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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Energiesparsystem für eine modulierte
Datenkommunikation und insbesondere auf ein Energiesparsystem für Übertragungssysteme,
in denen Daten über
eine Kommunikationsschleife von einer zentralen Vermittlungsstelle
zu Kundenendgeräten
moduliert werden.
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HINTERGRUND
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Leitungsschleifen,
die sich von einem Amt einer Telefongesellschaft zu Kundenendgeräten erstrecken,
sind ein allgegenwärtiger
Teil der existierenden Kommunikationsinfrastruktur. Diese Leitungsschleifen
bilden ein Kommunikationsnetz, das oft als einfacher Fernsprechdienstnetz
(plain old telephone service, POTS) bezeichnet wird. Das POTS-Netz
ist entstanden, um analogen Sprachtelefondienst zu unterstützen.
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Das
POTS-Netz unterstützt
aktuell einen großen
Bereich von Kommunikationsdiensten zusätzlich zu analogen Sprachtelefonverbindungen. Diese
Dienste umfassen digitale Datenübertragungen
von Faxgeräten
(FAX) und Computermodems. Sprachverbindungen, FAX-Verbindungen und
Computermodemübertragungen,
die alle innerhalb des Frequenzspektrums der traditionellen POTS-Verbindungen
arbeiten, um somit eine Kompatibilität mit der existierenden Leitungsschleifeninfrastruktur
zu gewährleisten
und den Transport dieser Dienste von Ende zu Ende durch das POTS-Telefonnetz zu ermöglichen.
Die Verwendung von POTS-kompatiblen Übertragungsfrequenzen
schränkt
jedoch die maximale Informationsbeförderungskapazität der Leitungsschleife
stark ein.
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Gewisse Übertragungstechniken
können Trägerfrequenzen
verwenden, die größer sind,
als solche, die für
POTS-Dienste benötigt
werden, um die Informationskapazitätsgrenzen von POTS-Verbindungen über Leitungsschleifen
zu überwinden.
Da jedoch die existierende POTS-Schleifeninfrastruktur nicht für das Befördern solcher
hochfrequenten Signale konstruiert war, gibt es bei einer solchen Übertragung
schwere Hindernisse. Insbesondere werden als Ergebnis der elektromagnetischen
Kopplung unter den Leitungsschleifen elektromagnetische Rauschsignale
auf den Schleifen induziert. Diese elektromagnetische Kopplung kann
unter der großen Zahl
der Schleifen in Drahtbündeln,
die sich vom Amt an verschiedene Kundenverteilungspunkte erstrecken,
auftreten.
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Es
kann sein, dass Rauschsignale, die auf den Schleifen durch eine
elektromagnetische Kopplung induziert werden, auf POTS-Sprachverbindungen
nicht wahrnehmbar sind. Solche Signale können jedoch stark mit breitbandig
modulierten Datenübertragungen,
die Hochfrequenzsignale verwenden, interferieren. Um die Interferenzprobleme
zu reduzieren, werden ausgeklügelte
Signalverarbeitungsschaltungen, wie digitale Signalprozessoren (DSPs) innerhalb
von Empfänger-
und Sendereinheit für
modulierte Daten verwendet, um Rauschen zu entfernen, um gewünschte Signale
zu kodieren und zu dekodieren und um Fehlerkorrekturfunktionen auszuführen.
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Um
die Anzahl von Leitungsschleifen, die benötigt werden, um Kundenendgeräte zu bedienen,
zu minimieren, können
POTS-Signale und modulierte Datenübertragungssignale auf einer
einzigen Leitungsschleife kombiniert werden. Um POTS und breitbandige
modulierte Datenübertragungssignale zu
kombinieren, werden die breitbandig modulierten Daten unter Verwendung
von Frequenzen (eines Spektrums) transportiert, die größer als
solche der POTS-Dienste sind. Diese Spektrumsnutzung erlaubt es,
eine POTS-Dienstverbindung durch ihr traditionell zugewiesenes Spektrum
zu unterstützen, während gleichzeitig
eine hochfrequent modulierte Datenübertragung unterstützt wird.
Somit erlaubt die aktuelle Technik, dass POTS und Daten mit hoher Bandbreite
zwischen einem Kundenendgerät
(CPE) und einem Amt (CO) auf einer einzigen Leitungsschleife übertragen
werden. Im Amt werden die POTS-Signalfrequenzen vom hochfrequenten
Datensignal getrennt; das POTS-Signal wird dann durch das existierende
POTS-Vermittlungsnetz gehandhabt, während das hochfrequente Spektrum
an getrennte Verarbeitungskomponenten geliefert wird.
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Die
Schaltungsanordnungen für
die Signalverarbeitung, das Senden und Empfangen solcher hochfrequent
modulierter Datensignale erfordern beachtliche Mengen von Energie,
typischerweise bis zu 5 Watt pro bedienter Schleife. Für ein großes Amt, das
möglicherweise
viele Tausend solcher Datenverbindungen bedient, stellt dieser Energieverbrauch
einen wesentlichen Punkt dar.
