DE29723971U1

DE29723971U1 - Schaltungsanordnung für den Notbetrieb von Kommunikations-Endgeräten

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Publication number: DE29723971U1
Application number: DE29723971U
Authority: DE
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2007-07-11

Description

345 G 194

Schaltungsanordnung für den Notbetrieb von Kommunikations-Endgeräten

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den Notbetrieb von Kommunikations-Endgeräten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die auf digitaler Basis arbeitenden Kommunikationsnetze erfahren eine zunehmend größere Bedeutung. Über das dienstintegrierende digitale Kommunikationsnetz ISDN können Telekommunikationsdienste wie Telefon, Telefax, Datenkommunikation oder Bildübertragung in einem Netz abgewikkelt werden.
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Teilnehmerseitig wird dazu ein Netzabschlußgerät, ein sogenannter Network-Terminator (NT) bereitgestellt. Diese Abschlußeinrichtung umfaßt üblicherweise zwei ISDN-Steckdosen, an denen beispielsweise ein Mehrgeräteanschluß oder eine TK-Anlage (gegebenenfalls ein zusätzliches ISDN-Gerät) angeschlossen werden kann.

Von einem Anlagenanschluß spricht man üblicherweise dann, wenn an dem digitalen ISDN-Anschluß nur eine ISDN-Endeinrichtung, in der Regel eine TK-Anlage angeschlossen wird. Alle anderen Endgeräte sind dann nicht direkt am ISDN-Anschluß, sondern an der TK-Anlage angeschlossen. Die sogenannte Durchwahl bietet die Möglichkeit geziehlt zu einer Nebenstelle durchzuwählen.

Bei einem Mehrgeräteanschluß können mehrere ISDN-Kommuni kationssteckdosen mit einer Vielzahl von Geräten parallel geschaltet werden. An diesem sogenannten S₀_Bus können die unterschiedlichsten ISDN-Geräte angeschlossen werden.

Ein derartiger ISDN-S₀_Mehrgeräteanschluß wird üblicherweise über den Netzanschluß (NT) lokal gespeist. Fällt die Netzversorgung des Netzabschlusses (NT) bei einem Stromausfall aus, so wird der Anschluß mittels einer sogenannten Notspeisung von der Vermittlungsstelle versorgt. Diese Notspeisung liefert allerdings nur einen Teil der Leistung, die bei Normalbetrieb zur Verfügung steht. Aus diesem Grund kann bei Notspeisung nur ein Endgerät versorgt werden. Alle anderen Endgeräte sind dabei außer Funktion.

Um in diesem Falle bei Notbetrieb (nach Ausfall der Netzspeisung) zu gewährleisten, daß nur eines von mehreren angeschlossenen Endgeräten noch betrieben und alle anderen Endgeräte abgeschaltet werden, ist vorgesehen, daß bei Notbetrieb eine Umpolung der Speisespannung zu den Endgeraten hin stattfindet. Damit kann also nur ein einziges

ausgewähltes notstromtaugliches Endgerät betrieben werden, welches auch mit einer umgepolten Speisespannung arbeiten kann, wodurch der Betrieb aufrecht erhalten wird.

Ein notstromtauglicher Betrieb lediglich eines angeschlossenen Endgerätes in dem vorstehend erläuterten Mehrgeräteanschluß ist aber grundsätzlich auch im Falle einer angeschlossenen Telekommunikationsanlage (TK-Anlage) möglich, wie dies unter anderem in der DE 42 03 477 Al beschrieben ist.

Daraus ist bekannt, daß im Normalbetrieb eine TK-Einrichtung mit der S₀.Schnittstelle eines digitalen ISDN-Netzes in Verbindung steht und darüber die Endgeräte angeschlossen sind und betrieben werden. Fällt in der Telekommunikationseinrichtung selbst die Stromversorgung aus, so soll eine Direktverbindung zu einem Endgerät der Anschluß hergestellt werden. Dabei soll die leitungsseitige Stromversorgung in einer Polarität den Endgeräten angeboten wer-0 den, die - wie oben für den Fall eines Mehrgeräteanschlusses erläutert - für den Notbetriebszustand vorgesehen ist.

