d jeweils eine positive Versorgungsspannung der Höhe U_+Data an, und am negativen Betriebsspannungseingang der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d jeweils eine negative Versorgungsspannung der Höhe U_-Data.
Die Höhe der Versorgungsspannung U_+Data bzw. U_-Data kann relativ klein gewählt werden, da die Leitungstreiber bzw. die Signalverstärkungseinrichtungen 4a, 4d - neben der zur Übertragung des vom digitalen Signalprozessor DSP bzw. der Leitung 18 gelieferten DSL-Signals notwendigen dynamischen Spannungsaussteuerung - keine zur Übertragung von POTS- bzw. ISDN- Sprachdaten notwendige zusätzliche Gleichspannung zur Verfügung stellen müssen.
Die Höhe der auf den mit dem TIP- bzw. dem RING-Anschluß verbundenen Leitungen 33, 35 fließenden Ströme wird von Stromsensoreinrichtungen 36, 37 gemessen. Diese liefern ein die Höhe des jeweils fließenden Stroms repräsentierendes Signal über entsprechende Leitungen 38, 39 an eine Steuereinheit 40a.
Dadurch kann z. B. festgestellt werden, wenn die Teilnehmer- Endanschlußeinrichtung 13 vom On-Hook-Zustand (Ruhezustand) in den Off-Hook-Zustand (Gesprächszustand) übergeht und umgekehrt.
Außerdem können etwaige von der Endvermittlungsstelle 11 an die Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung 13 gesendete, analoge POTS- bzw. ISDN- und DSL-Sprach/Datensignale abgetastet, voneinander getrennt, und über Leitungen 48, 49 an die Analog/Digital-Wandeleinrichtung 3 weitergeleitet werden, an deren Ausgängen dann ein digitales Sprachsignal ("Voice"), und ein digitales Datensignal ("Data") zur Verfügung gestellt wird.
Das digitale Sprachsignal kann dann zu einem (anderen) Sprachteilnehmer weitervermittelt werden, und das digitale Datensignal z. B. an den o. g. Computer weitergeleitet werden.
Wird der Hörer des Telefons abgenommen ("off hook"-Zustand) - z. B. weil ein Anruf- bzw. Wecksignal empfangen wurde, oder z. B. weil der jeweilige Nutzer des Telefons von sich aus der Endvermittlungsstelle 11 einen POTS-Verbindungsaufbauwunsch mitteilen will -, werden in der Schnittstellenschaltung 2 zwei Schalter 40, 41 nach dem Erkennen des Off-Hook-Zustands geöffnet (bzw. alternativ: geschlossen). Im Gesprächszustand übernehmen die Stromsensoren 36 und 37 zusätzlich die Leitungsüberwachung.
Der erste Schalter 40 ist mit der mit dem TIP-Anschluß verbundenen Leitung 33 verbunden, sowie mit einem ersten hochohmigen Widerstand 42 (hier: ein Widerstand mit einem Widerstand R von 1 kΩ bis 10 kΩ, insbesondere von 2,5 kΩ). Auf entsprechende Weise ist der zweite Schalter 41 mit der mit dem RING-Anschluß verbundenen Leitung 35 verbunden, sowie mit einem zweiten hochohmigen Widerstand 43 (hier: ein Widerstand mit einem Widerstand R von 1 kΩ bis 10 kΩ, insbesondere von 2,5 kΩ).
Der erste Widerstand 42 ist an eine Stromsensoreinrichtung 44 angeschlossen, die mit einer positiven Versorgungsspannung U₊ verbunden ist, und der zweite Widerstand 43 an eine mit einer negativen Versorgungsspannung U_- verbundenen Stromsensoreinrichtung 45.
Nach dem Abheben des Hörers ("off hook"-Zustand), und dem Schließen der Schalter 40, 41 kann ein Strom von der positiven Versorgungsspannung U+ über die Stromsensoreinrichtung 44, den ersten Widerstand 42, und den ersten Schalter 40 zur mit dem TIP-Anschluß verbundenen Leitung 33 fließen, von dort aus zu der mit dem RING-Anschluß verbundenen Leitung 35, sowie über den zweiten Schalter 41, den zweiten Widerstand 43 und die Stromsensoreinrichtung 45 weiter zur negativen Versorgungsspannung U_-.
Die Höhe der durch den ersten bzw. zweiten Widerstand 42, 43 fließenden Ströme wird von den Stromsensoreinrichtungen 44, 45 gemessen. Diese liefern ein die Höhe des jeweils fließenden Stroms repräsentierendes Signal über entsprechende Leitungen 46, 47 an die Steuereinheit 40a. Je nachdem, ob die Höhe der Ströme unter oder über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, wird ermittelt, dass der Hörer aufgelegt ist ("on hook"-Zustand), oder abgehoben ("off hook"-Zustand).
