DE3436722A1 - System fuer breitbandkommunikation ueber glasfasern - Google Patents

Description

• System für die Breitbandkommunikation über
• Glasfasern Die Erfindung betrifft ein System zur Breitbandkommunikation gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Ein solches System ist beispielsweise bekannt geworden durch den Aufsatz "Systemversuch zur breitbandigen Dienstintegration in Glasfaserfernmeldeortsnetzen von Dr. Wolfgang Schmidt in NTZ Band 35, (1982) Heft 11, Seite 680-684, oder durch den Aufsatz Architectural and Technology Aspects of Broadband Switching von Bauch et al in International Switching Symposium ISS '84, Florence, vom 7.-11. Mai 1984.
• Die Einführung eines Breitbandnetzes-für Individualkommunikation wird entscheidend von den Kosten der teilnehmerindividuellen Einrichtungen beim Teilnehmer und in der Vermittlung (Teilnehmersatz) beeinflußt.
• Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Realisierung dieses Teilnehmersatzes anzugeben.
• Die Lösung der Erfindung erfolgt mit den im Hautanspruch gekennzeichneten Merkmalen.
• Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems liegen darin, daß in der vermittlungsseitigen teilnehmerindividuellen Einrichtung (Teilnehmersatz) sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung zwischen Breitband- und Schmalbandkoppelfeld und der Teilnehmeranschlußleitung eine Schaltungseinheit mit dem gleichen Aufbau und den gleichen Funktionen zur Aufbereitung, Multiplexbildung und zum Trennen von ISDN-Schmalbandkanal (2 Mbit/s) und Breitbandkanal (140 Mbit/s) verwendet werden kann.
• Diese Schaltungseinheit weist eine derartige Struktur auf, daß mit relativ wenig Baugruppen die geforderten Funktionen erfüllt werden können.
• Die in den Patentanmeldungen P 32 27 780 (BK 82/80) und P 32 30 943 (BK 82/128) vorgeschlagenen Rahmenstrukturen eignen sich vorzüglich für den erfindungsgemäßen Teilnehmersatz.
• Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.
• Die Figur 1 zeigt ein Übersichtsschaltbild der Vermittlungsseite.
• In Figur 2 ist ein detailliertes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Teilnehmersatz dargestellt.
• Die Figur 3 zeigt eine Einzelheit gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des breitbandkoppelseitigen Eingangs des Teilnehmersatzes.
• Figur 4 schließlich zeigt eine relativ unaufwendige Anpassungsschaltung, die es gestattet, als Ersatz für die optische Empfangs- und Sendeeinrichtung den Teilnehmersatz auch im Fernanschlußbereich einzusetzen.
• In Figur 1 sind links Lichtwellenleiter LWL als Teilnehmeranschlußleitungen für die Teilnehmer TLn1 bis n erkennbar.
• Sie enden in einem ersten vermittlungsseitigen Gestell GStl in einer Leitungsendeinrichtung LE. Die Leitungsendeinrichtung LE ist Teil eines Teilnehmersatzes TS und innerhalb dessen mit einem Demultiplexer DEMUX' und einem Multiplexer MUX' verbunden.
• Der Demultiplexer DEMUX' hat einen Schmalbandsignalausgang, der über eine Schnittstellenanpassung SA, die der genormten Schnittstelle nach CCITT G.703,6 genügt, nach außerhalb des Gestells zu einem Schmalbandkoppelfeld DIV einer Schmalbandvermittlung führt. Das von diesem Koppelfeld ankommende Signal in der Gegenrichtung wird ebenfalls über eine Schnittstellenanpassung SA angepaßt und auf den Schmalbandsignaleingang des Multiplexers MUX' geführt. Der Breitbandsignalausgang des Demultiplexers DEMUX' in den einzelnen Teilnehmersätzen TS wird jeweils auf den Trichtereingang eines Konzentrators KZT geführt, durch den die Anzahl der Anschlüsse zwischen den Teilnehmern und einem in einem zweiten Gestell GSt2 sich befindlichen zentralen Breitbandkoppelfeld reduziert wird. Die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Gestellen sind beidseitig über Schnittstellenanpassschaltungen SA, die der genormten Schnittstelle nach CCITT G.703,9 genügen, angepaßt.
