DE3851911T2 - Integrierter Daten-/Sprach-Multiplexer. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft Telefonkommunikationen und insbesondere Daten-Sprachmultiplexer.
• Es war lange der Wunsch der Telefonindustrie, die Verwendung einer Teilnehmer-Telefonleitung zu maximieren. Ein Weg besteht darin, einen Daten-Sprachmultiplexer zu verwenden, der es erlaubt, daß sich ein analoges Sprachsignal aus einem Telefon und ein digitales Datensignal aus einer Dateneinrichtung eine Teilnehmerleitung teilen. Wenn eine Dateneinrichtung und ein herkömmliches Telefon mit einem Daten-Sprachmultiplexer verbunden sind, der sich in einem Fernamt befindet, braucht somit lediglich eine Teilnehmerleitung, die sich das Telefon und die Dateneinrichtung teilen, zwischen dem Fernamt und seiner zugehörigen Zentralvermittlungsstelle gespeist werden.
• Im allgemeinen senden Daten-Sprachmultiplexer die Datensignale durch Verwendung eines Paars von gleitend frequenzumgetasteten (FSK) Trägern bei einer Frequenz, die höher ist, als die Bandbreite des Sprachsignals. Ein Träger wird verwendet, um ein Zeichen oder ein logisch niederwertiges Bit anzuzeigen, und der andere Träger wird verwendet, um ein Leerzeichen oder ein logisch höherwertiges Bit anzuzeigen. Das Sprachsignal wird dann mit den FSK-Trägern frequenzmultiplext, um ein frequenzmultiplextes Signal zu erhalten. Das frequenzmultiplexte Signal wird über die Teilnehmerleitung an die Zentralvermittlungsstelle gekoppelt. Ein ähnlicher Daten-Sprachmultiplexer bei der Zentralvermittlungsstelle trennt die Daten- und Sprachsignale. Das getrennte Sprachsignal wird zu einer herkömmlichen Fernsprechvermittlung oder einen Sprachmultiplexer gekoppelt und somit an ein Fernsprechnetz. Das getrennte Datensignal wird zu einem Vermittlungsdatennetz, einer lokalen digitalen Datenschnittstelle gekoppelt oder mittels eines dritten Daten-Sprachmultiplexers mit einem Sprachsignal kombiniert und entlang einer weiteren Teilnehmerleitung zu einer Dateneinrichtung, die sich bei einem zweiten Fernamt befindet, gesendet. Der Daten-Sprachmultiplexer kann durch Verwendung eines zweiten Paars von FSK-Trägern derart ausgeführt werden, daß er eine Vollduplex-Kommunikation unterstützt, so daß Daten gleichzeitig in beiden Richtung gesendet werden können.
• Die Vollduplex-FSK-Trägerfrequenzen, die typischerweise für einen 9600-Baud-Dienst verwendet werden, befinden sich bei 36 und 48 Kilohertz, um ein Zeichen und ein Leerzeichen in einer Richtung, wie zum Beispiel aus dem Fernamt zu der Zentralvermittlungsstelle, anzuzeigen, und 84 und 96 Kilohertz, um ein Zeichen und ein Leerzeichen in der anderen Richtung, aus der Zentralvermittlungsstelle zu dem Fernamt, anzuzeigen. Es ist wünschenswert, daß die Beinflussung mit anderen Teilnehrnerleitungen durch Sicherstellen eines phasenkohärenten Umschaltens zwischen Zeichen- und Leerzeichenfrequenzen minimiert wird.
• Die zulässige Entfernung zwischen Fernamt und Zentralvermittlungsstelle ist durch die Amerikanische Drahtlehre (AWG) der Teilnehmerleitung beschränkt. In der Praxis sind Daten-Sprachmultiplexer entwickelt worden, die bei einer Entfernung von 9.8 Meilen, bei Verwendung von 19 AWG-Leitungen, abwärts bis 3.1 Meilen, bei Verwendung von 26 AWG- Leitungen, gut arbeiten.
• Ein bekanntes Datenkommunikationssystem, das ein Frequenzmultiplexen zur Übertragung von Daten aus mehreren Quellen über eine einzige Telefonleitung verwendet, ist in der US-A-3952163 von Couturier et al. beschrieben. In dem Couturier-System sind eine Anzahl von Ferndatenstationen über Schmalbandstandleitungen an eine CPU angeschlossen. Jede Ferndatenstation weist eine Anzahl von Signalumsetzern auf, wobei jeder einen zugehörigen Frequenzdivisionsmultiplexer-Sender/Empfänger aufweist, um eine gleichzeitige Kommunikation zwischen mehreren Signalumsetzern und der CPU über eine einzige Standleitung zu erlauben. Ein Benutzerzugriff auf die Signalumsetzer der Ferndatenstation findet durch ein bestehendes öffentliches Telefonnetz statt.
• Zwei Anwendungen sind insbesondere für Daten-Sprachmultiplexer verbreitet. Die erste ist eine einfache Punkt-zu- Punkt-Kommunikation zwischen einer Datens tationseinrichtung bei einem ersten Fernarnt und einer sich bei einem zweiten Fernamt befindlichen Datenkommunikationseinrichtung. Das erste und zweite Fernamt sind mit einer gemeinsamen Zentralvermittlungsstelle verbunden. In Punkt-zu-Punkt-Anwendungen ist es oft wünschenswert, Kommunikations-Verständigungsprotokolle, so wie die, die benötigt werden, um die von der Vereinigung der Elektronischen Industrien genormte Schnittstelle RS-232 zu unterstützen, vorzusehen. Dieses benötigt Sende- und Empfangsverständigungssignale, um entweder einen Signalisierungswahrzustand (STS) oder einen Signalisierungsfehlerzustand (SFS) an irgendeinem Ende der Leitung anzuzeigen. Daten-Sprachmultiplexer sind entwickelt worden, um solche Protokolle mittels Verwenden des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines FSK-Trägers in einer Richtung zu unterstützen, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von einem STS anzuzeigen. Zum Beispiel setzt die Zentralvermittlungsstelle voraus, daß ein Fernamt sich in STS befindet, wenn mindestens einer seiner FSK-Träger vorhanden ist. Ein FSK-Träger, wie zum Beispiel der Zeichen-FSK-Träger wird als ein Leerlaufträger ausgewählt. Wenn zu einem einzelnen Augenblick keine Daten gesendet werden, aber die Dateneinrichtung wünscht, daß sie angeschlossen bleibt, bleibt der Leerlaufträger die ganze Zeit eingeschaltet, wodurch die Dateneinrichtung in STS gehalten wird. Wenn der Leerlaufträger ausgeschaltet wird, wird vorausgesetzt, daß SFS erreicht worden ist und die Dateneinrichtung nicht länger zu kommunzieren wünscht.
• Eine zweite verbreitete Anwendung für Daten-Sprachmultiplexer befindet sich in Paketvermittlungsnetzen. Hierin werden die Daten bei einem ersten Fernamt wie vorhergehend muliplext. Wenn die Daten jedoch bei der Zentralvermittlungsstelle getrennt werden, werden sie nicht direkt mit einem weiteren Fernamt verbunden, sondern werden vielmehr zuerst zu einem statistischen Multiplexer gesendet. Der statistische Multiplexer sammelt Daten aus mehreren Quellen und sendet sie entlang einer Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung zu einer Paketvermittlung, die sich bei einem Netz- Steuerzentrum befindet. Diese Paketvermittlung spricht auf die Steuerdaten eines weiteren statistischen Multiplexers an, der einer entfernten zweiten Zentralvermittlungsstelle zugehörig ist. Bei der zweiten Zentralvermittlungsstelle werden die Daten demultiplext und einem zweiten Fernamt zugeführt, das der zweiten Zentralvermittlungsstelle zugehörig ist. Eine Datenzuführung aus der zweiten Zentralvermittlungsstelle kann durch einen zusätzlichen Daten- Sprachmultiplexer zu dem zweiten Fernamt gesendet werden.