In dem bei Ausfall der Stromversorgung geschalteten Direktweg zwischen dem Netzabschluß (NT) und den Endgeräten ist für jede Übertragungsrichtung deshalb ein Übertrager vorgesehen. Die Mittelpunkte dieser Übertrager sind mit einer Gleichrichterbrücke verbunden, wobei die Wechselstromeingänge der Gleichrichterbrücke an die zum Netzabschluß führenden Halten angeschlossen sind. Die Gleich-Stromausgänge der Gleichrichterbrücke sind so mit den zu

den Endgeräten führenden Hälften der Übertrager verbunden, daß den Endgeräten die für den Notbetriebszustand vorgesehene Polarität der vom Netzabschluß gelieferten Spannung angeboten wird.
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In jedem Falle wird also bei den mehreren angeschlossenen Endgeräten ein Endgerät benötigt, das von Hause aus notstromtauglich ist, d.h. auch betriebsbereit ist, wenn ihm eine Speisespannung mit zum üblichen Normbetrieb umgekehrter Polarität zugeführt wird.

Derartige notstromtaugliche Endgeräte sind aber insgesamt deutlich teuerer, da ein zusätzlicher nicht unbeachtlicher Hardware- und Signalisierungsaufwand erforderlich ist (zum Teil auch ein zusätzlicher Softwareaufwand).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine demgegenüber verbesserte Schaltungsanordnung für den Notbetrieb von Kommunikations-Endgeräten zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Erfindungsgemäß ist es nicht mehr notwendig, daß bei mehreren an einem digitalen Kommunikationsnetz angeschlossenen und betriebenen Endgeräten ein separates notstromtaugliches Endgerät vorgesehen sein muß. Mit anderen Worten 0 können alle Endgeräte von Hause aus nur für den normalen

Betriebszustand eingerichtet sein, müssen grundsätzlich also nicht notstromtauglich sein.

Erfindungsgemäß ist dabei eine zusätzliche Schaltungsanordnung vorgesehen, die einem Endgerät vorgeschaltet werden kann, um dieses notstromtauglich zu machen. Diese zusätzliche Schaltungsanordnung gewährleistet, die Polarität bei der Notstromspeisung so umzukehren, daß das nachgeschaltete Endgerät wie im Normalbetrieb gespeist wird. Dadurch können alle anderen Endgeräte am angeschlossenen S₀_Bus den Notbetrieb erkennen (durch die vom Normalbetrieb abweichende Polarität der Spannung) und schalten automatisch ab.

Ein Polumschalter für ISDN-Telefone ohne Steckernetzteil ist grundsätzlich auch aus der DE 296 01 980 Ul bekannt geworden. Dort wird vorgeschlagen, ein Gerät zur Polumkehrung vorzusehen, welches die Verbindung zwischen dem Netzteil-Basis-Anschluß (NTBA) und dem einzig vorgesehenen Telefonapparat ersetzt. Die Vorrichtung enthält dazu eine Schaltung zur Erkennung einer Polaritätsänderung des So-Datenbusses, der bei Netzausfall zustande kommt und somit eine Telefonie nicht mehr ermöglicht. Im Moment der Polaritätsveränderung bei Netzausfall soll der S₀-Wechsler durch Umpolung die richtige Polarität wiederherstellen und somit ein Telefonieren ermöglichen.

Ganz abgesehen davon, daß eine derartig vorbekannte Einrichtung nur den Anschluß eines einzigen vorgesehenen Telefonapparates an einem Netzteil-Basis-Anschluß ermög-

licht, ist die Anlage wegen einer nachteiligen Signalveränderung auch insgesamt kaum betriebsfähig.

Demgegenüber schlägt die vorliegende Erfindung neben einer Schaltungseinrichtung zur Polarisations-Umkehrung (welche bei mehreren angeschlossenen Telefonen allerdings nur einem einzigen Endgerät vorgeschaltet wird, um dieses notstrombetriebstauglich zu machen), ferner vor, daß die Einspeisung in die zusätzliche Schaltungsanordnung wie aber auch die Auskopplung in die zum Endgerät führenden Anschlußleitungen jeweils induktiv oder zumindest im wesentlichen induktiv erfolgt. Bevorzugt werden dazu mehrere Einzelübertrager verwendet. Ferner ist erfindungsgemäß auch wichtig, daß die Anzapfung netz- wie endgeräteseitig mittig erfolgt, da nur durch eine symmetrische Stromauskopplung und Stromeinkopplung der gewünschte symmetrische Signalübergang sichergestellt werden kann.