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Die
US-4,484,028 beschreibt ein digitales Telefonsystem mit einer digitalen
automatischen Hausnebenstellenanlage (POBX). Diese Nebenstellenanlage
weist eine Vielzahl digitaler Leitungskarten auf, die die Anlage
mit den jeweiligen digitalen Teilnehmersätzen über Teilnehmerleitungen koppelt. Dieses
Dokument beschreibt weiter ein System für das Einschalten und Ausschalten
der gesamten Schaltungsanordnung, die mit dem digitalen Schleifen-Sendeempfänger verbunden
ist, mit Ausnahme einer Schaltungsanordnung, um eine ankommende Datenimpulsfolge
zu erfassen. Diese ankommende Datenimpulsfolge wird als ein Wiederaufnahmesignal für das System
wirken.
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Die
WO 97/20396 beschreibt ein ADSL oder ähnliches Datenübertragungssystem,
das eine Telefonserverteilnehmerschleife einschließt. Das
beschriebene System weist einen Splitter auf, der an die Schleife
angeschlossen ist, die mit einer POTS-Einheit und einem ADSL-Sendeempfänger verbunden
ist. Dieses Dokument befasst sich mit der Konstruktion des Splitters,
um den Transhybridverlust für
digitale Teilnehmerschleifenübertragungen
zu maximieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Energiesparen in einer
Endgeräteinheit
mit einem Sender und einem Empfänger
für modulierte
Datenkommunikation über
eine Kommunikationsschleife, die mit einer Sprachbandtelefonausrüstung gemeinsam
benutzt wird, geliefert, gekennzeichnet durch: Überwachen der Schleife, um
eine Abschaltbedingung zu erfassen; Reduzieren des Energieverbrauchs
der Empfangsschaltung für
das Empfangen von modulierten Daten in der Endgeräteinheit
auf eine Erfassung einer Abschaltbedingung hin; Überwachen der Schleife mit
einer Überwachungsschaltung,
um ein getrenntes Wiederaufnahmesignal außerhalb des Frequenzbereichs
des Sprachbands auf der Schleife zu erfassen; und Wiederherstellen
der Energie an die Empfangsschaltung, wenn das Wiederaufnahmesignal
erfasst wird.
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Implementierungen
der Erfindung können ein
oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. Die modulierten Daten
können
ein Bitstrom sein, der Rahmenaufteilungsinformation einschließt, und eine
Abschaltbedingung kann durch einen Verlust der Rahmeneinteilungsinformation
angezeigt werden. Die modulierten Daten können einen Signalisierungskanal
einschließen,
und eine Abschaltbedingung kann durch Bits, die im Signalisierungskanal übertragen
werden, angezeigt werden. Das Wiederaufnahmesignal kann ein Wechselsignal
bei einer Frequenz über
dem Sprachband sein, wie beispielsweise ein Wechselsignal von 16
kHz.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Sende- und Empfangseinheit
für modulierte Daten
geliefert, umfassend: eine Verbindungseinrichtung, welche die Einheit
funktionsfähig
mit einer Kommunikationsschleife koppelt, die mit der Sprachbandtelefonausrüstung gemeinsam
benutzt wird; eine erste Schaltungsanordnung, die mit der Verbindungseinrichtung
gekoppelt ist, um ein moduliertes Datensignal in einem Frequenzbereich
oberhalb vom Sprachband zu senden und zu empfangen, gekennzeichnet
durch: eine Speicherschaltungsanordnung, die funktionsfähig mit
der ersten Schaltungsanordnung gekoppelt ist, um schleifenspezifische
Parameter während
eines Niedrigenergiezustands zu speichern, und um schleifenspezifische
Parameter während
einer Einschaltfrequenz wieder herzustellen; und eine zweite Schaltungsanordnung,
die mit der Verbindungseinrichtung gekoppelt ist, um ein Wiederaufnahmesignal
in dem Frequenzbereich oberhalb des Sprachbandes zu erfassen und
dann die Einschaltsequenz für
die erste Schaltungsanordnung einzuleiten.
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Implementierungen
der Erfindung können ein
oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. Die Verbindungseinrichtung
kann eine Verbindungseinrichtung mit zwei Leitungen sein. Die Sende-
und Empfangsschaltungsanordnung kann eine Asymmetrische Digitale
Teilnehmerleitungs-Sende- und Empfangsschaltungsanordnung einschließen. Die
Erfassungsschaltungsanordnung für
das Wiederaufnahmesignal kann eine Erfassungsschaltungsanordnung
für eine
16 kHz Frequenz sein. Die Kommunikationsschleife kann eine drahtlose
Kommunikationsschleife sein. Das Wiederaufnahmesignal kann ein Wechselsignal
von mehr als 4 kHz sein oder es kann ein Mehrton-Wechselsignal sein.