• Daten-Sprachmultiplexer, die zur Verwendung mit Paketvermittlungsnetzen entwickelt worden sind, unterstützen typischerweise Rückkopplungs-Testmethodenlehren. Insbesondere muß die Gesamtheit des ganzen Paketvermittlungsnetzes von dem Netz-Steuerzentrum entfernt testbar sein. Dies wird dadurch durchgeführt, daß dem Netz-Steuerzentrum erlaubt wird, Rückkopplungsbefehle über das Paketvermittlungsnetz zu Fernämtern einzuleiten. Solche Rückkopplungsbefehle werden zuerst durch den statistischen Multiplexer der Zentralvermittlungsstelle erfaßt. Nach dem Erfassen eines Rückkopplungsbefehls für eines ihrer zugehörigen Fernämter, führt ein statistischer Multiplexer der Zentralvermittlungsstelle einen Rückkopplungsbefehl entlang der Teilnehmerleitung dem zugehörigen Daten-Sprachmultiplexer bei dem Fernamt zu. Ein gemeinsames Verfahren zum Anzeigen einer Rückkopplung zwischen den Zentral-Daten-Sprachmultiplexern und Fern-Daten-Sprachmultiplexern wird durch Abschalten eines Leerlaufträgers durchgeführt. Nach dem Erfassen eines abgeschalteten Leerlaufträgers geht der Fern-Daten- Sprachmultiplexer in eine Rückkopplungs-Testbetriebsart über. Ist die Rückkopplungs-Testbetriebsart einmal erreicht, stellt der Zentralvermittlungstellen-Daten- Sprachmultiplexer den Leerlaufträger nach einer vorbestimmten Verzögerung typischerweise wieder her und sendet Testdaten für eine vorbestimmte Zeitdauer. Der Fern-Daten- Sprachmultiplexer liefert die Testdaten als Echo für eine vorbestimmte Zeitdauer zurück zu der Zentralvermittlungsstelle, während der Zentral-Daten-Sprachmultiplexer eine Prüfung durchführt, um zu sehen, ob die korrekten Testdaten zurückgeliefert worden sind. Standardprotokolle für eine Rückkopplungsprüfung bestehen, wie zum Beispiel der Standard V.54 Loop 2 des Internationalen Konsultationskomittes für Telegraphie und Telefonie (CCITT).
• In dem zuvor beschriebenen Datenkommunikationssystem der US-A-3952163 ist eine Rückkopplungsprüfung der Ferndatenstationen aus der CPU vorgesehen. Bevor ein Leerlaufträger abgeschaltet wird um eine Rückkopplungs-Betriebsart anzuzeigen, sendet die CPU ein Außer-Dienst-Signal entlang der Standleitung zu der Ferndatenstation. Das Außer-Dienst- Signal wird bei einer Frequenz übertragen, die auf halben Weg zwischen den jeweiligen Zeichen- und Leerzeichen-Trägerfrequenzen liegt. Auf den Empfang des Außer-Dienst- Signals hin trennt die Ferndatenstation den Signalumsetzer von dem öffentlichen Telefonnetz ab und bildet eine Schleifenverbindung, so daß die durch die CPU zu der Ferndatenstation gesendeteten Testdaten zum Überprüfen zur CPU rückübertragen werden.
• Es ist zu sehen, daß es für einen Daten-Sprachmultiplexer wünschenswert ist, daß er sowohl Verständigungs- als auch Rückkopplungsprotokolle unterstützt. Mit gegenwärtigen Daten-Sprachmultiplexer können keine Kommunikationen über ein Paketvermittlungsnetz unterstützt werden, wenn ein Verständigungsprotokoll benötigt wird. Wenn es erwünscht ist, die Teilnehmerleitung aus einer Zentralvermittlungsstelle zu überprüfen, wie es zum Beispiel in einem Paketvermittlungsnetz benötigt wird, kann kein Verständigungsprotokoll unterstützt werden. Dies ist in einigem Umfang durch das System der US-A-3952163 erläutert, in welchem eine Verständigung zwischen einem Benutzer und einer Ferndatenstation vorgesehen ist, wohingegen lediglich eine Rückkopplungsprüfung zwischen der Ferndatenstation und der CPU vorgesehen ist.
• Es ist ebenso wünschenswert, einige manuelle Rückkopplungsprüfungen in einer Punkt-zu-Punkt-Anwendung zu erlauben, was gegenwärtig nicht möglich ist, wenn Verständigungs-Unterstützung benötigt wird. Obwohl beide Protokolle durch Hinzufügen zusätzlicher Trägerfrequenzen unterstützt werden könnten, würde dies die notwendige Teilnehmerleitungsbandbreite erhöhen und die erlaubte Entfernung zwischen Fernamt und Zentralvermittlungsstelle nachteilig beeinflussen.
• Die beiden vorliegenden Typen von Daten-Sprachmultiplexern können nicht vermischt werden. Das heißt, daß ein Einrichtungsinstallateur vorsichtig sein muß, um einem Daten-Sprachmultiplexer, der Punkt-zu-Punkt-Kommunikation unterstützt, nicht zu erlauben, an einen angeschlossen zu werden, der Paketvermittlungsnetze unterstützt. Wenn dies auftritt, kann kein Multiplexer richtig auswerten, warum ein Leerlaufträger abgefallen ist, genauso wie sie nicht wissen können, ob der abgefallene Träger als ein Befehl in die Rückkopplungs-Betriebsart überzugehen oder als ein Verständigungssignal auszuwerten ist. Eine zusätzliche Schwierigkeit besteht darin, daß der Benutzer körperlich zwischen den beiden Typen umschalten muß, wenn er wünscht, sowohl mit einem Punkt-zu-Punkt-Rechnersystem als auch mit einem zu kommunizieren, das über ein Paketvermittlungsnetz verfügbar ist.
• Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht somit darin, einen integrierten Daten-Sprachmultiplexer zu schaffen, der in der Lage ist, gleichzeitig sowohl Verständigungs- als auch Rückkopplungsprotokolle zu unterstützen.
• Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, das Verständigungsprotokoll ohne Unterbrechung von Trägern so zu betreiben, daß ein Rückkopplungsverfahren durch eine Unterbrechung von Trägern unterstützt werden kann.
• Eine weitere Aufgabe besteht darin, dies ohne nachteiliges Beeinflussen der Datenübertragungsgeschwindigkeit oder der zulässigen Teilnehmerleitungslänge zwischen Zentralvermittlungsstellen und Fernämtern durchzuführen.
• Erfindungsgemäß wird ein Datenkommunikationssystem mit einer Frequenzmodulationseinrichtung, der ein Datensignal zugeführt wird, um ein frequenzmoduliertes Signal zu liefern, das in Übereinstimmung mit dem Datensignal frequenzmoduliert ist; einer Frequenzdemodulationseinrichtung, die das frequenzmodulierte Signal empfängt und frequenzmoduliert, um das Datensignal wiederzugewinnen; und einem Telefonsignalträger geschaffen, der die Frequenzmodulationseinrichtung und die Frequenzdemodulationseinrichtung koppelt;
• gekennzeichnet durch eine weitere Modulationseinrichtung, die mit dem Telefonsignalträger gekoppelt ist und die von der Frequenzmodulationseinrichtung und mit einem Signalisierungssignal (DTR) gespeist wird, um das frequenzmodulierte Signal in Übereinstimmung mit dem Signalisierungssignal weiter zu modulieren, um dem Telefonsignalträger ein gesendetes Datensignal zu liefern; und eine weitere Demodulationseinrichtung, die mit dem Telefonsignalträger gekoppelt ist, um das gesendetes Datensignal zum Wiedergewinnen des Signalisierungssignals zu demodulieren.