Bevorzugt wird dabei die zusätzliche Schaltungsanordnung als separter Gerätebaustein ausgebildet, der einem ausgewählten Endgerät vorgeschaltet wird. Bei Bedarf kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aber auch an einem derartigen Gerät problemlos beispielsweise als Baustein nachrüstbar integriert sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die vom Netzabschluß oder einer TK-Anlage bereitgestellte Speisespannung netzabschlußseitig an einer Mittelanzapfung eines S₀Übertragers ausgekoppelt und über einen Brückengleichrichter an einer Mittelanzapfung des selben S₀Über-

tragers endgeräteseitig eingekoppelt. Diese Anordnung stellt dem Endgerät in jedem Betriebsfall die richtige Polarität für den Normalbetrieb zur Verfugung.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß zur Optimierung der Anordnung ein zusätzliches energiespeicherndes Element vorgesehen ist, welches beispielsweise als Pufferkondensator realisiert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 : Ein Beispiel für den Aufbau eines Netzabschlusses (NT), und
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Figur 2 : eine erfindungsgemäße einem Endgerät vor-

schaltbare Schaltungsanordnung, um dieses notstromtauglich zu machen.

In Figur 1 ist ein Beispiel für einen ISDN-So-Mehrgeräteanschluß näher gezeigt, dessen Netzabschluß (NT) lokal gespeist wird.

Der Netzabschluß (NT) gemäß Figur 1 ist telekommunikationsseitig über einen Übertrager 3 mit den netzseitigen Anschlußseiten 5 mit einer Vermittlungsstelle verbunden.

Teilnehmerseitig ist ein erster und zweiter S₀_Übertrager vorgesehen, dessen vier teilnehmerseitige Anschlußleitungen 13 zu den in Figur 1 nicht näher gezeigten Endgeräten

TE führen.

Zwischen dem netzseitigen Übertrager 3 und den teilnehmerseitigen S₀_Übertragern 9, 11 ist eine Input-Output-Übertragungsschnittstelle (IOM) vorgesehen, worüber die Telekommunikation vom Teilnehmer in das Telekommunikationsnetz und umgekehrt abgewickelt wird.

Wie aus Figur 1 auch ersichtlich ist, ist ferner noch eine Einrichtung 17 zur Lokalspeisung und Netzüberwachung des Anlagenabschlusses (NT) vorgesehen, die am Wechselstromnetz, üblicherweise am 220 Volt-Netz angeschlossen ist.

Über diese Einrichtung 17 wird über einen Minusausgang 19 und einen Plusausgang 21 eine Gleichstromspannung mit der für den Normalbetrieb üblichen Polarität an die Mittelpunkte der teilnehmerseitigen Übertrager 9 und 11 eingespeist .

Dabei ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Plus-Anschluß 21 über eine Speiseleitung 23 mit der Mittelanzapfung des ersten S₀.Übertrages 9 verbunden, wohingegen der Minus-Ausgang der Einrichtung 17 über eine Speiseleitung 25 mit der Mittelanzapfung des zweiten teilnehmerseitigen Übetrages 11 über einen in der Speiseleitung 25 geschalteten Umschalter 27 verbunden ist. Der Umschalter 27 nimmt dabei im Normalbetrieb die in Figur 1 gezeigte Stellung ein, worüber der Netzabschluß (NT) lokal gespeist wird.

Schließlich ist auch noch ein Gleichstrom-Umsetzer 29

vorgesehen, dessen beide Anschlußleitungen 31 mit den vermittlungsstellen-seitigen Anschlußleitungen 5 in Verbindung steht. Dessen Plusausgang 33 ist mit dem anderen Eingang des Umschalters 27 verbunden. Der Minusausgang des Umsetzers 29 ist mit der Plusspeiseleitung 23 verbunden.

Im üblichen Betrieb erfolgt die Speisung des Netzabschlusses (NT) lokal über die Einrichtung 17 zur Lokalspeisung und Netzüberwachung, wobei den angeschlossenen Endgeräten TE die Polarität der Speisespannung so zugeführt wird, daß alle angeschlossenen Endgeräte TE im üblichen Betriebsmodus betrieben werden.

