ES2208854T3 - Dispositivo de conexion para un enlace de telecomunicacion digital entre una central y por lo menos un aparato final. - Google Patents

Abstract

EN UNA DISPOSICION DE CIRCUITO PARA ENLACES DIGITALES DE TELECOMUNICACION ENTRE UNA CENTRAL (1) Y POR LO MENOS UN EQUIPO TERMINAL (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) SE UTILIZAN LINEAS BIFILARES (6.1 AL 6.7), EXISTENTES O NUEVAS, QUE NO ESTAN TERMINADAS ELLAS MISMAS. LA CENTRALITA (POR EJEMPLO CENTRALITA DOMESTICA) SE ADAPTA EN MODO DE IMPEDANCIA TANTO EN REGIMEN DE TRANSMISION COMO EN EL DE RECEPCION. LOS EQUIPOS TERMINALES (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) ESTAN EQUIPADOS CON UNA TERMINACION (7.1 AL 7.5) ESPECIFICADA EN TODO EL SISTEMA, TENIENDO LA TERMINACION (7.1 AL 7.5) UNA IMPEDANCIA QUE VISTA POR SI SOLA, REPRESENTA UNA SUBADAPTACION DE UNA LINEA (6.1 AL 6.7) QUE ENLAZA LA CENTRAL (1) Y EL RESPECTIVO EQUIPO TERMINAL (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2), PERO QUE POR LO MENOS EN DOS EQUIPOS TERMINALES (2.1, 2.2; 4.1, 4.2) DE UNA LINEA COMUN (6.1; 6.5) SUPONE UNA HIPERADAPTACION. LA CENTRAL (1) ESTA ADAPTADA EN MODO DE IMPEDANCIA A LA LINEA (6.1 AL 6.7) TANTO EN REGIMEN DE TRANSMISION COMO DE RECEPCION. DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL USUARIO, LOS EQUIPOS TERMINALES DIGITALES SE PUEDEN CONECTAR A LAS LINEAS EXISTENTES DEL MISMO MODO QUE LOS ANTIGUOS APARATOS ANALOGICOS. NO ES NECESARIO MODIFICAR LAS INSTALACIONES. A PESAR DE ELLO SE TRATA DE UNA CONEXION DE APARATOS APTA PARA BUS.

Description

Dispositivo de conexión para un enlace de telecomunicación digital entre una central y por lo menos un aparato final.

Campo de aplicación

La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión para un enlace de telecomunicación digital entre una central y por lo menos un aparato final mediante el empleo sobre todo de unos conductores convencionales de dos hilos; a este efecto, los aparatos finales están equipados con una terminación, que queda definida para todo el sistema; en este caso, la terminación tiene una impedancia que - considerada como tal impedancia - representa una subadaptación de un conductor, que une la central con el respectivo aparato final.

Estado de la técnica

La comunicación digital proporciona unas posibilidades, que - ni de una manera aproximada - pueden ser conseguidas a través de una comunicación analógica. Esta es la razón principal de la rápida propagación de la comunicación digital. Para el usuario, que quisiera cambiar de una instalación analógica a una instalación digital, se le plantea evidentemente la cuestión si los costos de un cambio se encuentran en una relación aceptable con los beneficios del cambio. Con el objeto de poder presentar esta relación de la manera más favorable posible, el proveedor de las instalaciones digitales hará todo lo posible para aprovechar las líneas o los conductores ya existentes para el comprador. Aquí se presenta, sin embargo, el problema de que la Norma ISDN prevé unos conductores de cuatro hilos entre los aparatos, mientras que las instalaciones analógicas conocidas están basadas en unos conductores de dos hilos.

La Patente Núm. 4 766 006 de los Estados Unidos describe unos aparatos finales, que pueden operar con las líneas existentes de dos hilos. La estación maestra está provista de una adaptación de la impedancia. Los aparatos finales, que están conectados a la estación maestra, son de una impedancia relativamente elevada. Para la transmisión de datos está prevista una adicional banda de frecuencia.

Por consiguiente, en las instalaciones domésticas, en las cuales todos los aparatos finales pertenecen a una determinada familia de productos, se ha prescindido muchas veces de un exacto cumplimiento de la Norma ISDN, con el fin de poder emplear, en vez de unas líneas de cuatro hilos, los conductores de dos hilos solamente.