• Die vorliegende Erfindung liefert ebenso ein Verfahren zum Übertragen eines Datensignals (TXD) von einem nahen Fernamt zu einem fernen Fernamt mit folgenden Schritten, Bereitstellen eines Trägersignals bei dem nahen Fernamt; Frequenzmodulieren des Trägersignals in Übereinstimmung mit dem Datensignal (TXD) und Senden des frequenzmodulierten Signals zu dem fernen Fernamt über einen Telefonsignalträger; und Empfangen und Demodulieren des gesendeten Signals beim fernen Fernamt, um das Datensignal wiederzugewinnen; dadurch gekennzeichnet, daß dem fernen Fernamt durch selektives weiteres Modulieren oder nicht weiteres Modulieren des frequenzmodulierten Trägersignals vor der Übertragung ein Signalisierungsfehlerzustand oder ein Signalisierungswahrzustand des gesendeten Signals angezeigt wird.
• Ein erfindungsgemäßer Daten-Sprachmultiplexer kennzeichnet einen normalerweise leerlaufenden Träger, der eine Schmalband-Verschlüsselungsmodulation aufweist, wenn er sich in einem Signalisierungsfehlerzustand befindet. Die Schmalbandmodulation ist frequenzmäßig schmäler als jede Frequenzhubmodulation, die für das Senden von Daten verwendet wird. Die Verschlüsselungsmodulation kann eine kohärente Phasen- oder Amplitudenmodulation sein. Wenn der Signalisierungswahrzustand erreicht wird, wird die Modulation aus dem Leerlaufträger entfernt.
• Es wird ein abgefallener Träger entweder im Signalisierungswahrzustand oder Signalisierungsfehlerzustand verwendet, um eine Rückkopplungs-Betriebsart anzuzeigen. Ein dem Daten-Sprachmultiplexer zugehöriger Pegeldetektor erfaßt eine Rückkopplung und kann verwendet werden, um die empfangenen Daten in einen bekannten Zustand zu zwingen, wenn ein empfangener Träger unter einen vorbestimmten Pegel abfällt.
• Ein Vorteil dieser Erfindung ist es, daß sowohl Verständigungs- als auch Rückkopplungs-Methodenlehren mit einem einzigen Daten-Sprachmultiplexer unterstützt werden können. Es wird keine beträchtliche Bandbreitenerhöhung benötigt, da die Verschlüsselungsmodulation eine Bandbreite aufweist, die viel kleiner als die Datengeschwindigkeit ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird, in welcher:
• Fig. 1 Blockdiagramme von Sprach- und Datenkommunikationsnetzen zeigt, die einen erfindungsgemäßen integrierten Daten-Sprachmultiplexer in Punkt-zu-Punkt- und Paketvermittlungsnetz-Anwendungen verwenden;
• Fig. 2 ein detaillierteres Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen integrierten Daten-Sprachmultiplexers zeigt.
• Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm zeigt, das die verschiedenen Verständigungssignale zeigt, die zwischen integrierten Daten-Sprachmultiplexern zugeführt werden;
• Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Phasencodierers und einer Daten-Halteschaltung zeigt, die einen Teil des integrierten Daten-Sprachmultiplexers ausbilden; und
• Fig. 5 eine schematische Darstellung eines der Erfindung zugehörigen Phasencodierers zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Nun wird Bezug auf die Zeichnung genommen, in der gleiche Bezugszeichen über mehrere Ansichten hinweg entsprechende Teile bezeichnen, wobei in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist, das einen integrierten Daten-Sprachmultiplexer (IDVM) 10a-g beinhaltet, der geeignet ist, in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung 12 oder einer Paketvermittlungsverbindung 14 verwendet zu wer den. Zum Beispiel kann der Benutzer einer Rechnerdatenstation 16a (auch als Datenstationseinrichtung bezeichnet), die sich bei einem Fernamt 20a befindet, somit mit dem Rechnersystem 16d (auch als Datenkommunikationseinrichtung bezeichnet), das sich bei einem Fernamt 20b befindet, das die Punkt-zu-Punkt-Verbindung 12 verwendet, kommunizieren, oder kann ebenso mit einem Computersystem 16g, das sich bei einem Fernamt 20c befindet, das die Paketvermittlungsverbindung 14 verwendet, kommunizieren.
• Ein exemplarischer IDVM 10a nimmt Fernsprechfrequenzsignale, die an einem Sprachport V aus einem Telefon 18a verfügbar sind und Datensignale, die an einem Datenport D aus einer Datenstationseinrichtung 16a verfügbar sind, auf und kombiniert diese in ein nach außen gehendes Multiplexsignal beim Multiplexport M. Der IDVM 10a trennt auch ein auf dem Multiplexport M ankommendes Signal in Signale des Sprachports V und des Datenports D, die für das Telefon 18a bzw. die Datenstationseinrichtung 16a vorgesehen sind. Somit können sowohl Sprach- als auch Datensignale zu und aus einem Telefon 18a und einer Datenstationseinrichtung 16a entlang einer einzigen Teilnehmerleitung 21 geleitet werden, die am Port M an den IDVM 10a angeschlossen ist.
• Um für die Datenstationseinrichtung 16a beim Fernamt 20a Daten zur Datenkommunikationseinrichtung 16d beim Fernamt 20b zu senden, sind die Fernämter 20a und 20b über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung 12 gekoppelt. Die Punkt-zu-Punkt- Verbindung 12 weist eine einzige Zentralvermittlungsstelle 22a auf, die einen zweiten IDVM 10b und einen dritten IDVM 10c aufweist, die in einer Punkt-zu-Punkt-Ausführung gekoppelt sind. Insbesondere ist der Multiplexport M von IDVM 10a mit dem Multiplexport M des zweiten IDVM 10b gekoppelt. IDVM 10b trennt das Fernsprechfrequenzsignal, das aus dem Telefon 18a stammt, zu seinem Sprachport V ab und koppelt es zu einem Fernsprechfrequenznetz 24. Das Datensignal, das am Datenport D des IDVM 10b verfügbar ist, wird dem Datenport D des dritten IDVM 10c zugeführt. Der dritte IDVM 10c koppelt das Datensignal und ein Sprachsignal aus dem Fernsprechfrequenznetz 24 zum Multiplexport M des IDVM 10c zum Übertragen zum Fernamt 20b über eine zweite Teilnehmerleitung 13. Nach der Ankunft beim Fernamt 20b, wird das durch einen vierten IDVM 10d getrennte Datensignal einer Datenkommunikationseinrichtung 16d über einen Datenport D des IDVM 10d zugeführt. Der Sprachport V des IVDM 10d wird verwendet, um einen Fernsprechdienst zu einem Telefon, das sich bei einem Fernamt 20b befindet, zu schaffen. Daten werden aus einer Datenkommunikationseinrichtung 16d bei einem Fernamt 20a zu einer Datenstationseinrichtung 16a beim Fernamt 20a in ähnlicher Weise, aber umgekehrt im Fluß übertragen, da die IDVMs 10a-d bidirektional oder vollduplex betrieben sind. Die Datenports der IDVMs 10a-d beinhalten sowohl Datensignalleitungen als auch Verständigungssignalleitungen, wie im genaueren Detail in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wird. Außerdem ist ein Rückkopplungseingang LB an den IDVMs 10b und 10c vorgesehen, um die Initialisierung eines Rückkopplungstests aus der Zentralvermittlungsstelle 22a zu erlauben. Wenn ein Rückkopplungsbefehl zum Beispiel am IDVM 10b geltend gemacht wird, werden entsprechende Signale entlang einer Teilnehmerleitung 21 zum IDVM 10a gesendet, um ihn zu veranlassen, in eine Rückkopplungs-Betriebsart überzugehen. Ähnlich erlaubt ein Rückkopplungseingang auf dem IDVM 10c das Testen von dessen Verbindung zum IDVM 10d entlang der Teilnehmerleitung 13.