Bei Ausfall der Lokalspeisung 17, worüber über eine Steuerleitung 35 auch der Umschalter 27 angesteuert wird, erfolgt nunmehr automatisch bei Ausfall der Spannung eine Umschaltung des Umschalters 27 von der in Figur 1 gezeigten Norm-Betriebsstellung in die Not-Betriebsstellung, so daß nunmehr der Plus-Ausgang 33 des Gleichstromumsetzers 29 für den Notbetrieb mit der Speiseleitung 25 und der Minusausgang des Gleichstromumsetzers 29 mit der Speiseleitung 23 in Verbindung steht. Dadurch wird also nunmehr den teilnehmerseitigen Endgeräten TE eine Speisespannung mit umgekehrter Polarität zur Verfügung gestellt, die von der telekommunikationsseitigen Vermittlungsstelle zur Verfügung gestellt wird. Die Stromauskopplung und Stromeinkopplung am Übertrager 3 bzw. den beiden teilnehmerseitigen Übertragern 9, 11 erfolgt jeweils symmetrisch und mittig.

Dadurch sind alle angeschlossenen Endgeräte aufgrund der

umgekehrten Polarität nicht mehr betriebsbereit. Um nunmehr allerdings ein Endgerät auch für die Notstromsituation noch betriebsbereit zu halten, wozu die von der Vermittlungsstelle eingespeiste Versorgungsspannung grundsätzlich ausreichend ist, ist die in Figur 2 wiedergegebene Zusatzeinrichtung 36 vorgesehen, wobei die von dem auch im Notbetrieb funktionstüchtigen Endgerät über die Zusatzeinrichtung zum Netzabschluß NT führenden Leitungen 13'b sowie die in umgekehrter Richtung zum nachgeschalteten Endgerät TE führenden Leitungen 13'a jeweils von den Leitungen 13b und 13a abzweigen. Dabei ist die in Figur 2 gezeigte Zusatzeinrichtung nur einem Endgerät TE vorgeschaltet, um eines von mehreren Endgeräten auch im Notstromfalle betriebstauglich und damit funktionstüchtig zu halten.

Die gemäß Figur 2 wiedergegebene Zusatzeinrichtung 3 6 besteht aus einer Schaltungsanordnung zur Polaritätsbeibehaltung unabhängig davon, ob netzabschlußseitig eine PoIaritätsumschaltung von Normbetrieb auf Notbetrieb stattfindet oder nicht.

Dazu ist einmal in den beiden zwischen dem nachgeschalteten Endgerät TE und dem Netzabschluß NT führenden teilnehmerseitigen Anschlußleitungen 13, d.h. einmal zwischen den beiden zu dem nachgeschalteten Endgerät TE hinführenden teilnehmerseitigen Anschlußleitungen 13a und der vom angeschlossenen Endgerät TE zum Netzabschluß NT in umgekehrter Richtung führenden teilnehmerseitigen Anschlußleitung 13b ein erster und zweiter Übertrager 37, 39 geschaltet

ist. Dabei wird die Speisespannung netzabschlußseitig jeweils an einer Mittelanzapfung des ersten S₀.Übertrages 37 sowie des zweiten S₀.Übertragers 39 ausgekoppelt und über einen Brückengleichrichter 41 jeweils an einer Mittelanzapfung desselben S₀_Übertragers 37, 39 endgeräteseitig eingekoppelt.

Diese Anordnung arbeitet derart, daß bei üblicher netzabschlußseitiger Lokalabspeisung die allen Endgeräten über die Anschlußleitung 13 zugeführte Polarität auch ausgangsseitig an der Zusatz-Schaltungseinrichtung 36 unverändert aufrecht erhalten wird.

Bei Ausfall der lokalen Net&zgr;versorgung und bei Umschaltung der Polarität an den teilnehmerseitigen Anschlußleitungen 13 bewirkt die erläuterte Zusatz-Schaltungseinrichtung 36 jedoch, daß die eingangsseitig anliegende Polarität wieder umgepolt wird, so daß ausgangsseitig dem nachgeschalteten Endgerät TE die für den üblichen Normalbetrieb gültige Polarität der Speisespannung zugeführt wird. Durch diese Anordnung wird also dem der Zusatz-Schaltungseinrichtung 36 nachgeschalteten Endgerät TE in jedem Betriebsfall die gleiche richtige Polarität für den Normalbetrieb zur Verfügung gestellt.