Sin embargo, todas las soluciones conocidas hasta ahora tienen ciertos inconvenientes como, por ejemplo, unas terminaciones instaladas de forma fija y, por lo tanto, no tienen ningún sistema de bus de datos; sólo un aparato final por línea; solamente un canal digital único (canal D); un protocolo complicado; así como una elevada inversión en hardware o equipo físico y, por consiguiente, un alto costo.

Presentación de la presente invención

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un dispositivo de conexión de la clase mencionada al principio, el cual sea de un costo más favorable y de un fácil manejo para el usuario.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características de la reivindicación de patente 1). Conforme a la invención, los propios conductores (ya existentes) no están cerrados. En cuanto a la impedancia, la central (central doméstica) está adaptada, tanto en el modo de la transmisión como en el modo de la recepción. En cambio, los aparatos finales (aparatos telefónicos normales, aparatos telefónicos terminales, etc.) tienen - considerados de por sí - una impedancia, que conduce a una subadaptación. Al operar dos (o más) aparatos finales al mismo tiempo y en la misma línea, se produce, sin embargo, una (ligera) superadaptación.

Bajo el punto de vista del usuario, resulta que los aparatos finales digitales pueden ser conectados a los conductores existentes, y esto de la misma manera como los anteriores aparatos de tipo analógico. No es preciso modificar las instalaciones eléctricas.

Una posible adaptación errónea de los aparatos finales es mantenida dentro de una gama controlada, y las reflexiones, que se producen a causa de la misma, también son interceptadas por la central. Está a la vista la ventaja en cuanto a los costos: Los aparatos finales pueden ser fabricados de una manera relativamente sencilla y económica. La adaptación ha de ser efectuada solamente en un aparato de la instalación (concretamente en la central).

Según una preferida forma de realización de la presente invención es así, que la central dispone de una conmutación digital con el fin de poder conmutar entre la impedancia de la transmisión y la impedancia de la recepción.

En el caso más sencillo, el dispositivo de conexión está realizado de tal manera que, a libre elección, puedan ser conectados al mismo tiempo - por medio de un conductor (ramificado) - un solo aparato final o, como máximo, dos aparatos finales por una vía de entrada de la central. De forma preferente, las impedancias de estos aparatos finales son elegidas de tal modo, que la impedancia de recepción ZE sea mayor de 1,5 ZO (ZO = Resistencia de onda de la línea), y que la impedancia de transmisión ZS sea más pequeña de 0,8 ZO. Como especialmente apropiados, se han mostrado los valores siguientes: ZE = 1,8 ZO - ZS = 0,65 Z0.

El dispositivo de conexión según la presente invención está previsto para unas instalaciones de tipo local y geográficamente delimitadas. Como línea es empleado normalmente un ya existente conductor de dos hilos, con una longitud máxima de 1.200 mtrs. La sección del hilo puede ser inferior a 0,5 mm. (como, por ejemplo, de 0,4 mm.). En otras palabras: La presente invención emplea los convencionales conductores de dos hilos, y no los conductores de cuatro hilos, correspondientes a la Norma ISDN.

Para la señalización son apropiadas las ya conocidas señales AMI, en las cuales cada bit es transmitido por una combinación compensada de un pulso positivo y de un pulso negativo. La anchura de pulso relativa habría de estar entre el 60% y el 80%. Con unos valores más elevados, resulta que es transmitida mayor energía que la necesaria, es decir, la energía adicional no repercute en una ganancia correspondiente de la calidad de detección.

Con el objeto de que la preparación de las señales pueda ser efectuada de la manera más sencilla posible, es así que las señales recibidas con procesadas, en primer lugar, por un filtro de ancho de pulso, que deja pasar solamente los pulsos de una longitud mínima previamente determinada. Esta longitud es, de forma preferente, de más de 500 ns como, por ejemplo, de aproximadamente 750 ns. Se ha descubierto, concretamente, que la mayor parte de las perturbaciones - que se producen en las líneas telefónicas de dos hilos o que son acopladas en éstas - son más cortas de 500 ns.

La transmisión de los datos de usuario y de las usuales informaciones de control o datos de mando tiene lugar dentro de una gama de frecuencia, que - por medio de una banda de frecuencia previamente determinada - está separada de la banda de voz (< 40 kHz). Por consiguiente, las eventuales señales de voz analógicas no pueden perturbar la transmisión digital. La banda de frecuencia para una transmisión de los datos de usuario comienza, por ejemplo, en aproximadamente 250 kHz, y la misma comprende por lo menos la tercera onda superior de la frecuencia de base.