• Der IDVM 10a beim Fernamt 20a kann ebenso über eine Teilnehmerleitung 21 mit der Datenkommunikationseinrichtung 16g verbunden sein, die über eine Paketvermittlungsverbindung 14 zugänglich ist. Obgleich die Verbindungen vorhergehend so beschrieben worden sind, daß sie aus der Datenstationseinrichtung 16a zur Datenkommunikationseinrichtung 16d oder 16g führen, versteht es sich, daß diese Verbindungen im vollduplex betrieben sind und Daten in beiden Richtungen bewegt werden. Insbesondere beinhaltet die Pakervermittlungsverbindung 14 eine Zentralvermittlungsstelle 22b, die einen IDVM 10e aufweist. Der IDVM 10e trennt den Sprachteil des Multiplexsignals ab und führt ihn wie zuvor einem Fernsprechfrequenznetz zu. Das getrennte Datensignal am Datenport D wird hier jedoch einem statistischem Multiplexer 22e zugeführt. Der statistische Multiplexer 22e kombiniert das Ausgangssignal des Datenports D aus dem IDVM 10e mit Daten aus anderen Quellen 21e entlang einer Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsleitung 23, die an ein Paketvermittlungsnetz 26 gekoppelt ist. Die Paketvermittlung 26 befindet sich typischerweise bei einem Netz-Steuerzentrum (NCC). Die statistisch multiplexten Hochgeschwindigkeits-Daten werden entlang einer Hochgeschwindigkeitsleitung 25 zu einem zweiten statistischen Multiplexer 22f geleitet, der einer anderen Zentralvermittlungsstelle zugehörig ist. Dort trennt der zweite statistische Multiplexer 22f die Hochgeschwindigkeits-Datensignale, wobei einige von diesen einem Datenport D eines anderen IDVM 10f zugeführt werden. Der IDVM 10f kombiniert diese Daten an seinem Multiplex-Ausgang M mit einem Fernsprechfrequenzsignal aus dem Fernsprechnetz 20. Er speist das Multiplexsignal entlang einer Teilnehmerleitung 15 zwischen einer Zentralvermittlungsstelle 22c und dem Fernamt 20g, dem die Datenkommunikationseinrichtung zugehörig ist, ein. In dieser Ausführung beinhalten die den Datenports D zugeführten Leitungen sowohl Eingangs- und Ausgangsdatensignale als auch Verständigungssignale. Es ist hier für die an das Paketvermittlungsnetz 26 gekoppelten Vorrichtungen notwendig, daß sie aus dem Netz-Steuerzentrum testbar sind. Zum Beispiel ist es in dieser Ausführung für Rückkopplungsbefehle notwendig, daß sie aus dem Paketvermittlungsnetz 26 entlang einer Hochgeschwindigkeits-Leitung 23 so zu einem statistischem Multiplexer geführt werden, daß alle Datenquellen 21e, die an den statistischen Multiplexer 22e angeschlossen sind, getestet werden können. Dies ermöglicht ein Testen der Unversehrtheit der vollständigen Verbindung zwischen der Datenstationsseinrichtung 16a bei dem Fernamt 20a und einer Datenkommunikationseinrichtung 16g, die sich bei dem Fernamt 20g befindet, aus dem Netz-Steuerzentrum. Das Netz- Steuerzentrum leitet Rückkopplungsbefehle entlang des Paketvermittlungsnetzes 26 zu statistischen Multiplexern, wie zum Beispiel 22e und 22f, die sich an den zugehörigen Zentralvermittlungsstellen befinden, ein. An dem statistischem Multiplexer 22e wird der Rückkopplungsbefehl erfaßt und dem Rückkopplungseingang LB des zugehörigen IDVM 10e zugeführt. Nach einer Erfassung eines Rückkopplungsbefehls leitet der IDVM 10e diese Information entlang einer Teilnehmerleitung 21 zu dem IDVM 10a, der sich an der Zentralvermittlungsstelle 20a befindet. Der IDVM 10a kann dann einen Empfang des Rückkopplungsbefehls quittieren und in die Rückkopplungs-Betriebsart übergehen.
• Fig. 2 zeigt einen integrierten Daten-Sprachmultiplexer 10, der eine Sprach-Trenneinrichtung 40, Übetragungs- 42 und Empfangsbandpaßfilter 44, einen Begrenzer 46, einen digitalen Signalumsetzer 48, einen Pegeldetektor 50, einen Datendetektor 52, eine Rückkopplungslogik 54, einen Decodierer 56, eine Daten-Halteschaltung 60 und einen Codierer 62 beinhaltet, im genaueren Detail. Die Signale, die dem Sprachport V und dem Multiplexport M des IDVM 10 zugehörig sind, sind die bekannten Ring- und Stichleiter R1, T1 und R2, T2. Die hier gezeigten dem Datenport D zugehörigen Signale sind bestimmte Signale in Übereinstimmung mit dem RS232-Standard, aber es sollte ebenso zu verstehen sein, daß genauso andere Kommunikations-Verständigungsprotokolle unterstützt werden können. Die gezeigten Signale beinhalten ein Datenendstation-bereit-Signal DTR, ein Sende-Daten-Eingang-Signal TXD, ein Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD, ein Empfange-Daten-Signal RXD und ein Datenträger-erfaßt- Signal DCD. Diese Signale werden zu und aus einer digitalen Datenquelle, wie zum Beispiel der Datenstationseinrichtung 16a (Fig. 1) oder einer Datenkommunikationseinrichtung 16d, gespeist. Bei der Funktionsweise des IDVM soll zuerst beschrieben werden, wie er Sprach- und Datensignale an dem Multiplexport M zu dem Sprachport V und dem Datenport D demultiplext. Danach wird seine Funktionsweise als ein Multiplexer von Signalen auf dem Sprachport V und dem Datenport D, um ein Multiplexsignal an die Verbindung des Multiplexports M zu liefern, beschrieben werden.
• Ein Multiplexsignal wird am Multiplexport M auf Leitern R2 und T2 empfangen und sowohl der Fernsprechfrequenz- Trenneinrichtung als auch dem Empfangs-Bandpaßfilter 44 zugeführt. Die Sprachtrenneinrichtung 40 führt eine Tiefpaßfilterfunktion typischerweise mit einer Grenzfrequenz unterhalb von 6 Kilohertz durch, um das Fernsprechfrequenz signal an den Sprachport V an Leitern T1 und R1 zu liefern.
• Die Empfangs-Bandpaßfilter 44 beinhalten zwei Bandpaß- Filter, die an der Empfangs-Trägerfrequenz zentriert sind, um Sprachsignale vom Erreichen des Datensignalteils des IDVM 10 zu hindern. Da das Datenteil des Multiplexsignals am Port M typischerweise ein gleitend frequenzumgetastetes (FSK) moduliertes Signal ist, gibt es zwei Empfangs-Trägerfrequenzen, eine für ein Zeichen und eine für ein Leerzeichen. Die Empfangsträger für einen IDVM 10, der sich an einem Fernamt befindet, sind typischerweise 84 Kilohertz und 96 Kilohertz für ein Zeichen bzw. Leerzeichen. Ein Träger, üblicherweise der Zeichenträger, wird als ein Leerlaufträger ausgewählt. Der Leerlaufträger bleibt eingeschaltet, wenn momentan keine Daten gesendet werden, aber die Verbindung zwischen dem Fernamt 20 und der Zentralvermittlungsstelle 22 aufrechtzuerhalten ist. Die Empfangsfrequenzen für einen Zentralvermittlungsstellen-IDVM 10 sind üblicherweise 36 Kilohertz und 48 Kilohertz für ein Leerzeichen und ein Zeichen. Die Empfangsfrequenzen können über die Installation des IDVM 10 eingestellt werden. Die Empfangs-Bandpaßfilter 44 geben ein gefiltertes FSK-Signal 45 aus, welches dem Begrenzer 46 zugeführt wird. Der Begrenzer 46 wandelt das gefilterte FSK-Signal 45 in ein digitales gefiltertes FSK-Signal 47 um. Das digitale gefilterte FSK-Signal 47 wird einem digitalen Signalumsetzer 48 an dessen Empfängereingang RXI zugeführt. Technisch bekannte digitale Signalumsetzer beinhalten typischerweise ein digitales Demodulatorteil, das einen digitalen Diskriminator und ein digitales Tiefpaßfilter (nicht gezeigt) aufweist. Dieses Demodulatorteil liefert ein demoduliertes Ausgangssignal DMO. Wie in Fig. 3 beschrieben wird, ist das demodulierte Ausgangssignal DMO des digitalen Signalumsetzers 48 ein digitales Signal, das eine überwiegend logisch niederwertige Spannung, wenn eine Zeichen-Empfangsfrequenz im gefilterten FSK-Signal 45 vorhanden ist, und ein überwiegend logisch hochwertige Spannung aufweist, wenn eine Leerzeichen-Frequenz im gefilterten FSK-Signal 45 vorhanden ist.
