FI78373C - Telefontrafik- eller dataoeverfoeringssystem. - Google Patents

Description

1 78373

Puhelinliikenne- tai datansiirtojärjestelmä. - Telefon- trafik- eller dataöverföringssystem.

Keksinnön kohteena on puhelinliikennejärjestelmä, johon kuuluu ainakin kaksi puhelinkojetta, joissa on mikrofoni ja kuuloke ja/tai kaiutin, puhelinkojeita yhdistävä puhelinlinja, jossa on kaksi johdinta virtasilmukan muodostamiseksi, virta-silmukkaan liittyvä vaihtovirtageneraattori ja virranohjaus-elimet, jotka on järjestetty generaattorin positiivisten puoli jaksojen aikana ohjaamaan virta ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonipiirin kautta ja toisen puhelinkojeen kuuloke-ja/tai kaiutinpiirin kautta ja negatiivisten puolijaksojen aikana ensimmäisen puhelinkojeen kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin kautta ja toisen puhelinkojeen mikrofonipiirin kautta, jolloin äänensiirto tapahtuu toisiinsa yhteydessä olevien puhelinko jeiden mikrofonisignaaleista vuoron perään otettavina näytteinä, jotka siirtyvät generaattorisignaaliin yhdistyneinä siten, että ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin positiivisiin puolijaksoihin ja toisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin negatiivisiin puolijaksoihin.

Keksinnön kohteena on myös datansiirtojärjestelmä, joka eroaa puhelinliikennejärjestelmästä vain siinä, että puhelinkojeiden tilalla on modernit, joissa on sovittimet tulevaa ja lähtevää datasignaalia varten.

Keksinnön yleisenä tavoitteena on saada aikaan puhelinliikenne järjestelmä, jossa käytetään hyväksi sellaista uudentyyppistä puhelinliikenneformaattia, jonka avulla voidaan puhe-linkoje ja keskuslaitteet yksinkertaistaa sekä liittyä digitaaliseen välitystekniikkaan aikaisempaa helpommin. Datansiirtoon sovellettuna keksinnön tavoitteena on saada aikaan huomattavan yksinkertainen moderni.

Nykyisin on käytössä perinteinen analoginen ja uudempi digitaalinen puhelinliikenneformaatti, jotka molemmat ovat 2 78373 CCITTtn ja PR:n määräyksien mukaisia. Pikapuhelinjärjestelmissä on em. kaltaisia puheyhteyksiä sekä usein erilaiset oh-jausyhteydet.

Analogisessa verkossa puhelinkojeiden syöttö ja äänitaajui-nen informaatio kulkee samoja johtoja myöten. Puheen siirto tapahtuu virtaviestinä molempiin suuntiin. Puhesuunnat erotellaan puhelimen puoleisessa päässä toisistaan ns. sivu-äänettömällä kytkennällä ja tasot säädetään automaattisella tasonsäädöllä. Kun analoginen puhelin liitetään digitaaliseen puhelinkeskukseen, tarvitaan muunninyksikkö jokaiseen liittymään keskuksen puoleisessa päässä.

Digitaalisessa verkossa viestin siirto tapahtuu pulssikoodat-tuna joko kaksi- tai neljälankaista yhteyttä käyttäen. Puhe-linkoje sisältää tarvittavat analogia- ja digitaalimuuntimet sekä PCM-liittymän.

Molemmissa tapauksissa digitaalinen puhelinliikenne vaatii aina tilaajakohtaiset analogia- ja digitaalimuuntimet sekä PCM-liittymän, joko puhelinkojeessa tai keskuslaitteessa. Varsinkin pienissä järjestelmissä liittymän hinta tulee em. syistä suhteellisen kalliiksi.

Pikapuhelinjärjestelmissä tarvitaan puheyhteyden luomiseen kaiutinpuhelintoiminnetta, jolloin puhelintekniikassa käytet- ty sivuäänetön kytkentä ei usein riitä, vaan käytetään vuoro- suuntaista puhekytkentää tai omia yhteyksiä tulevalle ja lähtevälle puhesuunnalle.

Analogisten puhelimien epäkohtana on hyvän sivuäänettömän kytkennän kalleus, jolloin esim. kaiutinpuhelin vaatii varsin paljon tekniikkaa, eikä automaattinen tasonsäätö toimi ideaalisesti kaikissa olosuhteissa. Digitaalisten puhelinkeskusten yhteydessä tarvitaan monimutkaisia tilaajakohtaisia muuritimia.