• Diese Schnittstellenanpassungen SA enthalten im Falle einer Übertragungsrate von 139,264 Mbit/s sendeseitig jeweils einen CMI-Coder und empfangsseitig eine Amplitudenentzerrerbaugruppe, eine Taktableitung und einen CMI-Decoder. In der umgekehrten übertragungsrichtung werden die Breitbandsignale von dem zentralen Breitbandkoppelfeld über den Konzentrator KZT auf den Breitbandsignaleingang des Multiplexers MUX' in den einzelnen Teilnehmersätzen TS zugeführt.
• Durch eine derartige Zusammenfassung von Leitungsendeinrichtungen LE und Muldex-Einrichtungen zu Teilnehmersätzen TS und durch eine weitere Zusammenfassung eines solchen Leitungssatzes mit einem Konzentrator KZT in einem einzigen Gestell Gst1 werden ein flexibler Aufbau und eine flexible Erweiterung von Breitbandvermittlungseinrichtungen ermöglicht, wobei die Anzahl der Schnittstellenanpassungen SA zwischen den Muldex- und Koppelfeld-Gestellen um den onzentrationsfaktor reduziert wird und in gleicher Weise an Kabel- und Steckeraufwand eingespart wird.
• In Figur 2 ist der Aufbau des Teilnehmersatzes TS mit den einzelnen Funktionsbausteinen Leitungsendeinrichtung LE, Empfangsteil ET, Sendeteil ST, Ein- und Ausgangsverstärker V und Steuerung dargestellt. Für beide Übertragungsrichtungen Vermittlung zum Teilnehmer und umgekehrt wird eine gemeinsame Glasfaser LWL vorgesehen. Die Leitungsendeinrichtung LE besteht aus einem Duplexer Dx (optische Weiche), einem optischen Empfänger und einem optischen Sender mit integrierten Verstärkern. Die Leitungsendeinrichtung ist hybrid aufgebaut. Im Empfangsteil ET wird der 139,264-MHz-Takt mittels einer Phasenregelschleife PLL aus dem Datenstrom gewonnen. Alternativ dazu kann auch ein SAW-Filter eingesetzt werden. Die Daten werden einem Serien-/Parallelwandler S/P übergeben, in dessen Eingangsstufe auch die Zeitregenerierung der Daten erfolgt. Eine Rahmenerkennungsschaltung erkennt die Rahmenstruktur und startet die Datenbussteuerung, welche die aus dem Serien-/Parallelwandler kommenden 8-Bit-breiten Datenworte im Demultiplexer DEMUX in die jeweils dort vorgesehenen Pufferspeicher für einen 2-Mbit/s-ISDN-Kanal, für einen Bildkanal (beispielsweise 135 Mbit/s), für einen Tonkanal (beispielsweise 1 Mbit/s) und für Meldesignale schreibt.
• Die Schreibtakte für die Pufferspeicher werden durch Teilung aus einem Taktnormal von 139,264 MHz abgeleitet. Die Pufferspeicher des Demultiplexers DEMUX haben die Aufgabe, die positiv gestopften Kanäle ISDN, Bild und Ton zu entstopfen.
• Die dazu benötigen Lesetakte werden aus den Schreibtakten und aus der in der Bussteuerung ausgewerteten Stopfinformation (Stopfkennung) mittels weiterer Phasenregelschleifen PLL bei 2 MHz, 16,9 MHz und 1 MHz abgeleitet. Die Erzeugung der Schreibtakte, die Rahmenerkennung und der Serien-/Parallelwandler sind beispielsweise günstig als ECL-Gate-Array, der Demultiplexer DEMUX mit den Pufferspeichern und die Datenbussteuerung in einem CMOS-Gate-Array realisierbar.