• Ein Pegeldetektor 50 wird ebenso an dem Ausgang des Empfangs-Bandpaßfilters 44 betrieben. Der Pegeldetektor 50 bestimmt, ob der Spannungspegel des gefilterten FSK-Signals 45 ausreichend ist. Er gibt ein Datenträger-erfaßt-Signal DCD aus, das den Spannungspegel anzeigt.
• Dieses Datenträger-erfaßt-Signal DCD ist eines der Signale, die einer Rückkopplungslogik 54 zugeführt werden. In einigen Fällen wird das Datenträger-erfaßt-Signal DCD verwendet, um zu bestimmen, ob in die Rückkopplungs-Betriebsart übergegangen werden sollte. Die Funktion der Rückkopplungslogik 54 hängt davon ab, ob sich der IDVM 10 an einer Zentralvermittlungsstelle 22 oder einem Fernamt 20 befindet. Wenn sich der IDVM 10 an einem Fernamt 20 befindet, und wenn das Datenträger-erfaßt-Signal DCD einen nicht ausreichenden Trägerpegel anzeigt, liefert die Rückkopplungslogik 54 ein Logik-Signal zu einem TXO-Beseitigungseingang des digitalen Signalumsetzers 48, um dessen Senderausgangssignal TXO zu beseitigen. Der Ort des IDVM 10 kann der Kückkopplungslogik 54 mittels eines Fern- oder Zentral- RORC-Logiksignals angezeigt werden. Andererseits, wenn sich der IDVM 10 an einer Zentralvermittlungsstelle 22 befindet, wird der Wunsch, eine Rückkopplung einzuleiten über das Rückkopplungs-Eingangssignal LB angezeigt. Die Rückkopplungslogik 54 führt dieses dem TXO-Beseitigungseingang des digitalen Signalumsetzers 48 zu. Die Rückkopplungslogik 54 kann andere Logikschaltungen enthalten, um sich an Rückkopplungs-Teststandards, wie zum Beispiel den CCITT-Standard V.54 Loop 2 oder andere Standards, anzupassen. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer initialisiert eine solche Logik typischerweise einen Träger, oder stellt ihn wieder her und geht dann in eine Datenrückkopplungs-Testbetriebsart über. Die Datenrückkopplungs-Testbetriebsart wird nach dem Ablauf einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer beendet.
• Das Datenträger-erfaßt-Signal DCD wird ebenso als ein Ausgangssignal aus dem IDVM 10 am Datenport D eingespeist. Es wird ebenso von dem Datendetektor 52 und dem Decodierer 56 verwendet.
• Der Datendetektor 52 leitet normalerweise das demodulierte Ausgangssignal DMO, sowie das Empfange-Daten-Signal RXD am Datenport D. Wenn der Pegeldetektor 50 einen unzureichenden gefilterten FSK-Signalpegel anzeigt, setzt der Datendetektor 52 das Empfang-Daten-Signal RXD auf einen vorbestimmten logischen Wert, wie zum Beispiel ein Zeichen.
• Der Decodierer 56 wird sowohl mit dem demodulierten Ausgangssignal DMO des digitalen Signalumsetzers 48 als auch den Datenträger-erfaßt-Signalen DCD betrieben. Der Decodierer 56 bestimmt, ob eine Modulation, wie zum Beispiel Phasenumkehrungen, in dem demodulierten Ausgangssignal DMO vorhanden ist. Wenn dem so ist, gibt er ein Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD aus, das anzeigt, daß ein Signalisierungsfehlerzustand erreicht worden ist. Der Decodierer 56 verwendet das Datenträger-erfaßt-Signal DCD, um das Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD auf einen bekannten Zustand festzusetzen, wenn die Empfangsdaten-Trägerpegel unzureichend sind. Der Decodierer 56 verwendet ebenso das Empfange-Daten-Ausgangssignal RXD des Datendetektors 52, da er nachzusehen braucht, ob im Leerlaufträger eine Modulation vorhanden ist. Ein als ein Phasenumkehrdetektor ausgeführter Decodierer wird in Fig. 5 im genaueren Detail beschrieben.
• Es wird nun die Funktionsweise des IDVM 10 als Sender beschrieben. Die durch die Datenquelle zu sendenden Daten werden als ein Logiksignal dem Sende-Daten-Eingang TXD zugeführt. Ein Datenstation-bereit-Signal DTR zeigt an, wenn die Daten, die am Sende-Daten TXD vorhanden sind, gültig sind. Wenn das Datenstation-bereit-Signal DTR einen Wahrzustand erreicht, erlaubt die Daten-Halteschaltung 60 digitalen Daten, an einem Senderdateneingang TXI des digitalen Signalumsetzers angelegt zu werden. Ein Modulatorteil des Signalumsetzers 48 liefert an einem Senderausgang TXO FSK- Trägersignale, die in Übereinstimmung mit dem Sende-Daten- Signal TXD moduliert sind. Somit ist das Sende-Daten-Ausgangssignal TXD ein digitales Signal, das eine Frequenz, wenn ein Zeichen zu senden ist, und eine andere Frequenz aufweist, wenn ein Leerzeichen zu senden ist. Das Modulatorteil des digitalen Signalumsetzers 48 kann ein digitales Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 9600 Hertz beinhalten, das einen digitalen Modulator (nicht gezeigt) speist. Das Senderausgangssignal TXO des digitalen Signalumsetzers 48 wird dann einem Codierer 62 zum Codieren einer weiteren Modulation zugeführt, wenn sich das Datenstationbereit-Signal DTR im Fehlerzustand befindet. Da das Sende- Daten-Signal TXD auf die Leerlaufträgerfrequenz gezwungen wird, wenn sich das Datenstation-bereit-Signal DTR in einem Fehlerzustand befindet, wird eine Modulation nur codiert, wenn sich das Senderausgangssignal TXO an der Leerlaufträgerfrequenz befindet. Ein Codierer 62, der als ein Phasenumkehrmodulator betrieben wird, ist im genaueren Detail in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Das Ausgangssignal des Codierers 62 ist ein Sendercodiertes-Ausgangssignal TEO.
• Dieses Signal wird den Sende-Bandpaßfiltern 42 zugeführt. Die Sende-Bandpaßfilter bestehen aus zwei Bandpaßfiltern bei 36 und 48 oder 84 und 96 Kilohertz, abhängig davon, ob sich der IDVC 10 an dem Fernamt 20 bzw. der Zentralvermittlungsstelle 22 befindet. Der Ausgang der Sende-Bandpaßfilter 42 ist an den Multiplexport M gekoppelt.
• Ohne Rücksicht darauf, ob sich der IDVM 10 an dem Fernamt 20 oder der Zentralvermittlungsstelle 22 befindet, wird, wenn seine Signalisierungsfunktionen beschrieben werden, die momentane Einheit als die nahe Endeinheit bezeichnet und die andere Einheit wird als die ferne Endeinheit bezeichnet. Somit wird, wenn die Funktionsweise eines IDVM eines Fernamts 20, wie zum Beispiel 10a (Fig. 1), beschrieben wird, das Fernamt 20 als das nahe Ende bezeichnet und die Zentralvermittlungsstelle 22 als das ferne Ende. Ebenso wird, wenn die Funktionsweise eines IDVM einer Zentralvermittlungsstelle 22, wie zum Beispiel IDVM 10b (Fig. 1), beschrieben wird, die Zentralvermittlungsstelle als das nahe Ende bezeichnet und das Fernamt wird als das ferne Ende bezeichnet.