Según una forma de realización especialmente preferida, resulta que es empleada la banda de frecuencia entre la banda de voz y la banda de transmisión para aquellas señales de mando, que puedan ser recibidas con independencia del estado momentáneo del aparato final. A través de esta señalización llamada "out-of-band" (fuera de banda) pueden ser intercambiadas, por ejemplo, unas señales de reajuste u otras señales selectivas para la realización de las funciones, que no formen parte del protocolo de la transmisión digital (ISDN).

De la detallada descripción, relacionada a continuación, así como del conjunto de las reivindicaciones de la patente, se pueden desprender otras convenientes formas de realización así como las combinaciones de las características de la presente invención.

Breve descripción de los planos adjuntos

En los planos previstos para la explicación de los ejemplos de realización:

La Figura 1 muestra un esquema de bloques para el dispositivo de conexión de la presente invención; mientras que

La Figura 2 indica la representación esquematizada de la división de la gama de frecuencia según la presente invención.

Vías para la realización de la presente invención

La Figura 1 indica, a título de ejemplo, el esquema de bloques de una instalación doméstica. Un grupo de construcción de central 1 une un determinado número de aparatos finales - internos de la casa 2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2 - tanto entre si como con una red externa. La línea 5 hacia la red externa (no indicada aquí) está realizada, conforme a la relevante Norma ISDN (por ejemplo), como un conductor de cuatro hilos). Esta línea no es aquí de interés.

Según la presente invención, como líneas internas de casa, 6.1 hasta 6.7, pueden ser empleados unos conductores de dos hilos de 0,4 mm. - ya existentes o nuevos - tal como esto es usual desde hace mucho tiempo en la telecomunicación analógica. Los conductores pueden ser, en función de las circunstancias de la instalación, de una distinta longitud. De este modo, el conductor 6.4, por ejemplo, puede ser de un poco más de diez metros, mientras que la línea 6.5, en cambio, puede tener, sin ningún problema, una longitud de más de 100 metros. El sistema indicado en el presente ejemplo está previsto para usar unas longitudes de línea de hasta 1.200 metros, aproximadamente, sin que en el caso individual sea necesario adoptar unas medidas especiales o adicionales.

Una ventaja - que repercute sobre todo en el

\hbox{costo -}

consiste, concretamente, en el hecho de que las propias líneas, 6.1 hasta 6.7, no representan una terminación ni la tienen que representar. Por lo tanto, unas líneas ya existentes de las anteriores instalaciones analógicas pueden ser empleadas sin modificación alguna (siempre que no sea sobrepasada la máxima longitud de conductor, previamente determinada para el sistema).

Los aparatos finales, 2.1, 2.2., 3, 4.1, 4.2, funcionan con una completa independencia entre si, si bien uno o dos aparatos finales pueden estar conectados, a libre elección, con una vía de entrada del grupo de construcción de central 1. Según lo indicado en la Figura 1, resulta, por ejemplo, que los aparatos finales, 2.1 y 2.2, están conectados, por un lado, a través de un conductor común 6.1, mientras que los aparatos finales, 4.1 y 4.2, están conectados, por el otro lado, por medio del conductor común 6.5. El aparato final 3 está conectado individualmente - a través de la línea
6.4 - con el grupo de construcción central 1.

Por medio de los conductores, 6.1 hasta 6.7, son transmitidas de forma simultánea las informaciones de utilidad (señales de voz digitalizadas, datos de usuario, etc.), la señalización y la tensión de alimentación. Un único conductor convencional de dos hilos puede asistir - de manera bidireccional o con independencia entre si - en dos canales B de 64 kBits/s y en dos canales D de 32 kBits/s. (Las informaciones de señalización y de usuario son transmitidas a través de los canales D).

Los aparatos finales, 2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2, pueden ser unos aparatos telefónicos, aparatos de telefax, modems, etc., etc. Con preferencia, los aparatos pueden disponer de la menor "inteligencia" posible (es decir, que los mismos están realizados como unos aparatos de tipo "Low- End" o extremo de bajo nivel, sin ningún control por microprocesador), con el fin de poder mantener a un nivel mínimo la inversión en hardware o equipo físico. El mando y el control residen esencialmente en el grupo de construcción de central 1. Por consiguiente, este dispositivo de conexión está basado en un llamado concepto de maestro/esclavo.

