DE60105840T2

DE60105840T2 - Kommunikationsnetz, insbesondere für telefonie, mit mit entfernten sender-empfängereinheiten verbundenen basisstationen

Info

Publication number: DE60105840T2
Application number: DE60105840T
Authority: DE
Inventors: Andrea Casini; Pier Faccin
Original assignee: Tekmar Sistemi SRL
Current assignee: Andrew Wireless Systems SRL
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: ES2225614T3; US20030083084A1; EP1334630B1; ITBO20000634A0; ATE277479T1; ITBO20000634A1; US20070105560A1; AU2002210837A1; DE60105840D1; US7158789B2; EP1334630A1; WO2002037877A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsnetz, insbesondere für Telefonie.
Wie bekannt ist, dialogisieren in den heutigen Kommunikationssystemen für Mobiltelefonie die Terminals (Mobiltelefone) mit Hilfe von Radiofrequenzen mit Basisstationssystemen, hier nachstehend mit der Abkürzung BSS (Base Station System) bezeichnet, welche mit Steuerzentralen verbunden sind, hier nachstehend mit der Abkürzung MSC (Mobile Services Switching Centre) bezeichnet. Letztere erlauben eine Verbindung sei es mit anderen MSCs, also mit anderen Mobiltelefonen, wie auch mit dem Festnetz.
Die BSSs und die MSCs sind feststehende Einheiten und können unter Verwendung von Optikfasern oder von herkömmlichen elektrischen Kabeln miteinander verbunden werden.
Jedes BSS besteht aus einer Schnittstelle, hier nachstehend mit der Abkürzung BSC (Base Station Controller) bezeichnet, die an eine Anzahl von Sendern-Empfängern angeschlossen ist, hier nachstehend mit der Abkürzung BTS (Ba se Transceiver Station) bezeichnet, welche die eigentlichen Terminals des feststehenden Teils des Netzes bilden, welches die Kommunikation zwischen Mobiltelefonen verwaltet.
Um die Qualität des Signals zu verbessern und weitestmögliche Bereiche abzudecken, sind die BTSs in strategischen Positionen angeordnet, insbesondere an hoch gelegenen Stellen, zum Beispiel auf besonders hohen Gebäuden.
Mit der Einführung der dritten Generation von Mobiltelefonen (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System) ist dies nicht länger möglich, da die Struktur der neuen Basisstationen sehr viel sperriger und schwerer sind und daher vom logistischen Standpunkt aus auch viel schwieriger zu handhaben. Man kann sich leicht vorstellen, wie zum Beispiel das Aufstellen einer solchen auf einem Dach ausgesprochen problematisch sein könnte.
Es wurde daher eine leichte Veränderung der herkömmlichen Struktur von BSSs notwendig, wobei die BTSs von den Antennen getrennt und Schnittstelleneinheiten zwischengeschaltet werden, um den Kommunikationsverkehr zwischen den BTSs und den Ferneinheiten (RU – die Terminals, welche die Antennen zum Senden/Empfangen von Radiofrequenzsignalen zu und von den Mobiltelefonen enthalten) zu steuern.
Der zweite Verbindungsabschnitt zwischen den BTSs und RUs, von der Schnittstelle zu den RUs, ist normalerweise un ter Verwendung von Optikfasern hergestellt, und zwar mit bedeutenden Vorteilen in Bezug auf die Qualität der Kommunikation (geringe Abschwächung) und die Geschwindigkeit der Datenübertragung.
Der Datenaustausch zwischen den BTSs und den RUs muss in beiden Richtungen erfolgen. Die Daten von den BTSs an die RUs und somit zu den Mobiltelefonen nennt man „Down-Link" (DL), während die von den RUs empfangenen und an die BTSs weitergeleiteten Signale von Mobiltelefonen „Up-Link" (UL) genannt werden.
Das Dokument US 5,339,189 betrifft ein Kommunikationssystem für Mobiltelefone, bei welchem eine Basisstation mit einer Anzahl von entfernten Mobileinheiten verbunden ist, und zwar durch ein Kommunikationslink, wobei ein Basisterminal an ein Fernterminal durch zwei Optikfasern angeschlossen ist.
Das Basisterminal empfängt RF-Downlink-Kanäle von der Basisstation und überträgt die genannten Signale optisch als ein nicht überlappendes, zusammengesetztes Signal über eine erste Faser an das Fernterminal. Die RF-Downlink-Kanäle sind individuell an dem Fernterminal aufgefangen und werden an die spezifischen Ferneinheiten verteilt.