• Die Signalisierungsfunktionsweise eines IDVM 10, ohne Rücksicht darauf, ob er sich an dem Fernamt 20 oder der Zentralvermittlungsstelle 22 befindet, ist desweiteren durch die Durchsicht von Fig. 2 zusammen mit dem Zeitablaufsdiagramm in Fig. 3 zu verstehen. In der dort dargestellten Situation sendet eine nahe Endeinheit von einer Zeit T1 bis T4 zu einer fernen Endeinheit. Zwischen den Zeiten T4 und T6 empfängt das nahe Ende Daten von dem fernen Ende. Logisch niederwertige Pegel zeigen Signale in einem Fehlerzustand an und logisch hochwertige Signale den Wahrzustand. Zum Zeitpunkt T1 befindet sich das Datenstation-bereit-Signal DTR der nahen Endeinheit in einem Fehlerzustand, um anzuzeigen, daß sie gerade nicht bereit ist, Daten zu senden. Das Sende-Daten-Signal TXD kann zwischen logisch wahr und falsch wechseln, um anzuzeigen, das Daten vorhanden sind. Jedoch bedeutet die Tatsache, daß das Datenstation-bereit-Signal DTR auf falsch gehalten wird, daß das Sende-Daten-Signal TXD nicht zum fernen Ende gesendet wird. Somit gibt die Daten-Halteschaltung 60 einen logischen Pegel, der einen Leerlaufzustand anzeigt, zu dem Sendeeingang TXI des digitalen Signalumsetzers 48 aus. Dessen Senderausgangssignal TXO befindet sich somit bei der Leerlauf- oder Zeichenfrequenz. Die Darstellung des Senderausgangssignals TXO in Fig. 3 zum Zeitpunkt T1 ist somit als ein Zeichenträgersignal gezeigt; die Details der Oszillation in diesem Signal sind aus Gründen der Klarheit wegelassen worden. Statt dessen sind die hell schattierten Abschnitte 90 der modulierten Signale, wie zum Beispiel das Senderausgangssignal TXO so zu verstehen, daß sie sich bei der Zeichenfrequenz befinden und die dunkler schattierten Abschnitte 94 sind so zu verstehen, daß sie sich bei der Leerzeichenfrequenz befinden. Wenn gegeben ist, daß Datenstation-bereit-Signal DTR zum Zeitpunkt T1 falsch ist, wird das Sendercodierte-Ausgangssignal TEO aus dem Codierer 62 periodische Modulationen, wie zum Beispiel Phasenumkehrungen, aufweisen, die sich innerhalb von ihm befinden. Diese Phasenumkehrungen sind in Fig. 3 als Amplitudenabfälle 96 bezeichnet. Zu einem Zeitpunkt T2 wird das Datenstation-bereit-Signal DTR auf einen logischen Wahrzustand bewegt. Dies veranlaßt das Sendereingangssignal TXI und somit das Senderausgangssignal TXO des digitalen Signalumsetzers 48, daß diese beginnen, in Übereinstimmung mit dem Sende-Daten-Signal TXD zwischen Zeichen- und Leerzeichenfrequenzen zu schalten. Es wird ebenso verursacht, daß der Codierer 62 aufhört, Phasenumkehrungen in seinem Sendercodierten-Ausgangssignal TEO zu plazieren.
• Wenn die Aufmerksamkeit darauf gerichtet wird, was an dem fernen Ende geschieht, kann verstanden werden, wie der IDVM 10 als ein Empfänger arbeitet. Das ankommende Multiplexsignal wird durch ein Empfangs-Bandpaßfilter 44 und einen Begrenzer 46 geführt, um ein digitales FSK-moduliertes Signal 47 an den Empfangsausgang RXI des Signalumsetzers 48 zu liefern. Das Empfangseingangssignal RXI erscheint größtenteils so, wie das Sendercodierte-Ausgangssignal TEO am nahen Ende. Das demodulierte Ausgangssignal DMO des Signalumsetzers 48 erscheint als ein digitales Signal, das zwischen dem Zeitpunkt T1 und T2 einen größtenteils logischen Fehler- oder Zeichenwert aufweist, wobei die periodischen Phasenumkehrungen 96 im Empfangseingangssignal RXI periodische Schmalbandpulse 98 verursachen. Ein Datendetektor 52 arbeitet als ein Filter mit einer Grenzfrequenz, die niedrig genug ist, um es den Pulsen 99 bei der Übertragungsgeschwindigkeit im demodulierten Ausgangssignal DMO zu erlauben, daß diese geleitet werden, und um die schmalbandigen Pulse 98 aufgrund der Phasenumkehrungen aufzuhalten. Das Auftreten von schmalbandigen Pulsen 98 im demodulierten Ausgangssignal DMO wird durch den Codierer 56 erfaßt, um das Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD zu veranlassen, in den logischen Fehlerzustand überzugehen. Es ist anzumerken, daß sich eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt befindet, an dem das Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD auf einen logisch niederwertigen Zustand abfällt - dies wird dadurch verursacht, daß die codierten Phasenumkehrungen 96 in ihrer Geschwindigkeit niedriger als die Übertragungsgeschwindigkeit liegen und mehrere Datenperioden verstreichen müsen, bevor ein Schmalbandpuls 98 auftritt. Auf die Erfassung eines Fehlens eines Schmalbandpulses 98 im demodulierten Ausgangssignal DMO, wie zum Beispiel beim Zeitpunkt T3, hin, erlaubt der Decodierer 56 dem Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD einen logischen Wahrzustand einzunehmen. Die Zeitverzögerung zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 ist als die Umkehrverzögerung bekannt. Diese Verzögerung kann solange wie die Periode sein, die für die Phasenumkehrungen 96 gewählt worden ist. Diese für diese Periode gewählte Länge muß mit der zusätzlichen kleinen Bandbreite abgestimmt werden, die benötigt wird, um dem Sendercodierten-Ausgangssignal TEO seine Phasenumkehrungen zu geben, um es zu senden. In der Praxis wird eine Phasenumkehrgeschwindigkeit von 1/16 der Übertragungsgeschwindigkeit als akzeptabel angenornirien.
• Fig. 4 zeigt einen Phasencodierer 62 im genaueren Detail. Er arbeitet so, daß er das Datenstation-bereit-Signal DTR verwendet, um Phasenumkehrungen in dem Senderausgangssignal TXO zu codieren, bevor dieses als das Sendercodiertes-Ausgangssignal TEO eingespeist wird. Wenn sich das Datenstation-bereit-Signal DTR an einem Fehlerpegel befindet, der anzeigt, daß keine Daten gesendet werden, ist es erwünscht, daß Phasenumkehrungen im Senderausgangssignal TXO mit einer Geschwindigkeit, die niedriger als die Übertragungsgeschwindigkeit ist, plaziert werden. Wie in Fig. 4 und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, beinhaltet ein Phasencodierer 62 einen durch 16 dividierenden Zähler 100. Das Datenstation-bereit-Eingangssignal DTR wird direkt einem Nicht-Freigabeeingang ENA zugeführt. Das Senderausgangssignal TXO, das ein digitales Signal ist, kann am Taktzähler 100 verwendet werden. Das am Zähler 100 verfügbare durch 16 dividierende Ausgangssignal OUT wird dann mit dem Senderausgangssignal TXO durch ein Gatter 102 exklusiv-oderiert, um die gewünschten Phasenumkehrungen einzufügen. Der Zähler 100 und das Exklusiv-Oder-Gatter 102 können durch Verwendung von Standard-Logikschaltungen, die als Teilenummern 74HC4024 und 74HC86 von der Texas Instruments Corporation aus Dallas, Texas, verfügbar sind, ausgeführt werden.