Die Einheit kann auch eine Steuersignalschnittstelle einschließen, um
ein Startsignal zu empfangen und eine Schaltungsanordnung, um ein
Wiederaufnahmesignal nach dem Empfang des Startsignals zu senden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Sende- und Empfangseinheit
für modulierte
Daten geliefert, umfassend: eine Verbindungseinrichtung, welche
die Einheit funktionsfähig mit
einer Kommunikationsschleife koppelt, die mit einer Sprachband-Telefonausrüstung gemeinsam
benutzt wird; eine erste Schaltungsanordnung, die mit der Verbindungseinrichtung
gekoppelt ist, um ein moduliertes Datensignal auf Frequenzen oberhalb
des Sprachbandes zu senden und zu empfangen, gekennzeichnet durch:
eine Steuersignalschnittstelle zum Empfangen eines Startsignals;
eine Speicherschaltungsanordnung, die funktionsfähig mit der ersten Schaltungsanordnung
gekoppelt ist, zum Speichern von schleifenspezifischen Parametern
in einem Niedrigenergiezustand und zum Wiederherstellen von schleifenspezifischen
Parametern auf den Empfang des Startsignals an der Steuersignalschnittstelle
hin; und eine zweite Schaltungsanordnung, die mit der Verbindungseinrichtung
gekoppelt ist, für
das Übertragen
eines Wiederaufnahmesignals, um eine Einschaltsequenz an der Schleife
einzuleiten, auf einen Empfang eines Startsignals an der Steuersignalschnittstelle
hin.
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Implementierungen
der Erfindung können ein
oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. Die Kommunikationsschleife
kann eine drahtlose Schleife sein. Die Steuersignalschnittstelle
kann eine Datenschnittstelle sein, wie eine Peripheral Component
Interconnect (PCI) Schnittstelle. Das Startsignal kann durch den
Empfang von Daten an der Steuersignalschnittstelle angezeigt werden.
Die Steuersignalschnittstelle kann für den Austausch des Startsignals
und von Daten zwischen der Sende- und Empfangseinheit modulierter
Daten und dem Kundenendgerät
verwendet werden.
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Die
Erfindung weist unter anderem folgende Vorteile auf. Eine Schaltungsanordnung
für das
Verarbeiten, Senden und Empfangen eines modulierten Datensignals
kann in einen Niedrigenergiezustand gebracht werden, wenn sie inaktiv
ist, und sie kann wieder mit Energie versorgt werden, um den Vollleistungsbetrieb
aufzunehmen, wenn sie benötigt
wird. Amtsendgeräte
(COTs) und Kundenendgeräteeinheiten
(CPE-Einheiten)
können
Abschaltsignale und Wiederaufnahmesignale austauschen ohne eine
Störung
der POTS-Dienste auf der Leitungsschleife. Zusätzlich können entweder eine CPE-Einheit
oder eine COT-Einheit einen Niedrigenergiezustand und das erneute
Gehen in einen Vollenergiezustand initiieren.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm einer ADSL-Einheit gemäß der Erfindung.
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2 ist
ein Diagramm eines Amts mit einer Amtsendgerät-(COT)-ADSL-Einheit, die mit einer Schleife
mit zwei Leitungen mit einer Kundenendgerät-(CPE)-ADSL-Einheit gemäß der Erfindung
verbunden ist.
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3 ist
ein Flussdiagramm eines Datenaustausches zwischen zwei verbundenen
ADSL-Einheiten gemäß der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine
Technologie der asymmetrischen digitalen Teilnehmerleitung (Asymmetric
Digital Subscriber Line, ADSL) wird verwendet, um breitbandige modulierte
Daten über
eine Schleife mit zwei Leitungen unter Verwendung hochfrequenter
Trägersignale
zu übertragen.
ADSL erlaubt es einer Schleife mit zwei Leitungen gleichzeitig analoge
Sprachtelefondienste des POTS zusammen mit digitalen, modulierten Hochgeschwindigkeitsdaten über Leitungsschleifen von
bis zu 18000 Fuß zu
transportieren. Diese gleichzeitige Unterstützung des POTS und modulierter
digitaler Dienste wird durch das Transportieren von POTS-Diensten
unter Verwendung ihres traditionell zugewiesenen Spektrums, während modulierte
digitale Daten unter Verwendung eines Spektrums außerhalb
des POTS-Bereichs transportiert werden, geliefert.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer ADSL-Einheit. Um modulierte digitale Daten
zu senden und zu empfangen, verwendet die ADSL-Einheit 100 Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitungselektronik 111,
die beispielsweise eine digitale Signalverarbeitungsschaltungsanordnung
(DSP) einschließt. Die
Signalverarbeitungselektronik 111 eliminiert gestreutes
elektronisches Rauschen, das auf der Schleife 120 mit zwei
Leitungen induziert wird, und sie wird zusammen mit der Sendeschaltungsanordnung 112 und
der Empfangsschaltungsanordnung 113 verwendet, um modulierte
Daten zu senden und zu empfangen. Zusätzlich kann eine Signalverarbeitungsschaltung 111 Fehlerkorrekturalgorithmen,
wie den Reed-Solomon-Algorithmus, implementieren, um Datenfehler,
die während
der Übertragung
auftreten, weiter zu reduzieren. Die Funktionen der Signalverarbeitung,
des Sendens und des Empfangens können
beispielsweise durch einen Motorola CopperGold Chipsatz oder einen
GlobeSpan Technologies STAR oder SLADE Chipsatz geliefert werden.