Das Fernterminal dient ebenfalls zum Empfang von RF-Uplink-Kanälen von den Ferneinheiten und zur optischen Übertragung der RF-Kanäle als ein nicht überlappendes, zu sammengesetztes Signal über eine zweite Faser an das Basisterminal. Die RF-Uplink-Kanäle werden individuell an dem Basisterminal aufgefangen und an die Basisstation weitergeleitet.
Für den oben erwähnten Datenaustausch werden normalerweise zwei verschiedene Wellenlängen benutzt, eine für DL und eine für UL.
Ein typisches Beispiel der Verbindung zwischen den Basisstationen und den Ferneinheiten ist die sogenannte „backbone"-Konfiguration. Ein Optikfaserkabel verläuft von der Schnittstelleneinheit zu allen RUs und endet dicht an der letzten RU. Jede RU nimmt einen Teil des in der Faser vorhandenen Signals auf, wählt die DL-Wellenlänge, wandelt das optische Signal in ein RF-Signal um und sendet es über eine Antenne an das Mobiltelefon. Parallel, wenn die RU Daten an das BTS senden muss, sendet sie ein UL-Signal bei vorgegebener Wellenlänge, unterschiedlich von jener der DL, in die Optikfaser.
Auf diese Weise sind zwei Datenflüsse vorhanden, die von der Optikfaser getragen sind, einer von der Schnittstelleneinheit zu den RUs (DL) und einer, in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten, von den RUs zu der Schnittstelleneinheit (UL).
Die UL und DL können unter Verwendung von zwei physischen Trägern vorgesehen werden (eine Faser für die DL und eine andere Faser für die UL), ohne wesentliche Veränderung der Struktur und der Funktion der oben erwähnten Konfiguration.
Ein Beispiel einer „backbone"-Konfiguration, welche zwei verschiedene Optikfaserträger für die Uplink-Übertragung und die Downlink-Übertragung verwendet, ist beschrieben in der wissenschaftlichen Veröffentlichung „RF-FRONT END AND OPTICAL FEEDING SYSTEM FOR A MILLIMETER-WAVE BROADBAND COMMUNICATIONS SYSTEM AT 60GHZ" von Sauer M. et al.; SBMO/IEEE MTT-S. INTERNATIONAL MICROWAVE AND OPTOELECTRONICS CONFERENCE, XX, XX, 1997, S. 227–232; insbesondere ist im Absatz II und 1 ein Telekommunikationssystem gezeigt, in welchem jeder Ferneinheit eine entsprechende Wellenlänge zugeordnet ist, und die mit Hilfe eines geeigneten add-drop-Multiplexers, in der Lage ist, die genannte Wellenlänge zu wählen und in den Optikfaserträger Signale zusätzlich einzugeben oder von diesem abzuziehen. Der Hauptnachteil bei dieser Art von Verbindung zwischen den BTSs und den RUs ist die übermässige Bandvergeudung, um eine bidirektionale Verbindung herzustellen. Die Verbindung verwendet für jedes RU das Doppelte des Bandes von dem, das augenblicklich durch die zu sendenden/empfangenden Signale belegt ist. Es wird also zuviel Optikfaser benötigt, was zu erheblichen wirtschaftlichen Auswirkungen beim Erstellen der heutigen Systeme führt, die auf den Strukturen nach dem Stand der Technik basieren.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein neues Kommunikationsnetz vorzusehen, insbesondere für Telefonie, welches die maximale Nutzung des zur Verfügung stehendes Bandes erlaubt, wenn Signale zwischen den Operatoren und den Ferneinheiten gesendet/empfangen werden.
Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die Menge der Optikfasern zu minimieren, die zum Herstellen der Verbindung zwischen den Operatoren und den Ferneinheiten verwendet werden.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, sieht diese ein Kommunikationsnetz vor, insbesondere für Telefonie, wie in dem unabhängigen Anspruch festgelegt ist. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte vorgezogene Ausführungen der Erfindung.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche eine vorgezogene Ausführung eines Kommunikationsnetzes zeigen, insbesondere für Telefonie, ohne dessen Anwendungszweck zu begrenzen, und in welchen
1 ein Blockdiagramm eines Kommunikationsnetzes nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 zeigt die Struktur von einigen Blöcken aus der 1;
3 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines durch das Netz aus 1 verarbeiteten Signals. Das Kommunikationsnetz nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere für Telefonie, ist in den beiliegenden Zeichnungen mit der Nummer 1 bezeichnet.