Digitaalisissa puhelinkojeissa tarvitaan myös kallista ja monimutkaista tekniikkaa.

li 3 78373

Pikapuhelinjärjestelmissä taas tarvitaan useita johtopareja yhteyksien luomiseen. Esim. US-patenttijulkaisusta 2,980,769 tunnettuun kaksisuuntaiseen viestintäyhteyslaitteeseen kuuluu vähintään viisi johdinyhteyttä päälaitteiden välillä ja vaihtojännite ajetaan virtasilmukkaan sovitusmuuntajien kautta.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan puhelinliikennejärjestelmä, jossa uudenlaista, yksinkertaista puhelinliikenne-formaattia käyttäen on mahdollista saada aikaan lähes ideaalinen sivuäänetön kytkentä sekä tason säätö samalla kun liittyminen digitaaliseen tekniikkaan on huomattavasti yksinkertaisempaa, puhelinkojeen tekniikka yksinkertaistuu niin perusmuodossaan kuin kaiutintoiminteilla varustettuna, minkä seurauksena puhelinkojeen hinta alenee merkittävästi.

Tämä keksinnön tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että mainitut virranohjauselimet on kytketty ainoastaan kaksi johdinta käsittävän virtasilmukan ja puhelinkojeiden mikrofonipiirin ja kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin välille siten, että ne estävät virran kulun saman puhelinkojeen mikrofonipiirin ja kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin välillä kumpaankin suuntaan samalla kun ne sallivat virtasilmukan virran kulun mainittujen piirien kautta vain yhteen suuntaan. Aivan vastaavalla tavalla keksintö on sovellettavissa datansiirto-järjestelmään, jolloin puhelinkojeiden tilalla ovat modernit kuten oheisessa patenttivaatimuksessa 2 on esitetty.

Kun näytteenottotaajuus on vähintään kaksinkertainen ylimpään siirrettävään taajuuteen verrattuna, ei siirrettävä informaatio olennaisesti muutu, kuten PCM-laitteiden yhteydessä on sinänsä tunnettua. Sopivimmin näytteenottotaajuus on välillä 8-20 kHz. Alustavissa kokeissa on käytetty 8 kHz:n näyt-teenottotaa j uutta.

Keksinnön mukaista puhelinliikennejärjestelmää käytettäessä myös erikoissovellutukset tulevat yksinkertaisemmiksi, esim. vanhusten avohoidon valvontaan tarkoitetut puhelaitteet voi- * 78373 daan toteuttaa yksinkertaisemmin ja samalla luotettavammin.

Keksinnön mukaista puhelinliikenne- tai datansiirtojärjestelmää ja siinä käytettävää liikennöintiformaattia selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää yksinkertaistettua kytkentäkaaviota puhelin- liikennejärjestelmästä, joka sisältää keskusosan, linjan ja puhelinkojeen.

Kuva 2 esittää puhelinkojeen toimivaa kytkentää.

Kuva 3 esittää kytkentäkaaviota järjestelmän erikoissovellutuksesta puhelaitteeksi.

Kuva 4 esittää kytkentäkaaviota keksinnön mukaisesta datansiirtojärjestelmästä.

Kuvan 1 tapauksessa keskusosa muodostuu linjaa syöttävästä tasajännitelähteestä 1, josta puhelinkoje saa syöttönsä tasa-suuntaussillan 8 kautta. Tasajännitelähde ei ole välttämätön, vaan syöttö voidaan hoitaa myös vaihtovirtageneraattorilLa 2.

Sakara-aaltoa syöttävän vaihtovirtageneraattorin 2 perimmäinen tarkoitus on syöttää linjalle ns. näytteenottotaajuutta, jolla ohjataan sekä keskuksen että puhelinkojeen kytkimiä 3, 4, 6 ja 7. Generaattorin 2 taajuus eli näytteenottotaajuus voi olla sama kuin PCM-laitteissa eli 8 kHz. Generaattorilla 2 lähetetään myös matalampi soittotaajuus.

Puhesuuntien ohjaus tapahtuu vuorottelemalla kytkimien ON/OFF-tiloja näytteenottotaajuuden tahdissa. Keskuksessa ge-• · neraattori 2 ohjaa kytkimiä 3 ja 4 ja puhelinkojeessa kais- tanpäästösuodatin 5 ohjaa kytkimiä 6 ja 7. Kaistanpäästösuo-dattimen 5 keskitaajuus on sama kuin näytteenottotaajuus. Suotimen 5 tilalla voidaan käyttää pelkästään diodeja silloin kun tasajännitelähdettä 1 ei käytetä.