Die Steuerschaltung 117 ist vorgesehen, um den Betrieb der
ADSL-Einheit 100 zu
steuern, um die Energieverwendung durch die ADSL-Schaltungseinheit
zu steuern, und um Parameter der ADSL-Einheit zu speichern.
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Um
einen ADSL-Dienst zu liefern, ist eine ADSL-Einheit 100 an
jedem Ende einer Leitungsschleife 120 angeordnet. Wenn
man die 2 betrachtet, so wird eine ADSL-Einheit 100,
die am Kundenendgerät 240 angeordnet
ist, als eine Kundenendgerätausrüstung-(CPE)-ADSL-Einheit 242 bezeichnet.
Eine zweite ADSL-Einheit 100, die typischerweise am Amt 230 einer
Telefongesellschaft angeordnet ist, ist als Amtendgerät-(COT)-Einheit 232 bekannt.
Die CPE-Einheit und die COT-Einheit sind durch eine Schleife 220 mit
zwei Leitungen mit einer Länge
von bis zu 18000 Fuß verbunden.
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Das
Amt und das Kundenendgerät
sind mit der ADSL-Einheit
durch eine Datenschnittstelle 116 (1) verbunden.
Am amtsseitigen Ende der Schleife 230 ist die Datenschnittstelle
der COT-Einheit 232 mit der Datenvermittlungsausrüstung 234 des
Amts verbunden. Am Teilnehmerende der Schleife 240 ist
die Datenschnittstelle der CPE-Einheit 242 mit dem Kundenendgerät, wie einem
Personalcomputer 244, verbunden.
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Daten,
die durch eine ADSL-Einheit zu übertragen
sind, werden vor der Übertragung
in einer Struktur angeordnet, die als 'Rahmen' bekannt ist. Ein Rahmen ist eine Anordnung
von Bits, die sowohl Benutzerdaten als auch Signalisierinformation,
die von den ADSL-Einheiten benötigt
wird, einschließen. Wenn
es Nichts zwischen den ADSL-Einheiten
zu übertragen
gibt, kann der Benutzerdatenteil des Rahmens mit leeren Paketen
gefüllt
werden. Innerhalb der ADSL-Rahmenstruktur befindet sich ein Signalisierkanal
mit einer niedrigen Bitrate, über
den Handshaking-Information zwischen ADSL-Einheiten ausgetauscht
werden kann. Dieser Signalisierkanal kann beispielsweise verwendet
werden, um den Übertragungspfad
der Leitungsschleife zu testen, und um Statusinformation der ADSL-Vorrichtung
zu senden.
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Eine
Schaltungsanordnung innerhalb jeder ADSL-Einheit 232 und 242 wird
verwendet, um Rauschen zu entfernen, um eine Fehlerkorrektur auszuführen, um
Daten zu multiplexen und um Daten zu senden und zu empfangen. Dies
erfolgt ohne eine Störung
der Audio- und Signalisierübertragungen von
POTS über
die Schleife 220 mit zwei Leitungen, die ein Spektrum unter
4 Kilohertz (kHz) verwendet. Modulierte Daten von den ADSL-Einheiten 232 und 242 werden
unter Verwendung eines Spektrums über 4 kHz, typischerweise unter
Verwendung eines Frequenzbereichs von 40 kHz und mehr, übertragen.
Signalfilter 233 und 243 (die als "Splitter" bekannt sind) werden
verwendet, um die Signale, die von einem Ort, beispielsweise dem
Amt 230 übertragen
werden, zu verbinden, und um Signale zu trennen, wenn sie am entfernten
Ort, beispielsweise den Kundenendgeräten 240 empfangen
werden.