Das Netz 1 besteht grundlegend aus einem Operator 2 (eine von der Telefongesellschaft verwaltete Einheit, welche den Anschluss an den Rest des Telefonnetzes erlaubt, sei es an das Mobil- wie auch das Festnetz), einer ersten Ferneinheit 3 und wenigstens einer zweiten Ferneinheit 4, welche Antennen und geeignete Vorrichtungen des Kreises benutzen, um den Signalaustausch zwischen dem Operator 2 und den mobilen Terminals 5 zu ermöglichen. Zwischen dem Operator 2 und den Ferneinheiten 3, 4 ist eine Schnittstelleneinheit 6 vorhanden, dazu bestimmt, den Datenverkehr zwischen dem Operator 2 und den Ferneinheiten 3, 4 zu verwalten.
Das Netz 1 kann zwei oder mehr Operatoren enthalten, das heisst eine Anzahl von Blöcken, die von verschiedenen Telefongesellschaften zum Verbinden mit dem Rest des Telefonnetzes verwaltet werden. In diesem Falle verwaltet die Schnittstelle 6 den Zugang zu den Ferneinheiten 3, 4, abhängig von den Anforderungen eines jeden Operators.
Vorteilhafterweise kommuniziert jeder Operator 2 mit der Schnittstelleneinheit 6, sei es zum Übertragen wie auch zum Empfang, unter Verwendung von zwei Trägern, von denen jeder aus einem getrennten physischen Träger besteht.
Die Schnittstelleneinheit 6 ist an die Ferneinheiten 3, 4 über einen ersten Übermittlungsträger 9 angeschlossen, vorzugsweise bestehend aus Optikfasern, der mit wenigstens einem ersten Ende 10 an einen Eingang 7 der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen ist und mit wenigstens einem zweiten Ende 11 an einen Ausgang 8 der Schnittstelleneinheit 6. Auf diese Weise können die Ferneinheiten 3, 4 Signale an die und von der Schnittstelleneinheit 6 senden/empfangen, wodurch als Ergebnis ein bidirektionaler Datenfluss zwischen den Ferneinheiten 3, 4 und dem Operator 2 möglich ist.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht die Schnittstelleneinheit 6 aus einem Signalübermittlungskreis 25 und einem Signalempfangskreis 26.
Der Signalüberübermittlungskreis 25 ist an dem Ausgang 8 der Schnittstelleneinheit 6 angeordnet und an das zweite Ende 11 des ersten Übermittlungsträgers 9 angeschlossen. Er ist grundsätzlich dazu bestimmt, die Signale von dem Operator 2 aufzunehmen und diese unter Verwendung des ersten Übermittlungsträgers 9 an die Ferneinheiten 3, 4 zu leiten. Der Signalübermittlungskreis 25 ist mit einer ersten Routing-Matrize 27, einer ersten elektro-optischen Wandlereinheit 28 und einem Multiplexer 29 hergestellt. Die erste Routing- Matrize 27 hat wenigstens einen Eingang, der an den Operator 2 angeschlossen ist, und eine Anzahl von Ausgängen, jeder angeschlossen an eine Ferneinheit. Die erste Routing-Matrize 27 ist dazu bestimmt, die Signale von dem Operator 2 an die durch den Operator 2 vorgewählten Ferneinheiten 3, 4 zu leiten.
Die elektrischen Signale an den Ausgängen der ersten Routing-Matrize 27 werden durch die erste elektro-optische Wandlereinheit 28 in optische Signale umgewandelt, so dass sie unter Verwendung eines Optikfaserträgers übertragen werden können. Der Multiplexer 29 stromabwärts des Wandlers 28 bündelt und überträgt schliesslich alle optischen Signale in einen einzigen physischen Träger, das heisst dem ersten Übermittlungsträger 9.
Im Inneren des Übermittlungsträgers 9 wird somit ein Hauptsignal 44 übertragen, welches alle von dem Operator 2 an die Ferneinheiten 3, 4 zu sendenden Daten und umgekehrt, die von den Ferneinheiten 3, 4 an den Operator 2 zu senden Daten, enthält.
3 zeigt, wie das sich in dem ersten Übermittlungsträger 9 fortpflanzende Hauptsignal 44 aus einer Anzahl von Sekundärsignalen 45 besteht, identifiziert durch einen für das Hauptsignal 44 typischen festgelegten Parameterwert. Vorteilhafterweise kann der genannte Parameter die Wellenlänge sein, und jedes Sekundärsignal 45 wird daher durch seine ei gene Wellenlänge λi, λi+1, λi+2 usw. identifiziert. Zweckmässigerweise, um die Nutzung der Optikfasern zu optimieren, das heisst die Zahl der von der Faser gestützten Träger zu maximieren, wird die Multiplextechnik der Teilung der Wellen (WDM) angewandt, welche aus dem Übertragen von Daten entlang derselben Faser besteht, wobei zwei oder mehr Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen benutzt werden.