Wie bereits erläutert, wird dann, wenn ermittelt wird, dass der Hörer aufgelegt ist ("on hook"-Zustand), ein logisch niedriges Enable-Signal (Enable = 0) bereitgestellt, wodurch die erste Endstufe (die erste und vierte Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d) aktiviert, und die zweite Endstufe (die zweite und dritte Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c) deaktiviert wird.
Wird ermittelt, dass der Hörer abgehoben ist ("off hook"- Zustand), wird ein logisch hohes Enable-Signal (Enable = 1) bereitgestellt, wodurch die erste Endstufe (die erste und vierte Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d) deaktiviert, und die zweite Endstufe (die zweite und dritte Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c) aktiviert wird.
Ist der Hörer abgehoben, wird das an der Leitung 18 anliegende analoge Sprach/Datensignal von der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c (positiv bzw. negativ) verstärkt, und als verstärktes differentielles Ausgangssignal an das galvanisch mit der zweiten bzw. dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c verbundene Leitungspaar 33, 35 ausgegeben. Dabei ist ein Ausgang der zweiten Signalverstärkungseinrichtung 4b mit der an den TIP-Anschluß angeschlossenen Leitung 33 verbunden (positives Teilsignal), und ein Ausgang der dritten Signalverstärkungseinrichtung 4c mit der an den RING-Anschluß angeschlossenen Leitung 35 (negatives Teilsignal). In diesem Betriebszustand kann eine simultane Übertragung von Sprach- und Datensignalen stattfinden.
Nach dem Abheben des Hörers übernimmt die zweite Endstufe von der ersten Endstufe im wesentlichen unterbrechungsfrei die Datensignalübertragung. Die zwei Widerstände 42, 43 sind so bemessen, dass sie für die Frequenzen der Datensignalübertragung eine relativ hohe Impedanz darstellen.
Wie in Fig. 4 weiter gezeigt ist, liegt am positiven Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c jeweils eine positive Versorgungsspannung der Höhe U_+V&D an, und am negativen Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c jeweils eine negative Versorgungsspannung der Höhe U_-V&D.
Die Höhe U_+V&D bzw. U_-V&D der Versorgungsspannungen der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c ist größer gewählt als die Höhe U_+Data bzw. U_-Data der entsprechenden Versorgungsspannungen der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d, da die Leitungstreiber bzw. die Signalverstärkungseinrichtungen 4b, 4c - neben der zur Übertragung des vom digitalen Signalprozessor DSP bzw. der Leitung 18 gelieferten DSL-Datensignals notwendigen dynamischen Spannungsaussteuerung - zusätzlich eine zur Übertragung von POTS- bzw. ISDN-Sprachsignalen, zur Übertragung von Telefon- Signalisiersignalen (z. B. von Telefon-Rufsignalen), etc. notwendige Gleichspannung zur Verfügung stellen müssen. Da nur beim abgehobenen Zustand des Hörers (d. h. bei aktivierter zweiter, und deaktivierter erster Endstufe) relativ hohe, und ansonsten (d. h. bei aufgelegtem Zustand des Hörers bzw. bei deaktivierter zweiter, und aktivierter erster Endstufe) relativ niedrige Betriebsspannungen verwendet werden, ist die insgesamt durchschnittlich während des Betriebs der Sende/Empfangseinrichtung 14 auftretende Verlustleistung relativ gering.
Die Höhe U_-V&D der dem negativen Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c zugeführten Versorgungsspannung wird in Abhängigkeit von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung 12 gewählt. Die Teilnehmeranschlussleitungslänge kann z. B. von der o. g. Steuereinrichtung dadurch ermittelt werden, dass über die Adern 12a, 12b entsprechende Testsignale ausgesendet werden.