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Innerhalb
des Amts 230 wird ein Splitter 233 verwendet,
um nach außen
gehende Signale von der POTS-Vermittlungsausrüstung 231 und
der COT-ADSL-Einheit 232 für eine Übertragung auf der Schleife 220 zu
kombinieren. Der Splitter 233 liefert auch Signale, die
auf der Schleife 220 mit den zwei Leitungen empfangen werden,
sowohl an die POTS-Vermittlungsausrüstung 231 als
auch die COT-ADSL-Einheit 232. Signale, die an die POTS-Vermittlungsausrüstung 231 zu
senden sind, werden vom Splitter 233 gefiltert, um Frequenzen oberhalb
des Sprachbandes zu entfernen. Das sich ergebende gefilterte Signal
kann durch den POTS-Schalter 231 so gehandhabt werden,
als ob es von einer traditionellen analogen POTS-Verbindung stammt.
Das Signal vom Splitter 233 zur COT-ADSL-Einheit 232 kann
das volle Frequenzspektrum enthalten, wenn es über die Leitungsschleife 220 ankommt,
oder es kann gefiltert werden, um die Sprachbandfrequenzen zu entfernen.
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An
den Kundenendgeräten 240 wird
ein Splitter 243, der als eine Netzschnittstelle (NI) der
Telefongesellschaft dienen kann, verwendet, um nach außen gehende
Signale von einer POTS-kompatiblen Ausrüstung 241 und der
CPE-ADSL-Einheit 242 der
Kundenendgeräte
für eine Übertragung
auf der Schleife 220 zu kombinieren. Der Splitter 243 wird auch
verwendet, um Signale, die auf der Schleife 220 mit zwei
Leitungen empfangen wurden, an sowohl eine POTS-Ausrüstung 241,
wie ein analoges Telefon oder ein Faxgerät, als auch die CPE-ADSL-Einheit 242 des
Kundenendgeräts
zu richten.
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Signale,
die an die POTS-Ausrüstung 241 der
Kundenendgeräte
zu senden sind, werden gefiltert, um Frequenzen oberhalb des Sprachbands
zu entfernen. Das sich ergebende gefilterte Signal kann durch die
POTS-Ausrüstung 241 der
Kundenendgeräte
so gehandhabt werden, als ob es von einer traditionellen analogen
POTS-Verbindung herkommt. Das Signal vom Splitter 243 zur
CPE-ADSL-Einheit 242 kann das volle Frequenzspektrum enthalten, wenn
es über
die Leitungsschleife 220 ankommt, oder es kann gefiltert
werden, um Frequenzen des Sprachbands zu entfernen. Die CPE-ADSL-Einheit 242 kann
beispielsweise in ein ADSL-Modem eingebaut sein, das mit einem Personalcomputer 244 verbunden
ist, der programmiert ist, um über
die ADSL-Verbindung zu senden und zu empfangen. Eine Schaltungsanordnung,
um POTS und ADSL Datenfunktionen handzuhaben, kann in einer einzigen
physikalischen Vorrichtung kombiniert werden, die eine Signalaufspaltung
und Filterung, eine POTS-Verbindungsverarbeitung
und eine Verarbeitung, ein Senden und ein Empfangen modulierter
Daten handhabt. Alternativ können
diese Funktionen unter Verwendung einer Anzahl physikalisch getrennter
Vorrichtungen erzielt werden.
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Vor
der Initiierung des Transports modulierter Daten über die
Schleife 220 werden Signale über die Schleife 220 zwischen
der COT-Einheit 232 und der CPE-Einheit 242 ausgetauscht,
um die ADSL-Einheiten an die elektronischen Eigenschaften der speziellen
Leitungsschleife 220 anzupassen. Beispielsweise werden
Verlusteigenschaften der Schleife, die eine Funktion der Schleifenlänge sind,
die Leitungsdicke, die Zusammensetzung der Leitung und andere Faktoren
ausgetauscht. Dieser Austausch von Information wird oft als ein
Handshaking bezeichnet. Wenn das Handshaking beendet ist, kann die Übertragung
der Benutzerdaten beginnen.
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Um
die Energieerfordernisse zu reduzieren, können die ADSL-Einheiten 232 und 242 in
den Niedrigenergiemodus gehen, wenn die Übertragung der Benutzerdaten
beendet ist. Jede Einheit kann den Niedrigenergiemodus initiieren.
Wenn beispielsweise die CPE-Einheit 242 den Niedrigenergiemodus
initiiert, so tut sie dies durch das Senden eines Abschaltsignals
and die COT-Einheit 232. Dieses Abschaltsignal kann auf
dem ADSL-Signalisierkanal mit niedriger Bitrate befördert werden;
alternativ kann ein Signal außerhalb
des Bandes auf der Schleife verwendet werden, beispielsweise ein
Wechselsignal von 16 kHz. Eine nochmals andere Alternative besteht
darin, dass die CPE-Einheit
das Senden der ADSL-Rahmeneinteilungsinformation stoppt (wie das
der Fall sein würde,
wenn die CPE-Einheit in einen Niedrigenergiezustand gebracht wird).