Insbesondere wird die Multiplextechnik der Teilung der dichten Wellen (D-WDM) angewandt, wobei die Trennung der Wellenlängen der Signale festgelegt wird, die sich in der Optikfaser im Bereich von 0.5 – 5 nm fortpflanzen.
Vorteilhafterweise kann auch die Multiplextechnik der Teilung der halbdichten Wellen (SD-WDM) angewandt werden, bei welcher spezielle Laser die Signale modulieren, die sich an dem dritten Fenster der Optikfaser fortpflanzen (die Fortpflanzung in einer Optikfaser erfolgt in drei Wellenlängenbereichen, genannt „Fenster", wobei das dritte der Wellenlänge von etwa 1550 nm entspricht).
Der Signalempfangskreis 26 ist vollkommen symmetrisch im Verhältnis zu dem oben beschriebenen Signalübermittlungskreis 25. Er verfügt über einen Demultiplexer 30, angeschlossen an das erste Ende 10 des ersten Übermittlungsträgers 9, um die verschiedenen Sekundärsignale 45 von den Ferneinheiten 3, 4 zu trennen, ausgesandt an die Kreise stromabwärts durch eine Anzahl von Ausgängen. Die optischen Signale von dem Demultiplexer 30 werden dann durch eine zweite elektro-optische Wandlereinheit 31 in elektrische Signale umgewandelt und dann mit Hilfe einer zweiten Routing-Matrize 32 an den Operator 2 (oder die Operatoren) übertragen.
Bei näherer Betrachtung ist es offensichtlich, wie die Schnittstelleneinheit 6 in der Lage ist, den Signalverkehr zwischen dem Operator 2 (oder den Operatoren) und den Ferneinheiten 3, 4 zu verwalten.
2 ist ein Blockdiagramm von einer einzelnen Ferneinheit. Sie enthält einen Signalübermittlungsblock 12, angeschlossen an den ersten Übermittlungsträger 9, um wenigstens ein Sekundärsignal 45a von dem Hauptsignal 44 aufzunehmen (die Sekundärsignale 45 werden dann mit Hilfe einer Antenne 14 an die mobilen Terminals 5 gesandt), und einen Signalempfangsblock 13, welcher die RF-Signale von den mobilen Terminals 5 mit Hilfe der Antenne 14 empfängt und diese dem Hauptsignal 44 in dem ersten Übermittlungsträger 9 hinzufügt.
Zweckmässigerweise ist der Signalübermittlungsblock 12 mit einem optischen Filterelementes 15 hergestellt, um wenigstens ein Sekundärsignal 45a aus dem Hauptsignal 44 aufzunehmen, mit einem ersten elektro-optischen Wandler 17 zum Umwandeln des Sekundärsignals 45a in ein elektrisches Sig nal, einem ersten Verstärkerblock 18 und einem ersten RF-Filter 19 zum Behandeln des elektrischen Signals, bevor es mit Radiofrequenz mit Hilfe der Antenne 14 an die mobilen Terminals 5 übertragen wird.
Ähnlich enthält der Signalempfangsblock 13 einen zweiten RF-Filter 20 und einen zweiten Verstärkerblock 21 zum Behandeln der von den mobilen Terminals 5 kommenden und durch die Antenne 14 empfangenen RF-Signale, einen zweiten elektro-optischen Wandler 22 zum Umwandeln der elektrischen Signale in optische Signale, und ein Signalempfangselement 26, angeschlossen an den ersten Übermittlungsträger 9, um dem Hauptsignal 44 die von den mobilen Terminals 5 empfangenen Beiträge hinzuzufügen.
Vorteilhafterweise, um das Sekundärsignal 45a zu entzerren und es für die anschliessende Verarbeitung vorzubereiten, hat der Signalübermittlungsblock 12 einen ersten Entzerrer 16 stromabwärts des optischen Filterelementes 15, und der Signalempfangsblock 13 hat einen zweiten Entzerrer 23 stromabwärts des zweiten elektro-optischen Wandlers 22.
Der erste Übermittlungsträger 9 ist im wesentlichen in Form einer Optikfaserschleife hergestellt, welche an der Schnittstelleneinheit 6 endet und einmal durch alle Ferneinheiten 3, 4 verläuft. Die erste Ferneinheit 3 hat einen ersten Eingang 33, der direkt an den Ausgang 8 der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen ist, und einen ersten Ausgang 34, angeschlos sen an einen ersten Eingang 35 der zweiten Ferneinheit 4. Letztere hat einen ersten Ausgang 36, der direkt an den Eingang 7 der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen ist.