• Fig. 5 zeigt einen Phasendecodierer im genaueren Detail. Der Decodierer 56 entfernt Phasenumkehrungen aus dem demodulierten Ausgangssignal DMO, um ein Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD zu liefern. Er verwendet ein Empfange-Daten-Signal RXD und ein Datenträger-erfaßt-Signal DCD, um diese Funktion durchzuführen. Der Phasendecodierer 56 beinhaltet bevorzugt einen schnellen Integrierer 140, einen langsamen Integrierer 142, einen Integrierer-Sperrschalter Q1, einen Pegeldetektor 144 und einen Differentialtreiber 146. Der schnelle Integrierer 140 dient dazu, um das Vorhandensein eines Schmalbandpulses 98 (Fig. 3) im demodulierten Ausgangssignal DMO zu erfassen, und entfernt Energie aus den Datenpulsen 99. Der langsame Integrierer 142 integriert das Ausgangssignal des schnellen Integrierers 149, so daß eine Anzahl von Schmalbandpulsen auftreten muß, bevor es dem Fernleitung-erfaßt-Daten-Ausgangssignal RLSD des Phasendecodierers 56 erlaubt wird, sich von wahr auf falsch zu ändern. Der langsame Integrierer 142 dient dazu, das Rauschverhalten zu verbessern. Der Sperrschalter Q1 dient dazu, den Ausgang des langsamen Integrierers 142 zu sperren, wenn sich das Empfange-Daten-Signal RXD in dem Leerzeichen-Zustand befindet. Dies ist wünschenswert, da die Schmalbandpulse 98 nur im demodulierten Ausgangssignal DMO vorhanden sind, wenn sich das Empfange-Daten-Signal RXD im Zeichen- oder Leerlauf-Zustand befindet. Der Pegeldetektor 144 verwendet einen Komparator 148 um zu bestimmen, wann das Ausgangssignal des langsamen Integrierers 142 einen Pegel erreicht hat, der ausreichend ist, um anzuzeigen, daß die vorbestimmte Anzahl von Umkehrungen von Schmalbandpulsen 98 aufgetreten ist. Ein Widerstand R37 und ein Kondensator C34 können verwendet werden, um zusätzlich die Änderung im Ausgangspegel des Komparators 148 so einzustellen, daß das Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD gleiche Anstiegs- und Abfallzeiten aufweist. Der Differentialtreiber 146 dient sowohl dazu, daß Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD auf den Fehlerzustand festzuklemmen, wenn das Datenträger-erfaßt-Signal DCD einen verlorenen Empfangsträger anzeigt, als auch dazu, eine zusätzliche Pufferung bereitzustellen.
• Der schnelle Integrierer 140 kann als ein Serienwiderstand R30 mit einem Parallelkondensator C30, der von dem demodulierten Ausgangssignal DM0 gegen Masse verbunden ist, ausgeführt werden. Das Ausgangssignal des Serienwiderstands R30 wird dem positiven Eingang des Komparators U8a Zugeführt. Der Minus-Eingang des Komparators U8a wird mit dem Ausgang eines Serienwiderstand-Spannungsteilers gekoppelt, der an einem Knoten zwischen einem Widerstand R31 und einem Potentiometer R32 ausgebildet ist. Der Spannungsteiler ist zwischen einer positiven Spannungsversorgung +V und Masse angeschlossen. Das Ausgangssignal des Komparators U8a wird durch den Serienwiderstand R33 einer parallelgeschalteten rückwärts vorgespannten Diode D6 zugeführt. Die Diode D6 dient dazu, um sicherzustellen, daß das Ausgangssignal des schnellen Integrierers 140 keinen negativen Spannungspegel erreicht.
• Der langsame Integrierer 142 beinhaltet einen Serienwiderstand R34 und einen Masse-Parallelkondensator C31.
• Der Schalter Q1 ist als ein Feldeffekttransistor ausgeführt, dessen Drain mit dem Ausgang des Widerstands R34 und des Parallelkondensators C31 verbunden ist, dessen Source mit Masse verbunden ist und dessen Gate mit dem Empfange- Daten-Signal RXD versorgt wird. Der Ausgang des langsamen Integrierers 142 befindet sich an dem Knoten, an dem der Kondensator C31, der Widerstand R34 und der Schalter Q1 verbunden sind.
• Der Pegeldetektor 144 beinhaltet einen zweiten Komparator U8b. Der Plus-Eingang des Komparators U8b ist an den Ausgang des langsamen Integrierers 142 gekoppelt. Der Minus-Eingang des Komparators U8b wird von einem Spannungsteiler gespeist, der der aus zwei Serienwiderständen R35 und R36 ausgebildet ist, die zwischen der +V-Versorgung und Masse angeschlossen sind. Parallelkondensatoren C32 und C33 sind bevorzugt zwischen der +V- und einer -V-Spannungsversorgung, die sich in der Nähe der Komparatoren 8a-d befindet, angeschlossen. Ein serielle vorwärts vorgespannte Diode D7 ist an den Ausgang Komparators U8b gekoppelt und speist einen Masse-Parallelwiderstand R37 und einen Masse- Parallelkondensator C34. Das Ausgangssignal der Seriendiode D7 wird ebenso dem Minus-Eingang eines dritten Komparators U8c zugeführt. Der Plus-Eingang dieses Komparators wird durch den Ausgang eines Spannungsteilers gespeist, der aus zwei Widerständen R38 und R39 ausgebildet ist, die in Serie zwischen der +V-Versorgung und Masse plaziert sind. Das Ausgangssignal dieses Spannungsteilers wird ebenso dem Minus-Eingang des U8d zugeführt, der ein Teil eines Differentaltreibers 146 ausbildet.
• Der Differentialtreiber 146 beinhaltet eine rückwärts vorgespannte Seriendiode D8, die einen an die +V-Versorgung angeschlossenen Pull-Up-Widerstand R40 speist. Das Datenträger-erfaßt-Signal DCD wird über eine rückwärts vorgespannte Diode D9 einem Eingang eines Komparators U8d zugeführt. Der Widerstand R40 und die Dioden D8 und D9 dienen dazu, um dem Datenträger-erfaßt-Signal DCD zu erlauben, das Fernleitung-erfaßt-Daten-Signal RLSD auf einen logisch niedrigen Wert zu zwingen, wenn das Datenträger-erfaßt- Signal DCD einen verlorenen Träger anzeigt. Der Ausgang des Komparators U8d ist durch zweckmäßig ausgewählte Versorgungs-Paralleldioden D10 und D11 und einen Serien-Ausgangswiderstand R41 mit einer zweckmäßigen Impedanz und zweckmäßigen Spannungspegeln versehen.
• Ein Phasendecodierer 56, bei dem herausgefunden wurde, daß er mit einem IDVC-Betrieb bei 9600 Baud gut arbeitet und der eine Signalisierungsfehlerzustand-Umkehrgeschwindigkeit von 1/16 der Zeichen-Trägerfrequenz aufweist, verwendet die folgenden Schaltungen und Komponentenwerte: Komponentenname Nennwert oder Teilenummer und Hersteller 56 KOhm 100 KOhm 300 Ohm DL064, Analog Devices, Inc. 1N4148 Motorola, Inc.
• Nachdem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben worden ist, werden für den Fachmann zahlreiche Abänderungen ersichtlich. Zum Beispiel würden andere Anordnungen der Komponenten für den Phasencodierer 62 und Phasendecodierer 56 die gleiche Funktion liefern. Das Signalisierungs-Verständigungssignal kann ein anderes als das hier gezeigte zweiphasenmodulierte sein. Neben RS232 können andere Datenkommunikationsprotokolle, die einen Bedarf nach einem Signalisierungs-Verständigungssignal aufweisen, unterstützt werden. Höhere Übertragungsgeschwindigkeiten können mit zweckmäßiger Einstellung der Schaltungsparameter angepaßt werden. Obgleich nur der Zeichen- oder Leerlaufträger durch das zuvor genannte System moduliert worden ist, kann der andere Träger ebenso moduliert werden, um ein zweites Verständigungssignal anzuzeigen.