Bei relativ hoher Leitungslänge wird U_-V&D relativ hoch gewählt (U_-V&Dhigh), und bei relativ kleiner Leitungslänge relativ niedrig (U_-V&Dlow). Die Steuereinrichtung veranlasst, dass abhängig von der ermittelten Leitungslänge ein erster Versorgungsspannungsumschalter 50 entsprechend umgelegt wird. Der Ausgang des Versorgungsspannungsumschalters 50 ist an den negativen Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c angeschlossen. Der erste Eingang des Umschalters 50 ist mit einer Versorgungsspannung der Höhe U_-V&Dhigh, und der zweite Eingang mit einer Versorgungsspannung der Höhe U_-V&Dlow verbunden. Durch entsprechendes Umlegen des Umschalters 50 wird somit dem negativen Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c eine Versorgungsspannung entsprechender Höhe (U_-V&Dhigh oder U_-V&Dlow) zugeführt.
Auf entsprechende Weise wird auch die Höhe U_+V&D der dem positiven Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c zugeführten Versorgungsspannung in Abhängigkeit von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung 12 gewählt. Bei relativ hoher Leitungslänge wird dem positiven Betriebsspannungseingang der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c eine Versorgungsspannung der Höhe U_+V&D zugeführt; bei relativ kleiner Leitungslänge wird der positive Betgriebsspannungseingang geerdet. Dies wird durch entsprechendes Umlegen eines zweiten Versorgungsspannungsumschalters 51 durch die Steuereinrichtung erreicht.
Entsprechend wie bei der zweiten und dritten Signalverstärkungseinrichtung 4b, 4c wird auch die Höhe U_-Data der dem negativen Betriebsspannungseingang der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d zugeführten Versorgungsspannung in Abhängigkeit von der Länge der Teilnehmeranschlußleitung 12 gewählt. Bei relativ hoher Leitungslänge wird dem negativen Betriebsspannungseingang der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d eine Versorgungsspannung der Höhe U_-Dhigh zugeführt, und bei relativ kleiner Leitungslänge eine Versorgungsspannung der Höhe U_-Dlow (wobei U_-Dhigh größer als U_-Dlow ist). Die Zufuhr der entsprechenden Versorgungsspannung wird durch Umlegen eines dritten Versorgungsspannungsumschalters 52 durch die Steuereinrichtung erreicht.
Wie in Fig. 4 weiter gezeigt ist, wird dem positiven Betriebsspannungseingang der ersten und vierten Signalverstärkungseinrichtung 4a, 4d stets eine (konstante) Versorgungsspannung der Höhe U_+Data zugeführt.
Durch die Anpassung der Versorgungsspannung an die Länge der Teilnehmeranschlussleitung 12 (bzw. deren Impedanz) kann die auftretende Verlustleistung weiter verringert werden. Bezugszeichenliste 1 Kommunikationssystem
2 Schnittstellenschaltung
3 Analog/Digital-Wandeleinrichtung
4a Signalverstärkungseinrichtung
4b Signalverstärkungseinrichtung
4c Signalverstärkungseinrichtung
4d Signalverstärkungseinrichtung
5 Frequenzbereich
6 Frequenzbereich
6a Frequenzband
6b Frequenzband
6c Frequenzband
6d Frequenzband
6e Frequenzband
10 Telefonnetz
11 Endvermittlungsstelle
12 Teilnehmeranschlußleitung
12a Ader
12b Ader
13 Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung
14 Sende/Empfangseinrichtung
15 Sende/Empfangseinrichtung
16 Phasenstern
17 Leitung
18 Leitung
19 Leitung
20 Leitung
21 Leitung
22 Leitung
23 Steuersignalleitung
24 Leitung
25 Leitung
26 Leitung
27 Leitung
28 Ausgangsleitung
29 Ausgangsleitung
30 Kondensator
31 Kondensator
32 Leitung
33 Leitung
34 Leitung
35 Leitung
36 Stromsensoreinrichtung
37 Stromsensoreinrichtung
38 Leitung
39 Leitung
40 Schalter
40a Steuereinheit
41 Schalter
42 Widerstand
43 Widerstand
44 Stromsensoreinrichtung
45 Stromsensoreinrichtung
46 Leitung
47 Leitung
48 Leitung
49 Leitung
50 Versorgungsspannungsumschalter
51 Versorgungsspannungsumschalter
52 Versorgungsspannungsumschalter