Gleichermassen ist jeder Ferneinheit wenigstens eine Wellenlänge λi zugeordnet. Falls es notwendig ist, kann eine Anzahl von Wellenlängen λi, λi+1 usw. einer einzelnen Ferneinheit zugeordnet werden.
Auf diese Weise, wenn der Operator 2 ein Signal an eine bestimmte Ferneinheit zu senden wünscht, so dass dieses an ein mobiles Terminal 5 übertragen wird, benutzt er die erste Routing-Matrize 27 und die erste elektro-optische Wandlereinheit 28, um das Signal auf die der gewählten Ferneinheit zugeordnete Wellenlänge λi zu schieben, und das Signal wird durch den Multiplexer 29 in den ersten Übermittlungsträger 9 eingegeben.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtungen des Kreises wählt die vorgewählte Ferneinheit im Inneren des Hauptsignals 44 das Sekundärsignal 45a, und zwar mit jener der Ferneinheit zugeordneten Wellenlänge λi, wandelt es in RF um und überträgt es an das mobile Terminal 5, an welches das Signal gerichtet ist.
Wenn die Ferneinheit Signale von dem mobilen Terminal 5 empfängt, welche an den Operator 2 weitergeleitet werden sollen, verschiebt es diese auf deren typische Wellenlänge λi und gibt sie in das Hauptsignal 44 ein, so dass sie am Ende der Fortpflanzung in dem ersten Übermittlungsträger 9 den Eingang der Schnittstelleneinheit 6 erreichen und von hier aus an den Operator 2 geleitet werden.
Mit einer solchen Struktur wie oben beschrieben ist jeder Ferneinheit daher eine Wellenlänge λi zugeordnet, auf welcher sie in beiden Richtungen mit der Schnittstelleneinheit 6 und somit mit dem Operator 2 dialogisiert.
Die Tatsache, dass der Optikfaserträger im wesentlichen die Form einer an die Schnittstelleneinheit 6 geschlossenen Schleife annimmt, erlaubt es dem Hauptsignal 44, von dem Ausgang 8 der Schnittstelleneinheit 6 ausgesandt zu werden, durch alle Ferneinheiten 3, 4 zu laufen (wobei von diesen alle Signale auf der festgelegten Wellenlänge λi übertragen und empfangen werden) und den Eingang 7 der Schnittstelleneinheit 6 zu erreichen, wobei alle von den Ferneinheiten 3, 4 gesammelten Daten geleitet werden.
Vorteilhafterweise kann das Netz 1 einen zweiten Übermittlungsträger 41 enthalten, der ebenfalls aus Optikfasern besteht und den doppelten Zweck hat, das System zuverlässiger zu machen und die Qualität von Empfang und Übertragung der Ferneinheiten 3, 4 und der Schnittstelleneinheit 6 zu verbessern.
Wie nachstehend mehr im Detail erklärt wird, ist ein weiterer Vorteil des zweiten Übermittlungsträgers 41, dass das geschaffene Kommunikationsnetz 1 auch elastisch ist.
Der zweite Übermittlungsträger 41 ist eine Optikfaserschleife, mit einem ersten Ende 42 an den Eingang der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen und einem zweiten Ende 43 an den Ausgang 8 der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen. Im Inneren des zweiten Übermittlungsträgers 41 pflanzt sich ein Hilfssignal 46 fort, das im wesentlichen gleich dem Hauptsignal 44 ist.
Der zweite Übermittlungsträger 41 verläuft einmal durch alle Ferneinheiten 3, 4, so dass das Hilfssignal 46 die Ferneinheiten 3, 4 in der entgegengesetzten Folge gegenüber dem Hauptsignal 44 erreicht, welches sich in dem ersten Übermittlungsträger 9 fortpflanzt. Die zweite Ferneinheit 4 hat einen zweiten Eingang 39, der direkt an den Ausgang der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen ist, und zwar mit Hilfe des zweiten Übermittlungsträgers 41, und einen Ausgang, der an einen zweiten Eingang 37 der ersten Ferneinheit 3 angeschlossen ist, ebenfalls mit Hilfe des zweiten Übermittlungsträgers 41. Die erste Ferneinheit 3 hat einen zweiten Ausgang 38, der mit Hilfe des zweiten Übermittlungsträgers 41 direkt an den Eingang der Schnittstelleneinheit 6 angeschlossen ist. Das Hilfssignal 46 ist eine Wiederholung des Hauptsignals 44 und verläuft in dem zweiten Übermittlungsträger 41.
Durch das Beliefern der Ferneinheiten 3, 4 mit denselben Daten mit Hilfe von zwei getrennten physischen Trägern, sind auf diese Weise bedeutende Vorteile in Bezug auf Qualität der Kommunikation vorhanden. Wenn zum Beispiel der erste Übermittlungsträger 9 eine Störung aufweisen sollte, würde es dank des zweiten Übermittlungsträgers 41 nicht mehr nötig sein, die Verbindung zwischen den Ferneinheiten 3, 4 und der Schnittstelleneinheit 6 zu unterbrechen.