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Nach
Empfang des Abschaltsignals speichert die COT-Einheit 232 wahlweise im Speicher 117 Eigenschaften
der Schleife 220, die beim Handshaking von der CPE zur
COT bestimmt worden sind. In gleicher Weise kann beim Senden des
Abschaltsignals die CPE-Einheit 242 wahlweise die Schleifeneigenschaften
speichern, die sie durch das Handshaking von der CPE zur COT erhalten
hat. Das Speichern der Schleifeneigenschaften ermöglicht eine schnelle
Wiederaufnahme der Übertragung
der Benutzerdaten, wenn die Einheiten wieder in den Vollleistungsmodus
zurückgeführt werden.
Jede Einheit 232 und 242 kann in den Niedrigenergiemodus
eintreten durch das Abschalten der nun unnötigen Abschnitte der Schaltung
für die
Signalverarbeitung 111, das Senden 112 und das
Empfangen 113. Die Schleife 220 wird sich dann
in einem inaktiven Zustand befinden. Eine Schaltung 115,
um das Wiederaufnahmesignal zu erfassen, muss während des Niedrigenergiebetriebs
weiter eine Signalerfassung ausführen
können.
Wenn die COT-Einheit 232 den Niedrigenergiemodus initiiert,
würden
Signale mit der CPE-Einheit 242 in ähnlicher Weise ausgetauscht.
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In
alternativen Ausführungsformen
können sowohl
die CPE-Einheit 242 als auch die COT-Einheit 232 fähig sein,
einen Betrieb mit reduzierter Energie auszuführen. Alternativ kann es sein,
dass nur die COT-Einheit 232 ihren Energieverbrauch reduzieren kann,
oder dass nur die CPE-Einheit 242 ihren
Energieverbrauch reduzieren kann. Wenn nur die COT-Einheit 232 ihren
Energieverbrauch reduziert, wird die COT-Einheit 232 keine
Schaltungsanordnung 114 für eine Erzeugung des Wiederaufnahmesignals
benötigen,
noch wird die CPE-Einheit 242 eine Erfassungsschaltung 115 für das Wiederaufnahmesignal
benötigen.
In ähnlicher
Weise wird, wenn nur die CPE-Einheit 242 ihren Energieverbrauch
reduziert, die CPE-Einheit 242 keine Schaltungsanordnung 114 für das Erzeugen
eines Wiederaufnahmesignals benötigen,
noch wird die COT-Einheit 232 eine Schaltungsanordnung
für das
Erfassen des Wiederaufnahmesignals benötigen. Somit variieren die
speziellen Schaltungskomponenten, die in einen Niedrigenergiemodus
gesetzt werden können,
bei verschiedenen Marken, Modellen und Versionen der ADSL-Einheiten.
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Um
eine Einheit, die sich in einem Niedrigenergiemodus befindet, in
einen Vollenergiebetrieb zurück
zu führen,
wird ein Wiederaufnahmesignal an die Einheit gesandt. In einer Ausführungsform
nimmt eine COT-ADSL-Einheit den Vollenergiebetrieb nach dem Empfang
eines Wechselsignals von 16 kHz, das über die Leitungsschleife durch
eine CPE-ADSL-Einheit
gesandt wird, wieder auf. Dieses Wiederaufnahmesignal kann durch
die COT-Einheit unter Verwendung eines Signaldetektors 115 für ein Wechselsignal
von 16 kHz, der konventionelle Frequenzerfassungstechniken verwendet,
erfasst werden. Dieser Detektor 115 bleibt funktionsfähig, wenn
sich die Einheit im Niedrigenergiemodus befindet. Wenn die CPE-Einheit 242 einen
Betrieb mit reduzierter Energie ausführen kann, wird ein Wiederaufnahmesignal, das
von der COT-Einheit 232 zur CPE-Einheit 242 gesandt
wird, in ähnlicher
Weise an den Kundenendgeräten
empfangen und von der CPE-Einheit 242 erfasst werden.
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Nach
dem Empfang des Wiederaufnahmesignals führt die empfangende ADSL-Einheit
die Signalverarbeitungsschaltung 111, die Sendeschaltung 112 und
die Empfangsschaltung 113 in den Vollenergiemodus zurück. Wenn
Schleifenübertragungseigenschaften
gespeichert worden sind, werden diese Parameter aus dem Speicher 117 abgerufen
und verwendet, um es zu ermöglichen,
dass die Datenübertragung
schnell wieder aufgenommen werden kann, durch das Reduzieren der
Zeit, die benötigt
wird, um die Übertragungseigenschaften
der Schleife zu bestimmen. Nach der Wiederaufnahme des Vollenergiemodus
kann ein zusätzliches
Handshaking zwischen den ADSL-Einheiten 232 und 242 stattfinden. Nach
dem Erreichen eines vollen Betriebszustands, kann die Übertragung
von Benutzerdaten wieder aufgenommen werden.