Claims

1. Sendeeinrichtung (14), von welcher aus über ein- und dieselbe Leitung (12) unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6) verschiedene Signale an eine Empfangseinrichtung (15) übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (14) eine erste Signaltreibereinrichtung (4a) aufweist, die dann aktiviert wird, wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (6) Signale an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden, und eine zweite Signaltreibereinrichtung (4b), die dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zu den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) gesendeten Signalen unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (5) Signale an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden sollen.

2. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 1, bei welcher die erste Signaltreibereinrichtung (4a) unter Zwischenschaltung eines kapazitiven Bauelements (30) an die Leitung (12) angeschlossen ist.

3. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die zweite Signaltreibereinrichtung (4b) galvanisch an die Leitung (12) angeschlossen ist.

4. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) gesendeten Signale Datensignale sind.

5. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 4, bei welcher bei den Datensignalen jedem zu übertragenden Bit oder Bitfolge (a, b, c, d) ein Übertragungssignal bestimmter Amplitude (A1) und Phase (φ1) zugeordnet ist.

6. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Datensignale DSL-Datensignale sind.

7. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (5) gesendeten Signale Sprachsignale sind.

8. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (5) gesendeten Signale Telefon-Sprach- oder Telefon- Signalisiersignale sind.

9. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der ersten Signaltreibereinrichtung (4a) eine erste Versorgungsspannung zugeführt wird, deren Höhe (U_+Data, U_-Data) sich von der Höhe (U_+V&D, U_-V&D) einer der zweiten Signaltreibereinrichtung (4b) zugeführten zweiten Versorgungsspannung unterscheidet.

10. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 9, bei welcher die Höhe (U_+Data, U_-Data) der der ersten Signaltreibereinrichtung (4a) zur Verfügung gestellten ersten Versorgungsspannung kleiner ist, als die Höhe (U_+V&D, U_-V&D) der der zweiten Signaltreibereinrichtung (4b) zugeführten zweiten Versorgungsspannung.

11. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Höhe (U_-Dhigh, U_-Dlow) einer der ersten Signaltreibereinrichtung (4a) zugeführten Versorgungsspannung in Abhängigkeit von der Länge der Leitung (12) gewählt wird, und/oder deren Impedanz.

12. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Höhe (U_-V&Dhigh, U_-V&Dlow) einer der zweiten Signaltreibereinrichtung (4b) zugeführten Versorgungsspannung in Abhängigkeit von der Länge der Leitung (12) gewählt wird, und/oder deren Impedanz.

13. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die erste Signaltreibereinrichtung (4a) deaktiviert wird, wenn die zweite Signaltreibereinrichtung (4b) aktiviert wird.

14. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine zentrale Steuereinrichtung aufweist, welche mittels entsprechender Signale ein Aktivieren bzw. Deaktivieren der ersten und zweiten Signaltreibereinrichtung (4a, 4b) veranlasst.

15. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 14, bei welcher die zentrale Steuereinrichtung zum Aktivieren bzw. Deaktivieren der ersten und zweiten Signaltreibereinrichtung (4a, 4b) über eine Leitung 23 ein Steuersignal bereitstellt, welches in negierter Form der ersten Signaltreibereinrichtung (4a), und in unnegierter Form der zweiten Signaltreibereinrichtung (4b) zugeführt wird, oder in unnegierter Form der ersten Signaltreibereinrichtung (4a), und in negierter Form der zweiten Signaltreibereinrichtung (4b).

16. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die zweite Signaltreibereinrichtung (4b) in Reaktion darauf aktiviert wird, dass ein Telefon in einen abgehobenen Zustand (off hook) gebracht wird.

17. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche zusätzlich eine dritte Signaltreibereinrichtung (4d) aufweist, welche zusätzlich zur ersten Signaltreibereinrichtung (4a) dann aktiviert wird, wenn unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) Signale an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden, und eine vierte Signaltreibereinrichtung (4c), welche zusätzlich zur zweiten Signaltreibereinrichtung (4b) dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zu den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) gesendeten Signalen Signale unter Nutzung des zweiten Frequenzbereichs (5) an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden sollen.

18. Sendeeinrichtung (14) nach Anspruch 17, bei welcher die Leitung (12) zwei Adern (12a, 12b) aufweist, und die Signale von der ersten und dritten Signaltreibereinrichtung (4a, 4d) bzw. von der zweiten und vierten Signaltreibereinrichtung (4b, 4c) in Form von differentiellen Signalen auf dem Adernpaar ausgegeben werden.

19. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Analog/Digitalwandeleinrichtung (3) aufweist, welche über eine gemeinsame Leitung (18) ein Analogsignal an die erste und zweite Signaltreibereinrichtung (4a, 4b) zuführt, in Reaktion auf welches die jeweils aktivierte Signaltreibereinrichtung (4a, 4b) ein Ausgeben der entsprechenden Signale an der Leitung (12) veranlasst, welche an die Empfangseinrichtung (15) gesendet werden.

20. Sendeeinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche so ausgestaltet und eingerichtet ist, dass sie zugleich auch als Empfangseinrichtung verwendet werden kann.

21. Datenübertragungsverfahren, insbesondere zur Verwendung durch eine Sendeeinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, welches die Schritte aufweist:

- Aussenden verschiedener Signale über ein- und dieselbe Leitung (12) unter Nutzung unterschiedlicher Frequenzbereiche (5, 6),

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt aufweist:

- Aktivieren einer ersten Signaltreibereinrichtung (4a), wenn unter Nutzung eines ersten Frequenzbereichs (6) Signale ausgesendet werden, und Aktivieren einer zweiten Signaltreibereinrichtung (4b), wenn zusätzlich zu den unter Nutzung des ersten Frequenzbereichs (6) gesendeten Signalen unter Nutzung eines zweiten Frequenzbereichs (5) Signale ausgesendet werden sollen.