Durch die ständige Benutzung beider Übermittlungsträger 9, 41, so dass die beiden gleichen Signale 44, 46 mit Hilfe von unabhängigen Trägern konstant jeder Ferneinheit 3, 4 zugeleitet werden, ist ausserdem die Wahrscheinlichkeit von Empfangs-/Übertragungsfehlern reduziert, das heisst es wird ausgesprochen unwahrscheinlich, dass während dem Verkehr zwischen der Schnittstelleneinheit 6 und den Ferneinheiten 3, 4 ein Teil der Daten verloren geht oder verändert wird.
Der Betrieb des zweiten Übermittlungsträgers 41 kann auf verschiedene Weisen verwaltet werden. Das Hilfssignal 46 könnte sich nur fortpflanzen, wenn in dem ersten Übermittlungsträger 9 eine Störung auftritt, oder es könnte ständig parallel zu dem Hauptsignal 44 in dem ersten Übermittlungsträger 9 fortgepflanzt werden, um die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers zu reduzieren, wie oben erwähnt ist.
Wenn mehr als zwei Ferneinheiten erforderlich sind, könnte zum Beispiel eine dritte Ferneinheit zwischen der ersten Ferneinheit 3 und der zweiten Ferneinheit 4 positioniert sein. Die dritte Ferneinheit würde einen ersten Eingang haben, der durch den ersten Übermittlungsträger 9 an den ersten Aus gang 34 der ersten Ferneinheit 3 angeschlossen ist, und einen ersten Ausgang, angeschlossen an den ersten Eingang 35 der zweiten Ferneinheit 4. Die dritte Ferneinheit würde ebenfalls einen zweiten Eingang haben, angeschlossen durch den zweiten Übermittlungsträger 41 an den zweiten Ausgang 40 der zweiten Ferneinheit 4, und einen zweiten Ausgang, der an den zweiten Eingang 37 der ersten Ferneinheit 3 angeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung bringt wichtige Vorteile mit sich. Erstens ist ein vollständiges Kommunikationsnetz nach der vorliegenden Erfindung ausgesprochen wirtschaftlich einzurichten, da die verwendeten Optikfasern auf ein Minimum beschränkt sind.
Ausserdem ist es sehr leistungsfähig in Bezug auf die Bandnutzung, da dieselbe Wellenlänge λi für die DL wie auch für die UL zwischen der Schnittstelleneinheit und den Ferneinheiten verwendet wird.
Ein anderer Vorteil ist die Tatsache, dass dank der Vielseitigkeit der Routing-Matrizen das Netz sehr flexibel ist und verschiedenen Anforderungen angepasst werden kann, wenn die Verbindungen zwischen den Operatoren und den Ferneinheiten hergestellt werden.
Schliesslich erlaubt das Einsetzen einer zweiten Schleife, parallel zu der ersten verlaufend und sich in entgegengesetzter Richtung zu dieser fortpflanzend, das Erstellen eines Kom munikationsnetzes, welches elastisch ist und gekennzeichnet durch die hohe Qualität der Verbindung zwischen Operatoren und Ferneinheiten.