Il 5 78373

Keskuksesta puhelinkojeelle lähtevän puhesuunnan aikana näytteenottotaajuuden positiivinen puolijakso kytkee keskuspuolen lähtevän vahvistimen ja puhelinkojeen tulevan vahvistimen linjaan, jolloin näyte siirretään virtaviestinä.

Keskukselle puhelinkojeelta tulevan puhesuunnan näytteet siirretään samalla periaatteella negatiivisten puolijaksojen aikana.

Kuvassa 2 on esitetty toimivan puhelimen kytkentäkaavio toteutettuna ilman kaistanpäästösuodatintä, jolloin suotimen korvaavat diodit 11. Lisäksi puhelinkojeessa on seuraavat peruskomponentit: kannatinkosketin 12, impulssivalintakytkimet 13, soittopiiri 14 ja normaali kuuloke 10 ja mikrofoni 9. Tason säätö hoidetaan keskuksesta käsin "hitaalla" vakiovirral-la, joka ei reagoi äänitaajuisiin signaaleihin.

Keksinnön mukaista puhelinliikennejärjestelmää voidaan soveltaa moneen sovellutukseen, missä tarvitaan kaiutinpuhelinomi-naisuuksia ilman äänen kiertämistä, esim. portti-, ovi-, pika- ja hissipuhelimet sekä avohoidon hälyttimet. Kuvassa 3 on esitetty yksinkertainen piirikaavio laitteesta, jota voidaan käyttää näissä sovellutuksissa. Diodit 11 on kytketty toimimaan virranohjauseliminä, jotka generaattorin 2 positiivisten puolijaksojen aikana ohjaavat virran ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonin kautta ja toisen puhelinkojeen kaiutti-men 10' kautta ja negatiivisten puolijaksojen aikana ensimmäisen puhelinkojeen kaiuttimen 10' kautta ja toisen puhelin-kojeen mikrofonin 9 kautta. Myös tässä äänensiirto tapahtuu puhelinkojeiden mikrofonisignaaleista vuoron perään otettavina näytteinä, jotka yhdistyvät generaattorisignaaliin siten, että ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin positiivisiin puolijaksoihin ja toisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin negatiivisiin puolijaksoihin. Kaiuttimiin 10' liittyy vahvistimet virtasignaalin tehon vahvistamiseksi.

6 78373

Keksinnöllä voidaan toteuttaa myös huomattavan yksinkertainen moderni datansiirtoon. Kuvion 4 suoritusesimerkissä on esitetty kaksi moderniar jotka ovat yhteydessä toisiinsa kaksijohtamisen siirtolinjan välityksellä. Kumpikin moderni käsittää sovittimen 11a tulevaa datasignaalia varten ja sovittimen 11b lähtevää datasignaalia varten sekä diodit 11 virran ohjaamiseksi sen napaisuudesta riippuen joko lähtösovittimen tai tu-losovittimen kautta. Vaihtovirtageneraattori 2 määrää näytteenottotaajuuden. Modernit liitetään logiikkatasoisilla sarjaliikenneliittymillä 15 tietokonelaitteisiin. Havaitaan, että datansiirto tapahtuu kahden johtimen muodostamassa silmukassa samanaikaisesti molempiin suuntiin samanlaisella näytteenotto- ja virranohjausperiaatteella kuin edellä selostetun puhelinliikennejärjestelmän yhteydessä.

Il

Claims (10)