Claims (15)

1. Datentkommunikationssystem, mit:

einer Frequenzmodulationseinrichtung (48), der ein Datensignal zugeführt wird, um ein frequenzmoduliertes Signal zu liefern, das in Übereinstimmung mit dem Datensignal frequenzmoduliert ist;

einer Frequenzdemodulationseinrichtung (48), die das frequenzmodulierte Signal empfängt und frequenzdemoduliert, um das Datensignal wiederzugewinnen; und

einem Telefonsignalträger (13,15, 21), der die Frequenzmodulationseinrichtung (48) und die Frequenzdemodulationseinrichtung (48) koppelt;

gekennzeichnet durch eine weitere Modulationseinrichtung (62), die mit dem Telefonsignalträger (13,15, 21) gekoppelt ist und die von der Frequenzmodulationseinrichtung (48) und einem Signalisierungssignal (DTR) gespeist wird, um das frequenzmodulierte Signal in Übereinstimmung mit dem Signalisierungssignal weiter zu modulieren, um dem Telefonsignalträger (13,15,21) ein Übertragungsdatensignal zu liefern; und

eine weitere Demodulationseinrichtung (56), die mit dem Telefonsignalträger gekoppelt ist, um das Übertragungsdatensignal zum Wiedergewinnen des Signalisierungssignals zu demodulieren.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzmodulationseinrichtung (48) mit einem Trägersignal gekoppelt ist, um das Trägersignal in Übereinstimmung mit dem Datensignal einer Frequenzmodulation mit Frequenzumtastung zu unterziehen; wobei das Gerät weiterhin eine Einrichtung (60) aufweist, welche das Trägersignal in einem vorbestimmten Zustand hält, wenn das Datensignal ausgeschaltet ist; und wobei die weitere Modulationseinrichtung (62) das Trägersignal selektiv weitermoduliert, wenn das Signalisierungssignal einen Signalisierungsfehlerzustand anzeigt, oder das Trägersignal selektiv nicht weitermoduliert, wenn das Signalisierungssignal einen Signalisierungswahrzustand anzeigt.

3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (54), die mit dem Trägersignal und einem Rückkopplungssignal gekoppelt ist, um das Trägersignal zu dämpfen, wenn das Rückkopplungssignal einen Rückkopplungsbetriebsart-Wahrzustand anzeigt.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Modulationseinrichtung (62) das Trägersignal mit einem Schmalbandsignal moduliert, das eine kleinere Bandbreite als das Datensignal aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Modulationseinrichtung (62) das Trägersignal phasenmoduliert.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Modulationseinrichtung (62) aufweist:

einen Zähler (100), dem an einem Takteingang das Trägersignal (TXO) zugeführt wird und der ein geteiltes Signal liefert; und

ein Exklusiv-ODER-Gatter (102), dem das Trägersignal (TXO) und das geteilte Signal zugeführt werden.

7. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Modulationseinrichtung (62) das Trägersignal amplitudenmoduliert.

8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzmodulationseinrichtung (48) zusätzlich ein weiteres Trägersignal in Übereinstimmung mit dem Datensignal moduliert.

9. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Nahenddaten-Sprachmultiplexer (10) und einen Fernenddaten-Sprachmultiplexer (10), die über den Telefonsignalträger (13,15, 21) gekoppelt sind, wobei der Nahenddaten- Sprachmultiplexer aufweist:

die besagte Frequenzmodulationseinrichtung (48), die besagte weitere Modulationseinrichtung (62) und eine Einrichtung (40 42) zum Koppeln des Übertragungsdatensignals und eines Sprachsignals, um ein gemultiplextes Signal zu liefern;

wobei der Fernenddaten-Sprachmultiplexer aufweist:

die besagte Frequenzdemodulationseinrichtung (48), die besagte weitere Demodulationseinrichtung (56) und eine Einrichtung (40, 44) zum Auftrennen eines gemultiplexten Signals in ein Übertragungsdatensignal und ein Sprachsignal.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fernenddaten-Sprachmultiplexer eine Detektoreinrichtung (50) aufweist, die durch Vergleich einer Trägersignalspannung des Übertragungsdatensignals mit einer vorbestimmten Spannungsschwelle ermittelt, ob der Nahenddaten-Sprachmultiplexer den Eintritt in eine Rückkopplungs-Testbetriebsart anfordert; und eine Decodiereinrichtung (56), der das empfangene Übertragungsdatensignal zugeführt wird, und die durch Erfassen der Schmalbandmodulation im Trägersignal ermittelt, ob der Nahenddaten-Sprachmultiplexer in den Signalisierungsfehlerzustand eintritt.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodiereinrichtung (56) aufweist:

einen schnellen Integrator (140), dem das Trägersignal zugeführt wird und der ein schnell integriertes Trägersignal liefert;

einen langsamen Integrator (142), dem das schnell integrierte Signal zugeführt wird und der ein langsam integriertes Signal liefert; und

einen Pegeldetektor (144), der mit dem langsamen Integrator gekoppelt ist und ein Phasenerfassungssignal liefert.

12. Verfahren zum Übertragen eines Datensignals (PXT) von einem Nahendbüro (22) zu einem Fernendbüro (20), mit folgenden Schritten:

Bereitstellen eines Trägersignals vom Nahendbüro (22);

Frequenzmodulieren des Trägersignals in Übereinstimmung mit dem Datensignal (TXT) und Übertragen des frequenzmodulierten Signals zu dem Fernendbüro (20) über einen Telefonsignalträger (13,15,21); und

Empfangen und Demodulieren des übertragenen Signals beim Fernendbüro (20), um das Datensignal (RXD) wiederzugewinnen;

dadurch gekennzeichnet, daß dem Fernendbüro durch selektives weiteres Modulieren oder nicht weiteres Modulieren des frequenzmodulierten Trägersignals vor der Übertragung ein Signalisierungsfehlerzustand oder ein Signalisierungswahrzustand des übertragenen Signals angezeigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive weitere Modulation des frequenzmodulierten Trägersignals beim Nahendbüro (22) eine Modulation mit einem Schmalbandsignal ist, dessen Bandbreite kleiner als die des Datensignals ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal in einem vorbestimmten Zustand aufrechterhalten wird, wenn beim Nahendbüro (22) kein Datensignal (TXT) geliefert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahendbüro (22) dem Fernendbüro (20) durch Dämpfen des Trägersignals den Eintritt in die Rückkopplungs-Testbetriebsart anzeigt.