Claims

Kommunikationsnetz, insbesondere für Telefonie, enthaltend: – wenigstens einen Operator (2); – eine Anzahl von Ferneinheiten (3, 4), dazu bestimmt, Signale mit dem Operator (2) auszutauschen und Radiofrequenzsignale (RF) mit mobilen Terminals (5) auszutauschen; – eine Schnittstelleneinheit (6), eingesetzt zwischen dem Operator (2) und den Ferneinheiten (3, 4), wobei die Schnittstelleneinheit (6) einen Eingang (7) zum Empfang von Signalen von den Ferneinheiten (3, 4) und wenigstens einen Ausgang (8) zum Senden von Signalen an die Ferneinheiten (3, 4) hat, und wobei die Schnittstelleneinheit (6) ebenfalls dazu bestimmt ist, Signale mit dem Operator (2) auszutauschen; – einen ersten Übermittlungsträger (9) zum Verbinden der Schnittstelleneinheit (6) mit den Ferneinheiten (3, 4), wobei der erste Übermittlungsträger (9) dazu bestimmt ist, ein Hauptsignal (44) zu leiten, wobei der erste Übermittlungsträger (9) ein erstes Ende (10) an den Eingang (7) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen hat und wenigstens ein zweites Ende (11) an den Ausgang (8) der Schnittstelleneinheit (6), wobei das Hauptsignal (44) aus einer Anzahl von Sekundärsignalen (45) besteht, jedes identifiziert durch einen vorgegebenen Parameterwert, wobei jede der Ferneinheiten (3, 4) dazu bestimmt ist, ein für diese bestimmtes Sekundärsignal (45a) zu verarbeiten, und wobei jede der genannten Ferneinheiten (3, 4) in der Lage ist, je nach dem vorgegebenen Parameterwert wenigstens ein für sie bestimmtes Sekundärsignal (45a) zu wählen, wobei das Netz dadurch gekennzeichnet ist, dass eine erste Ferneinheit (3) einen ersten Eingang (33) über den ersten Übermittlungsträger (9) direkt an den Ausgang (8) der Schnittstelleneinheit (6) und an einen ersten Ausgang (34) angeschlossen hat, eine zweite Ferneinheit (4) einen ersten Eingang (35) über den ersten Übermittlungsträger (9) an den ersten Ausgang (34) der ersten Ferneinheit (3) angeschlossen hat und ein erster Ausgang (36) über den ersten Übermittlungsträger (9) direkt an den Eingang (7) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen ist, wobei sich das Hauptsignal (44) in dem ersten Übermittlungsträger (9) von dem zweiten Ende (11) bis zu dem ersten Ende (10) fortpflanzt, wobei der erste Übermittlungsträger (9) grundlegend aus einer Optikfaserschleife besteht, die durch jede Ferneinheit verläuft, und wobei das Hauptsignal (44) ein optisches Signal ist, das sich in der Schleife von der ersten Ferneinheit (3) zu der zweiten Ferneinheit (4) fortpflanzt.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Parameter eine Wellenlänge ist, wobei die Ferneinheiten (3, 4) an die Schnittstelleneinheit (6) Signale aussenden und von dieser empfangen, und zwar mit einer ihnen zugeordneten Wellenlänge (λi).
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsignale (45), die von den Ferneinheiten (3, 4) von der Schnittstelleneinheit (6) empfangen und an diese gesendet werden, gebündelt und von der Schnittstelleneinheit (6) vorzugsweise vervielfacht sind, je nach der Multiplextechnik der Teilung der dichten Wellen (D-WDM), insbesondere nach der Multiplextechnik der Teilung der halbdichten Wellen (SD-WDM).
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übermittlungsträger (9) einen optischen Leiter enthält, wobei das Hauptsignal (44) ein optisches Signal ist, das sich von dem zweiten Ende (11) zu dem ersten Ende (10) fortpflanzt.
Kommunikationsnetz nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ferneinheit wie folgt enthält: – einen Signalübermittlungsblock (12), angeschlossen an den ersten Übermittlungsträger (9), zur Aufnahme von wenigstens einem Sekundärsignal (45a) aus dem Hauptsignal (44) zum Übertragen in den Downlink; – einen Signalempfangsblock (13), angeschlossen an den ersten Übermittlungsträger (9) zum Hinzufügen von wenigstens einem Signal zu dem Hauptsignal (44), empfangen von dem Uplink; – eine mit dem Signalübermittlungsblock (12) und dem Signalempfangsblock (13) verbundene Antenne (14) zum Übertragen von RF-Signalen an die mobilen Terminals (5) und zum Empfangen von RF-Signalen von den mobilen Terminals (5).
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalübermittlungsblock (12) wie folgt enthält: – ein optisches Filterelement (15), angeschlossen an den ersten Übermittlungsträger (9) zum Wählen des Sekundärsignals (45a) innerhalb des Hauptsignals (44), gekennzeichnet durch den Parameterwert, welcher der Ferneinheit zugeordnet ist; – vorzugsweise einen ersten Entzerrer (16), angeschlossen stromabwärts des optischen Filterelementes (15); – einen ersten elektro-optischen Wandler (17) zum Umwandeln des optischen Signals von der Schnittstelleneinheit (6) in ein elektrisches Signal; – einen ersten Verstärkerblock (18), angeschlossen an den ersten elektro-optischen Wandler (17); – einen ersten RF-Filter (19) zum Filtern der Signale von dem ersten Wandler.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfangsblock (13) wie folgt enthält: – einen zweiten RF-Filter (20) zum Filtern eines Signals von der Antenne (14); – einen zweiten Verstärkerblock (21), angeschlossen an den zweiten RF-Filter (20); – einen zweiten elektro-optischen Wandler (22) zum Umwandeln eines elektrischen Signals von dem zweiten RF-Filter (20) in ein optisches Signal; – vorzugsweise einen zweiten Entzerrer (23), angeschlossen stromabwärts des zweiten elektro-optischen Wandlers (22); – eine Signaleingabeelement (24), um dem Hauptsignal (44) ein empfangenes Signal zuzufügen, gekennzeichnet durch den vorgegebenen Parameterwert, welcher der Ferneinheit zugeordnet ist.