• Der mit Hilfe des Demultiplexers DEMUX gewonnene 2-Mbit/s-ISDN-Datenstrom wird in einer Leitungsanpassung LA mit HDB3-Codierung der digitalen Schmalbandvermittlung DIV zugeführt. Bild-, Ton- und Meldeinformation gelangen zu einem Multiplexer MUX mit entsprechenden Pufferspeichern, in denen durch positives Stopfen die Bitraten an die Frequenz des Taktnormals angeglichen werden. Der Datenbusausgang des Multiplexers wird in einem Parallel-/Serienwandler in einen seriellen Datenstrom umgewandelt, welcher über einen Vetstärker V zum Konzentrator KZT bzw. zum Breitbandkoppelfeld geführt wird.
• Die Angleichung an das Taktnormal erfolgt vorteilhafterweise für alle Teilnehmersätze gleich, was den großen Vorteil bringt, daß im nachfolgenden Konzentrator und im zentralen Breitbandkoppelfeld keine Störungen durch Schwebungsvorgänge aufgrund langsam aneinander vorbeilaufenden 139,264-MHz-Takte der Individualkanäle auftreten können. Konzentrator und Breitbandkoppelfeld sind damit jeweils taktsynchron.
• Eine solche Taktsynchronität bringt weitere Vereinfachungen bei der Zeichenregenerierung in den speziellen Anpassungen SA zwischen den Gestellen und nach der Durchschaltung durch das Breitbandkoppelfeld. Aufgrund der Taktsynchronität ist die Frequenz bekannt, weshalb man nur eine Anpassung an die Phase des individuellen Kanals benötigt.
• Damit ergibt sich eine Vereinfachung auch im Teilnehmersatz in der Signal richtung vom Breitbandkoppelfeld zur Teilnehmeranschlußleitung (siehe auch Figur 3).
• In der umgekehrten Übertragungsrichtung vom Koppel feld zur Teilnehmeranschlußleitung sind die gleichen Funktionen wie in der Empfangsrichtung erforderlich. Die oben beschriebenen Bausteine für die Empfangsrichtung sind in dem Block Empfangsteil ET in der Figur 2 zusammengefaßt, die gleichen Bausteine sind für die Senderichtung in dem Block Sendeteil ST erkennbar. Der einzige Unterschied zwischen Sendeteil und Empfangsteil ist der, daß im Sendeteil bei der Multiplexbildung der 2-Mbit/s-ISDN-Kanal von der Schmalbandvermittlung DIV herrührend eingefügt wird. Ferner ist zwischen Sendeteil und Eingang optischer Sender eine Umwandlung "Non Return to Zero" nach "Return to Zero NRZ/RZ eingefügt.
• Zu Prüfzwecken der Teilnehmeranschlußleitung ist es möglich, den Ausgang des Parallel-/SerienT»andlers im Empfangsteil (Richtung zum Koppelfeld) auf den Eingang des Serien-/ Parallelwandlers im Sendeteil (Richtung vom Koppelfeld) zu schalten. Diese Prüfsohleife ist durch die Teilnehersatzsteuerung aktivierbar. Diese Steuerung enthält eine Mikroprozessorbaugruppe und übernimmt aus dem Demultiplexer DEMUX des Empfangsteils vom Teilnehmer kommende Zeichengabeinformationen über eine Leitung Melde und übergibt Zeichengabeinformationen über eine Leitung Melde/Zeichengabe, welche zum Multiplexer MUX des Sendeteils führt.
• In Figur 3 ist der Breitbandsignaleingangsteil des Sendeteils ST im Detail gezeichnet, wobei anstelle der 139,264-MHz-Takt-Phasenregelschleife ein Taktnormal von 139,264 MHz benutzt wird und vor dem Dateneingang des Serien-/Parallelwandlers eine Phasenanpassungsschaltung d eingefügt ist. Durch eine solche Schaltung ergibt sich eine erhebliche Aufwandsminderung.