Tal como ya mencionado, las propias líneas, 6.1 hasta 6.7, no disponen de ninguna terminación. Esta última está contenida más bien en los aparatos finales, 2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2, y en el grupo de construcción central 1. Según la presente invención, es así que solamente el grupo de construcción de central 1 está adaptado (con exactitud) a las líneas. Quiere decir esto que solamente la central 1 transmite y recibe con adaptación a la respectiva resistencia de onda de la línea. Las terminaciones en los aparatos finales, 2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2, en cambio, difieren de la adaptación ideal por un determinado valor. Esta (limitada) desadaptación puede conducir, tal como es sabido, al eco de señales. En el dispositivo de conexión según la presente invención, sin embargo, estos ecos quedan suprimidos a través del grupo de construcción central 1.

Estas terminaciones, 7.1 hasta 7.5, que están incorporadas en los aparatos finales, 2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2, son elegidas, de un modo intencionado, de tal manera que, durante la conexión de un aparato individual (del lado de recepción), se produzca una subadaptación y, por la conexión simultánea de dos aparatos finales (del lado de recepción) se produzca, en cambio, una ligera superadaptación (de, por ejemplo, un 10%, aproximadamente). (Por el lado de transmisión se ha de aplicar ZS < ZO). Según el presente ejemplo de realización, se han mostrado como óptimas las condiciones siguientes:

ZE (aparato final) = 1.8 * ZO

ZS (aparato final) = 0.65 * ZO

Entre la impedancia de transmisión y la impedancia de recepción, la conmutación es efectuada de forma digital. De esta manera, se consigue una máxima intensidad de señal con una mínima desadaptación. Al estar conectados dos aparatos finales (2.1, 2.2), los mismos constituyen un sistema cuya impedancia de recepción, con 0.9 * ZO, se encuentra casi adaptada a ZO. A pesar de la más reducida intensidad de señal (la cual es originada por la desadaptación), resulta que SNR permanece prácticamente constante, habida cuenta de que también baja la sinuosidad.

Haciendo referencia a la Figura 2, se quisiera explicar la señalización, que contribuye a que la fiabilidad de la transmisión de señales quede asegurada, a pesar de una adaptación no óptima de los aparatos finales.

La señalización tiene lugar dentro de una gama de frecuencia por encima de 40 kHz. Según el presente ejemplo, para la transmisión de los datos del sistema y de los datos del usuario es empleada una señal AMI (AMI = Alternate Mark Inverse = Marca alterna invertida), con una frecuencia de base fg de 256 kHz. la banda de base B termina, de una manera conveniente, en la tercera onda superior 3 * fg. De este modo, se reducen los efectos dispersivos en la línea así como las perturbaciones de interferencias electromagnéticas. La potencia de transmisión - que, por lo tanto, es más reducida - ejerce un efecto positivo sobre el consumo de la corriente eléctrica. Debido al hecho de que la función de transmisión termina con 40 kHz, las señales de baja frecuencia son eliminadas sistemáticamente mediante filtración.

Según una forma de realización especialmente preferida es así, que la gama de frecuencia C,
entre 256 kHz y 40 kHz, es empleada para la llamada señalización de tipo "out-of-band" o fuera de banda. Quiere decir esto que, con independencia de los
existentes canales de tipo B y D, pueden ser transmitidas, por ejemplo, unas señales selectivas de reajuste de capa 1 (Véanse las frecuencias f1 y f2 en la Figura 2). Esto concretamente es de importancia si en una línea se encuentra conectados al mismo tiempo dos aparatos finales. En este supuesto y al ser necesario, la central 1 puede enviar a uno de los dos aparatos finales una orden de reajuste, sin que por ello resulte perturbada la comunicación con el segundo aparato final.

La función de transmisión, indicada en la Figura 2, conjuntamente con la adaptación, con el control electromagnético y con la alimentación de la tensión de servicio, son llevados a efecto por medio de un económico transmisor de tipo 2 : 1.

La especialmente preferida señal AMI al 62,5% (es decir, con 2 microsegundos por bit en el presente ejemplo: Ancho de pulso = 1,25 microsegundo) proporciona una apropiada compensación entre la potencia de transmisión, la sinuosidad y el consumo en corriente eléctrica.

Otra medida - también convenientemente sencilla - como protección contra las perturbaciones de cualquier clase en la línea puede ser un filtro digital de ancho de pulsos.