Der Brückengleichrichter 41 arbeitet dabei üblicherweise so, daß die von der Netzabschlußeinrichtung NT gelieferte Spannung an der Mittelpunkten der Übertrager 3 9 abgegriffen und mit den Wechselstromeingängen des Brückengleichrichters 41 verbunden sind. Die Gleichstromausgänge des Brückengleichrichters sind dann mit den erwähnten Mittel-

anzapfungen der Endgeräte seitlich nachgeschalteten Übertragerwicklungen verbunden, wobei der Plus-Ausgang mit den endgeräteseitigen Anschlußleitungen 13b und der Minus-Ausgang des Brückengleichrichters 41 mit den endgeräteseitigen Anschlußleitungen 13a verbunden ist.

Eine weitere Optimierung kann dadurch realisiert werden, daß zusätzlich noch ein energiespeicherndes Element beispielsweise in Form eines Kondensators C (Pufferkondensator) vorgesehen ist. Im Falle einer Umschaltung von Normal- auf Notbetrieb kann es nämlich zu einer kurzen Spannungsunterbrechung kommen, die dann von dem Pufferelement aufgefangen wird. Dadurch läßt sich eine störungsfreie Umschaltung realisieren. Das energiespeichernde Element kann dabei derart aufgebaut sein, daß es für einen gewissen Zeitraum den Normalbetrieb des angeschlossenen Endgerätes ganz oder teilweise aufrecht erhält.

Aus dem erläuterten Ausführungsbeispiel geht auch hervor, daß die Zusatzeinrichtung gemäß Figur 2 eine Stromauskopplung und Stromeinkopplung vorsieht, die induktiv oder zumindest im wesentlichen induktiv arbeitet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind hierfür Übertrager 37, 3 9 vorgesehen. Die Schaltung könnte insoweit auch beispielsweise mittels Drosseln aufgebaut und umgesetzt sein.

Claims

345 G 194 Schutzansprüche:

1. Schaltungsanordnung für den Notbetrieb zumindest eines Endgerätes (TE) von mehreren Kommunikations-Endgeräten, die im Normbetrieb gleichzeitig betreibbar sind, und die insbesondere über eine für das Digitalnetz (ISDN) genormte S₀.Schnittstelle betrieben werden, mit den folgenden Merkmalen

im Normalbetrieb sind die Endgeräte (TE) mit dem Netzabschluß (NT) direkt oder über eine zwischengeschaltete Telekommunikations-Einrichtung verbunden,

- den Endgeräten (TE) wird im Normalbetrieb eine für den Normalbetrieb vorgesehene Polarität der Speisespannung zugeführt, und

- im Notbetrieb bei Ausfall der Lokalspeisung im Netzabschluß (NT) und/oder in einer vorgesehenen Telekommunikationseinrichtung wird in die endgeräteseitigen Anschlußleitungen (13) eine Speisespannung mit zum Normbetrieb umgekehrter Polarität eingespeist,

0 gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale

- die Schaltungsanordnung besteht aus einer Zusatz-Schal-

tungseinrichtung (36), die einem von mehreren Endgeräten (TE) vorschaltbar ist, um dieses eine Endgerät (TE) notbetriebstauglich zu machen,

- an der Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) liegt endgeräteausgangsseitig eine für den Normbetrieb gültige Polarität der Speisespannung an, unabhängig davon, ob eingangsseitig zu der Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) die Polarität der Speisespannung der Polarität für den Normbetrieb oder der umgekehrten Polarität für den Notbetrieb entspricht,

- die Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) ist mit einer induktiv oder im wesentlichen induktiv arbeitenden Stromauskopplung und Stromeinkopplung zur Spannungsversorgung des nachgeschalteten Endgerätes (TE) versehen, und

- die Stromauskopplung und/oder die Stromeinkopplung ist bei der Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) zumindest im wesentlichen symmetrisch aufgebaut.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) als separater Gerätebausein ausgebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) als Baustein in dem Endgerät nachrüstbar ist.

. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) einen Brückengleichrichter (41) umfaßt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein energiespeicherndes Element (C) vorgesehen ist, worüber auch bei einer kurzen Spannungsunterbrechung, insbesondere bei Umschaltung von Normal- auf Notbetrieb, das nachgeschaltete Endgerät (TE) mit Spannung versorgbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Schaltungseinrichtung (36) zwei Übertrager (37, 39) umfaßt, die jeweils an ihren beiden Übertragungswicklungen mit einer Mittelanzapfung zur Stromauskopplung und Stromeinkopplung versehen sind.