• Der Teilnehmersatz gemäß Figur 2 läßt sich mit seinem Empfangs- und Sendeteil auch vorzüglich im Fernanschlußbereich verwenden. Dazu sind lediglich der Austausch der Leitungsendeinrichtung LE durch einen CMI-Coder und -Decoder und durch eine Leitungsentzerrungsschaltung mit einer aufwandsgünstigen Taktableitung erforderlich. Mit diesen beiden in ECL- bzw. Dickschichttechnik ausgeführten Bausteinen erfolgt die Anpassung an die standardisierte 140-Mbit/s-Schnittstelle nach CCITT G.703,9rso daß vorhandene Leitungsendgeräte auf Koaxialkabelbasis oder Glasfaserbasis wie LE 140 Kx oder LE 140 Gf oder Multiplexer für 560 Mbit/s, wie DSMX 140/565 Kx angeschlossen werden können.
• Die geschilderten und beschriebenen Bausteine sind in Figur 4 dargestellt.
• Eine andere Möglichkeit, den beschriebenen Teilnehmersatz auch im Fernanschlußbereich einsetzen zu können, besteht darin, anstelle der CCITT G.703,9-Schnittstelle eine neue Schnittstelle auf Glasfaserbasis zu definieren.
• Dann könnte der Teilnehmersatz sowohl im Teilnehmeranschlußbereich als auch im Fernanschlußbereich ohne Umstellung oder Ergänzung identisch verwendet werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. System für breitbandintegrierte Kommunikation über Glasfaser mit zentralen und teilnehmerseitigen Einrichtungen, welche jeweils über Lichtwellenleiter mit der zugeordneten zentralen Einrichtung verbunden sind, wobei in der zentralen Einrichtung für jeden Teilnehmer ein Teilnehmersatz vorgesehen ist, der einen optischen Sender und einen optischen Empfänger sowie Multiplex- und Demultiplexeinrichtungen enthält, wobei mehrere Teilnehmersätze in einem Gestell zusammengefaßt sind und wobei in diesem Gestell ein Konzentrator vorgesehen ist, durch den die Anzahl der Verbindungsleitungen zwischen einem zentralen Breitbandkoppelfeld und den Teilnehmersätzen auf eine Anzahl reduziert wird, die kleiner ist als die Anzahl der angeschlossenen Teilnehmersätze, und wobei die Leitungssätze vermittlungsseitig mit Schnittstellenanpassungen versehen sind, die über Gestellverbindungsleitungen zu einem zentralen Schmalband-Koppelfeld führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilnehmersatz (TS) den folgenden Aufbau aufweist: Leitungsendeinrichtung (LE) mit optischem Sender und optischem Empfänger, welche über einen Duplexer mit dem Lichtwellenleiter (LWL) verbunden und mit integrierten Verstärkern hybrid aufgebaut sind, ein Empfangsteil (ET, DEMUX'), in dem folgende Funktionen realisiert sind: aus dem empfangenen Datenstrom wird der 139,26-MHz-Takt mittels einer PLL-Schleife oder mittels eines SAW-Filters gewonnen, die Empfangsdaten werden einem Serien-/Parallelwandler übergeben, in dessen Eingangsstufe eine zeitliche Regenerierung der Empfangdaten erfolgt, eine Rahmenerkennungsschaltung erkennt die Rahmenstruktur und steuert die Datenbussteuerung, welche die aus dem Serien-/Parallelwandler kommenden z.B. 8 Bit breiten Datenworte in einem Demultiplexer (DEMUX) in die jeweiligen Pufferspeicher für einen 2 Mbit/s-ISDN-Kanal, für einen Bildkanal (z.B. 135 Mbit/s), für einen Tonkanal (beispielsweise 1 Mbit/s) und für Meldesignale einschreibt, die Schreibtakte für diese Pufferspeicher werden durch Teilung aus dem 139,264-MHz-Takt abgeleitet, durch die Pufferspeicher des Demultiplexers (DEMUX) werden die positiv