Kommunikationsnetz nach einem beliebigen der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinheit (6) wie folgt enthält: – einen Signalübermittlungskreis (25), angeschlossen an den Ausgang (8) und angeschlossen an das zweite Ende (11) des ersten Übermittlungsträgers (9), wobei der Signalübermittlungskreis (25) die Signale von dem Operator (2) aufnimmt und diese dann an die Ferneinheiten (3, 4) sendet; – einen Signalempfangskreis (26), angeschlossen an den Eingang (7) und angeschlossen an das erste Ende (10) des ersten Übermittlungsträgers (9), wobei der Signalempfangskreis (26) die Signale von den Ferneinheiten (3, 4) zu empfangen und diese dann an den Operator (2) sendet.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalübermittlungskreis (25) wie folgt enthält: – eine erste Routing-Matrize (27) mit wenigstens einem an den Operator (2) angeschlossenen Eingang zum Empfangen eines von dem Operator (2) kommenden Signals, sowie zwei oder mehrere Ausgänge zum Senden von elektrischen Signalen; – eine erste elektro-optische Wandlereinheit (28), angeschlossen an die Ausgänge der ersten Routing-Matrize (27) zum Umwandeln der von der ersten Routing-Matrize (27) kommenden elektrischen Signale in optische Signale; – einen Multiplexer (29) zwischen der ersten elektrooptischen Wandlereinheit (28) und dem zweiten Ende (11) des ersten Übermittlungsträgers (9) zum Bündeln und Übertragen der optischen Signale von der ersten elektrooptischen Wandlereinheit (28) in den ersten Übermittlungsträger (9).
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfangskreis (26) wie folgt enthält: – einen an das erste Ende (10) des ersten Übermittlungsträgers (9) angeschlossenen Demultiplexer (30), der zum Empfangen des Hauptsignals (44) dient, und welcher eine Anzahl von Ausgängen zum Senden von optischen Signalen hat; – eine zweite, an die Ausgänge des Demultiplexers (30) angeschlossene elektro-optische Wandlereinheit (31) zum Umwandeln der von dem Demultiplexer (30) gesendeten optischen Signale in elektrische Signale; – eine zweite Routing-Matrize (32) mit zwei oder mehreren Eingängen, angeschlossen an die zweite elektro-optische Wandlereinheit (31) und an wenigstens einen mit dem Operator (2) verbundenen Ausgang.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ebenfalls einen zweiten Übermittlungsträger (41) enthält, und zwar mit einem ersten Ende (42) an den Eingang (7) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen, und mit einem zweiten Ende (43) an den Ausgang (8) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen, der zum Leiten eines Hilfssignals (46) dient, das im wesentlichen identisch mit dem Hauptsignal (44) ist, wobei das Hilfssignal (46) sich in dem zweiten Übermittlungs träger (41) von dem zweiten Ende (43) des zweiten Übermittlungsträgers (41) zu dem ersten Ende (42) des zweiten Übermittlungsträgers (41) fortpflanzt.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ferneinheit (4) einen zweiten Eingang (39) hat, der über den zweiten Übermittlungsträger (41) direkt an den Ausgang (8) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen ist, sowie einen zweiten Ausgang (40), wobei die erste Ferneinheit (3) einen zweiten Eingang (37) hat, angeschlossen über den zweiten Übermittlungsträger (41) an den zweiten Ausgang (40) der zweiten Ferneinheit (4), und einen zweiten Ausgang (38), der über den zweiten Übermittlungsträger (41) direkt an den Eingang (7) der Schnittstelleneinheit (6) angeschlossen ist, wobei sich das Hilfssignal (46) in dem zweiten Übermittlungsträger (41) von der zweiten Ferneinheit (4) zu der ersten Ferneinheit (3 ) fortpflanzt.
Kommunikationsnetz nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Übermittlungsträger (41) grundlegend aus einer Optikfaserschleife besteht, welche durch jede der Ferneinheiten verläuft, wobei das Hilfssignal (46) ein optisches Signal ist, das sich in dem zweiten Übermittlungsträger (41) von der zweiten Ferneinheit (4) zu der ersten Ferneinheit (3) fortpflanzt.
Kommunikationsnetz nach einem beliebigen der vorste henden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ebenfalls eine Anzahl von Operatoren enthält, welche mit Hilfe der Schnittstelleneinheit (6) mit den Ferneinheiten (3, 4) verbunden werden können.