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Betrachtet
man die 2 und 3, so besteht
eine beispielhafte Anwendung der Erfindung darin, Energieerfordernisse
zu reduzieren, die benötigt
werden, um eine Verbindung zwischen einem Personalcomputer (PC) 244 und
einer entfernten Datenquelle 250 aufrecht zu halten. Die
entfernte Datenquelle 250 kann beispielsweise ein Internet-Dienstanbieter (ISP)
oder ein Online-Dienstanbieter (OSP) sein. In einer beispielhaften
Konfiguration ist eine CPE-ADSL-Einheit 242 durch
eine digitale Schnittstelle 247 mit einem Personalcomputer 244 verbunden,
der programmiert ist, um Daten über
die ADSL-Einheit 242 zu senden und zu empfangen. Die CPE-ADSL-Einheit 242 kann
in ein ADSL-Modem eingebaut sein, das im PC 244 installiert
oder mit diesem verbunden ist. Die CPE-ADSL-Einheit 242 ist durch
eine Leitungsschleife 220 mit einer COT-ADSL-Einheit 232 an
einem Amt 230 verbunden, bei dem eine Verbindung zur entfernten
Datenquelle 250 existiert.
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In
der beispielhaften Konfiguration ist die Leitungsschleife 220 anfänglich inaktiv,
um so einen Informationsfluss zwischen der CPE-Einheit 242 und der
COT-ADSL-Einheit 243 zu
verhindern. Um die Schleife 220 in einen aktiven Zustand
zurück
zu führen,
wird ein Startsignal an die CPE-ADSL-Einheit gesandt (Schritt 301).
Das Startsignal ist beispielsweise ein Befehl, der über die
digitale Schnittstelle 247 von einem Vorrichtungstreiber
oder einem anderen Programmmodul, das im PC 244 abläuft, gesendet
wird, oder es kann durch Energie zur CPE-ADSL-Einheit, die angeschaltet
wird, dargestellt werden. Nach dem Empfang des Startsignals kann die
CPE-ADSL-Einheit die gespeicherten schleifenspezifischen Parameter
wiederherstellen (Schritt 302). Die CPE-ADSL-Einheit überträgt dann
ein Wiederaufnahmesignal von 16 kHz auf der Schleife (Schritt 303).
Das Wiederaufnahmesignal wird nachfolgend durch die Schleifenüberwachungsschaltung in
der COT-Einheit erfasst (Schritt 304). Wenn sich die COT-Einheit
in einem Niedrigenergiezustand befindet, so wird sie zum Vollenergiebetrieb
nach dem Erfassen des Wiederaufnahmesignals von der CPE-Einheit
zurückkehren,
wobei dies das Wiederherstellen der schleifenspezifischen Parameter
einschließen
kann (Schritt 305). Wenn die COT-Einheit nicht in einem
Niedrigenergiezustand war, kann das Wiederaufnahmesignal von der
COT-Einheit ignoriert werden. Die CPE- und COT-ADSL-Einheiten können dann
Handshaking-Information
austauschen, um eine zuverlässige
Datenkommunikation zwischen den Einheiten aufzubauen (Schritt 306).
Handshaking-Information kann beispielsweise erforderlich sein, wenn
sich Schleifeneigenschaften beispielsweise durch temperaturabhängige Änderungen
im Schleifenwiderstand geändert
haben. Handshaking-Information kann auch für andere Vorrichtungsinitialisierungszwecke
ausgetauscht werden.
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Wenn
eine zuverlässige Übertragung
von der CPE-Einheit zur COT-ADSL-Einheit aufgebaut ist, kann Information über den
aufgebauten Datenpfad ausgetauscht werden (Schritt 307).
Betrachtet man die 2, so kann der Personalcomputer 244 den
Datenpfad zwischen den ADSL-Einheiten verwenden, um mit einer entfernten
Datenquelle zu kommunizieren, indem Information über eine digitale Schnittstelle 247 an
die CPE-ADSL-Einheit 242 gesandt
wird. Diese digitale Schnittstelle kann eine Computerschnittstelle
nach einem Industriestandard sein, wie eine Small Computer Systems
Interface (SCSI), eine Ethernet-Schnittstelle oder eine Peripheral
Component Interconect (PCI) Schnittstelle oder eine andere Schnittstelle
nach einem anderen Industriestandard oder eine Lieferanten-spezifische Schnittstelle,
die einen Zweiwege-Datenaustausch ermöglicht.
Information vom PC zur CPE-Einheit kann sowohl Benutzerdaten als
auch Signalisierinformation einschließen, um den Betrieb der CPE-ADSL-Einheit
zu steuern oder um eine solche Signalisierung über einen ADSL-ADSL-Signalisierkanal
weiterzuleiten, um den Betrieb der COT-ADSL-Einheit zu steuern. Benutzerdaten, die der
CPE-Einheit durch den PC geliefert werden, werden zur COT-Einheit über den zwischen
der CPE und COT aufgebauten Datenübertragungspfad übertragen.