gestopften Kanäle ISDN, Bild und Ton entstopft, wobei die dazu benötigten Lesetakte aus den Schreibtakten und aus der in der Bussteuerung ausgewerteten Stopfinformation (Stopfkennung) mittels PLL-Schleifen (z.B. bei 2 MHz, bei 16,9 MHz und bei 1 MHz) abgeleitet werden, Bild-, Ton- und Meldeinformation werden in einem Multiplexer (MUX) zusammengefaßt, der entsprechende Pufferspeicher aufweist, in denen durch positives Stopfen die Bitraten an die Frequenz des Taktnormals von 139,264 MHz angeglichen werden, der Ausgang dieses Multiplexers (MUX) ist über einen Parallel/Serienwandler mit dem Trichtereingang des Konzentrators (KZT) verbunden, daß zwischen Trichtereingang des Konzentrators und optischem Sendereingang ein Sendeteil (ST) für die Senderichtung eingefügt ist, der den gleichen Aufbau und die gleichen Funktionen aufweist wie der Empfangsteil (ET), dessen Demultiplexer (DEMUX) jedoch kein integriertes Schmalbandsignal (ISDN) und kein Melde-/Zeichengabe-Signal liefert und in dessen Multiplexer (MUX) neben dem Bild-, Ton- und Meidesignal aus dem Demultiplexer (DEMUX) das integrierte Schmalbandsignal (ISDN) (2 Mbit/s) und ein Melde-/Zeichengabe-Signal eingegeben werden, und daß zwischen Ausgang des Parallel-/Serienwandlers des Sendeteils (ST) und Eingang des optischen Senders eine Code-Umwandlung von "Non Return to Zero nach "Return to Zero"/(NRZ/RZ) erfolgt (Figuren 1 und 2).
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilnehmersätzen (TS) die Schreibtakterzeugung, die Rahmenerkennung und der Serien-/Parallelwandler in einem ECL-Gate-Array realisiert sind (Figur 2).
3. 3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Demultiplexer (DEMUX) und die Datenbussteuerung in einem CMOS-Gate-Array realisiert sind (Figur 2).
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichet, daß der integrierte Schmalbanddatenstrom (ISDN) (2 Mbit/s) zwischen Leitungssatzgestell (GSti) und Schmalbandvermittlung (DIV) mittels einer Leitungsanpassung (LA) HDB3-codiert bzw. -decodiert wird (Figuren 1 und 2).
5. 5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktnormal für die Lesetakte für alle Teilnehmersätze (TS) zentral zur Verfügung gestellt wird (Figur 2).
6. 6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilnehmersätzen (TS) jeweils anstelle der 139,264-MHz-Takt-Phasenregelschleife (PLL) das Taktnormal den Takt für die Schreibtakterzeugung im Sendeteil (ST) liefert und daß zwischen dem Trichtereingang des Konzentrators und dem Eingang des Serien-/Parallelwandlers eines Sendeteils (ST) jeweils eine Phasenanpassungsschaltung ( b0 ) eingefügt ist, auf die ebenfalls das Taktnormal von 139,264 MHz einwirkt (Figur 3).
7. 7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilnehmersätzen (TS) jeweils eine Prüfschleife schaltbar ist, die den Ausgang des Parallel-/Serienwandlers des Empfangsteils (ET) mit dem Eingang des Serien-/Parallelwandlers des Sendeteils (ST) verbindet (Figur 2).
8. 8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit für die Steuerung eines Teilnehmersatzes (TS) vorgesehen ist, der eine Mikroprozessorbaugruppe enthält, an deren Eingänge Alarmsignale anliegen und an deren weiteren Ein- und Ausgänge Signale für die Melde-/Zeichengabe anliegen und wobei weitere Ausgänge für eine Betriebsartensteuerung, z.B. für Prüfschleire, vorgesehen sind (Figur 2).