1. Puhelinliikennejärjestelmä, johon kuuluu ainakin kaksi puhelinko jetta, joissa on mikrofoni (9) ja kuuloke ja/tai kaiutin (10), puhelinkojeita yhdistävä puhelinlinja, jossa on kaksi johdinta virtasilmukan muodostamiseksi, virtasilmukkaan liittyvä vaihtovirtageneraattori (2) ja virranohjauselimet (3, 4? 6, 7 tai 11), jotka on järjestetty generaattorin positiivisten puolijaksojen aikana ohjaamaan virta ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonipiirin (9) kautta ja toisen puhelinko-jeen kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin (10) kautta ja negatiivisten puolijaksojen aikana ensimmäisen puhelinkojeen kuuloke-ja/tai kaiutinpiirin (10) kautta ja toisen puhelinkojeen mikrofonipiirin (9) kautta, jolloin äänensiirto tapahtuu toisiinsa yhteydessä olevien puhelinkojeiden mikrofonisignaaleista vuoron perään otettavina näytteinä, jotka siirtyvät generaattorisignaaliin yhdistyneinä siten, että ensimmäisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattori-signaalin positiivisiin puoli jaksoihin ja toisen puhelinkojeen mikrofonisignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin negatiivisiin puolijaksoihin, tunnettu siitä, että mainitut virranohjauselimet on kytketty ainoastaan kaksi johdinta käsittävän virtasilmukan ja puhelinkojeiden mikrofoni-piirin (9) ja kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin (10) välille siten, että ne estävät virran kulun saman puhelinkojeen mikrofonipiirin ja kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin välillä kumpaankin suuntaan samalla kun ne sallivat virtasilmukan virran kulun mainittujen piirien kautta vain yhteen suuntaan.

2. Datansiirtojärjestelmä, johon kuuluu ainakin kaksi modernia (11a, 11b), joissa on sovittimet (11a ja 11b) tulevaa ja lähtevää datasignaalia varten, ja kaksi johdinta virtasilmukan muodostamiseksi modernien välille, virtasilmukkaan liittyvä vaihtovirtageneraattori (2) ja virranohjauselimet (11, 11a, 11b), joiden avulla datan siirto tapahtuu toisiinsa yhteydessä olevien modernien (11a, 11b) datasignaaleista vuoron perään otettavina näytteinä, jotka siirtyvät generaatto- 8 78373 risignaaliin yhdistyneinä siten, että ensimmäisen modernin lähtevä datasignaali on yhdistynyt generaattorisignaalin positiivisiin puolijaksoihin ja toisen modernin lähtevä data-signaali on yhdistynyt generaattorisginaalin negatiivisiin puolijaksoihin, tunnettu siitä, että mainitut vir-ranohjauselimet on järjestetty generaattorin positiivisten puoli jaksojen aikana ohjaamaan virta ensimmäisen modernin läh-tösovittimen (11b) kautta, mutta sen tulosovittimen (11a) ohi ja toisen modernin tulosovittimen (11a) kautta mutta sen läh-tösovittimen ohi ja negatiivisten puoli jaksojen aikana ensimmäisen modernin tulosovittimen (11a) ja toisen modernin lähtö-sovittimen (11b) kautta, mutta vastaavasti niiden lähtö- ja tulosovittimien (11b ja 11a) ohi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vaihtovirtageneraattori (2), jonka taajuutta käytetään näytteenottotaajuutena, on kytketty virtasilmukkaan toisen puhelinkojeen tai modernin virranoh-jauselimien (3, 4; 11) kautta.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vaihtovirtageneraattori on sakara-aaltogeneraattori.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 3 tai 4 mukainen järjestelmä, jossa puhelinkojeita yhdistävä virtasilmukka kulkee puhelinkeskuksen kautta, tunnettu siitä, että vaihtovirtageneraattori ja osa virranohjauselimiä on sijoitettu keskukseen.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että virranohjauseliminä ovat diodit (11).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että virranohjauselimiin kuuluu kais-tanpäästösuodatin (5). 9 78373

7 78373

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että virranohjauselimiin kuuluu vir-tasilmukan kummankin johtimen kumpaankin päähän erikseen liittyvät kytkimet (3, 4; 6, 7), joista kulloinkin kaksi samaan kojeeseen liittyvää kytkintä (3 ja 4 tai 6 ja 7) on järjestetty toimimaan parittain siten, että toisen (6; 3) muodostaessa kojepiirin (10) ohituskytkennän toinen (7; 4) kytkee siihen liittyvän kojepiirin (9) virtasilmukkaan.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 3-8 mukaiseen järjestelmään liittyvä puhelinkoje, tunnettu siitä, että kaksijohtimiseen puhelinlinjaan liittyvät navat on sähköisesti kytketty mikrofoniin (9) ja kuulokkeeseen ja/tai kaiutti-meen (10, 10') virranohjauselimien (11) avulla, jotka on kytketty siten, että mikrofonipiirin (9) kautta Iinjasilmukassa kulkeva virta pääsee kulkemaan vain yhteen suuntaan ja ohittaa kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin (10'), ja kuuloke- ja/tai kaiutinpiirin (10') kautta Iinjasilmukassa kulkeva virta pääsee kulkemaan vain em. suuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan ja ohittaa mikrofonipiirin (9).

10 78373