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Daten,
die an der COT-Einheit empfangen werden, können in ein Datensignal umgewandelt werden,
das mit einer Standardvermittlungsausrüstung der Telefongesellschaft
kompatibel ist, beispielsweise ein T1-Datensignal mit 1,544 Millionen Bits
pro Sekunde (Mbps) oder dem asynchronen Transfermodus (ATM) von
Zellen über
einen optischen Träger
der Ebene 3 (OC-3) einer Schnittstelle eines synchronen optischen
Netzes (SONET). Die empfangenen Daten, die nun in einem zur Ausrüstung des
Amts kompatiblen Format vorliegen, können über eine Standardtelefonschnittstelle 236 an eine
Hochgeschwindigkeitsdatenvermittlungsausrüstung 234 der Telefongesellschaft,
wie ein digitales Koppelfeld oder eine Multiplexausrüstung, an
eine zweite Schnittstelle 251, die eine Verbindung mit
einer entfernten Datenquelle 250 herstellt, geliefert werden.
Alternativ können
die Daten von der COT-ADSL-Einheit 232 direkt zur entfernten
Datenquelle 250 fließen,
ohne dass sie von einer dazwischen liegenden Vermittlungsausrüstung 234 gehandhabt
werden. Zweiwege-Datenübertragungen zwischen
der entfernten Datenquelle 250 und dem PC 244 können dann über den
sich ergebenden Pfad vom PC 244 zur CPE-Einheit 242 zur
COT-Einheit 232 zur Vermittlungsausrüstung 234 zur entfernten Datenquelle 250 stattfinden.
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Wenn
man wieder die 3 betrachtet, kann die COT-Einheit in den Niedrigenergiemodus
zurückgeführt werden,
indem ein Abschaltsignal von der CPE-Einheit zur COT-Einheit gesandt
wird (Schritt 308). Das Abschaltsignal kann ein ausdrücklich übertragenes
Signal sein oder ein abgeleitetes Signal. Beispielsweise kann das
Abschaltsignal ausdrücklich als
eine Serie von Signalisierbits, die zwischen den CPE- und COT-ADSL-Einheiten übertragen
werden, gesendet werden. Alternativ kann, wenn der PC und die COT-ADSL-Einheit
abgeschaltet sind, ein Abschaltsignal aus dem Verlust der übertragenen
Rahmeneinteilungsinformation zwischen der CPE- Einheit und der COT-Einheit abgeleitet
werden. Das Abschaltsignal wird nachfolgend durch die Überwachungsschaltung
in der COT-ADSL-Einheit erfasst (Schritt 309). Nach dem
Erfassen eines Abschaltsignals kann die COT-Einheit Schleifeneigenschaften speichern
(Schritt 310) und in den Niedrigenergiemodus eintreten,
indem sie Energie zu nun unnötiger Schaltung
reduziert (Schritt 311). Das beschriebene Verfahren 300 kann
wiederholt werden, um die Datenübertragung
wieder aufzunehmen. Im wesentlichen kann dieselbe Sequenz ablaufen,
um Energie bei der CPE-ADSL-Einheit 242 zu
reduzieren. Eine CPE-ADSL-Einheit kann in einen Niedrigenergiemodus
beispielsweise dann eintreten, wenn eine voreingestellte oder programmierte
Zeitdauer vergeht, ohne dass irgend eine Benutzeraktivität auf dem
Datenpfad stattfindet oder ein passendes Signal von der COT-ADSL-Einheit gesandt wird.
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Andere
Ausführungsformen
liegen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche. Während die Erfindung im Kontext
von ADSL-Einheiten, die einen asymmetrischen Datenkanal liefern,
beschrieben wurde, kann die Erfindung beispielsweise auf andere Endgeräteinheiten
angewandt werden, bei denen Sprachbanddienste eine Schleife mit
einer modulierten Datenübertragung
gemeinsam nutzen, beispielsweise in Endgeräteinheiten einer symmetrischen
digitalen Teilnehmerleitung (Symmetric Digital Subscriber Line,
SDSL) und in einer ratenadaptiven digitalen Teilnehmerleitung (Rate
Adaptive Digital Subscriber Line, RADSL). In ähnlicher Weise kann, während Systeme
mit Schleifen mit zwei Leitungen beschrieben wurden, die Erfindung
in Systemen verwendet werden, die drahtlose Schleifen und Schleifensegmente
einschließen.
Aufwachsignale können
Mehrtonsignale und andere Signale außerhalb des POTS-Spektrums
einschließen.
Die Endgerätschaltung
kann digitale Schaltungsanordnungen, analoge Schaltungsanordnungen,
Software, Firmware oder eine Kombination dieser Elemente einschließen. Der Umfang
der Erfindung sollte nur durch das, was in den folgenden Ansprüchen aufgeführt ist,
begrenzt sein.