Este filtro separa los pulsos de señales de interés de la mayor parte de las perturbaciones, teniendo en cuenta que las típicas señales perturbadoras en los conocidos conductores de dos hilos son, en la mayor parte de los casos, solamente unos pulsos cortos. Según el presente ejemplo, el filtro de ancho de pulsos es ajustado con preferencia a aproximadamente 750 ns. De forma adicional, se introduce entre la transmisión y la recepción un tiempo de bloqueo (tiempo de espera) de, por ejemplo, 3,2 microsegundos. Este tiempo de bloqueo está fijado en función del tiempo de respuesta - mínimo en cada sistema - de otro aparato, que se encuentra conectado a la misma línea.

Un procedimiento de tipo Ping-pong de 8 kHz, con una codificación y señalización especiales, tiene por efecto tanto la sincronización entre los participantes de la comunicación como también una más elevada integridad de los datos. Con independencia del número de aparatos finales, y en comparación con los ya conocidos sistemas, no hace falta aquí ninguna separada terminación de impedancia de la línea común (por ejemplo, en el conductor 6.1 ó 6.5). La eliminación de las perturbaciones referidas a las líneas es efectuada principalmente por el grupo de construcción de central. Debido a la acción de conjunto entre una señal de transmisión de una banda limitada y una proporción, concretamente elegida entre la impedancia de la transmisión y la impedancia de la recepción, con los niveles de señal fijados con las mismas, son reducidas la sinuosidad así como la radiación, que está relacionada con la línea.

De forma preferente, los aparatos finales trabajan con un umbral previamente fijado para la detección de las señales. Con el fin de mejorar la seguridad de detección, puede estar previsto un sistema de doble umbral. En este supuesto, cada aparato final puede ser conmutado entre dos umbrales en función de las exigencias de cada caso individual (calidad de línea, longitud de línea, señales perturbadoras, etc., etc.). La conmutación es controlada desde la central. Durante la puesta en funcionamiento de un aparato final, la central transmite - por ejemplo, cada 10 segundos - al aparato final en cuestión una específica señal de tipo "out-of-band" o fuera de banda, al objeto de conmutar el umbral. Tan pronto que sea satisfactorio el resultado, el umbral ya no es modificado más.

Como resumen, puede ser constatado que la presente invención evita los problemas inherentes al estado actual de la técnica y proporciona, con una reducida inversión en hardware o equipo físico, una gran facilidad de manejo para el usuario. A libre elección, pueden ser unidos - por medio de un conductor común de dos hilos y con capacidad de emplear un bus de datos - uno o dos aparatos finales con la central doméstica. En lo referente a su instalación, los aparatos finales digitales según la presente invención pueden ser tratados como unos aparatos convencionales de tipo analógico,

Claims (9)

1. Dispositivo de conexión para un enlace de telecomunicación digital entre una central (1) y por lo menos un aparato final (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) mediante el empleo de unos conductores de dos hilos; a este efecto, los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están equipados con una terminación (7.1 hasta 7.5), que queda definida para todo el sistema; en este caso, la terminación (7.1 hasta 7.5) tiene una impedancia, que - considerada como tal impedancia - constituye una subadaptación de un conductor (6.1 hasta 6.5), que conecta la central (1) con el respectivo aparato final (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2); dispositivo de conexión éste que está caracterizado porque:

a) La terminación (7.1 hasta 7.5) de cada aparato final está elegida, además, de tal modo, que la impedancia de por lo menos dos aparatos finales (2.1, 2.2; 4.1, 4.2) represente, en una línea o conductor común (6.1; 6.5), una superadaptación; mientras que

b) La central (1) se encuentra adaptada, en cuanto a la impedancia, a la línea (6.1 hasta 6.5), tanto en el modo de transmisión como en el modo de recepción.

2. Dispositivo de conexión conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la central (1) dispone de una conmutación digital para poder conmutar entre una adaptada impedancia de transmisión y una adaptada impedancia de recepción.

3. Dispositivo de conexión conforme a una de las reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque, con una resistencia de onda ZO de la línea, la terminación (7.1 hasta 7.5) de los aparatos finales tiene una impedancia de recepción ZE > 1.5 Z0, sobre todo ZE = 1.8 ZO, así como una impedancia de transmisión ZS < 0.8 ZO, sobre todo ZO = 0.65 ZO.

4. Dispositivo de conexión conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están conectados con la central (1) por medio de unas líneas de dos hilos (6.1 hasta 6.5), con una longitud máxima de cada línea de 1.200 mtrs. Y con un diámetro de hilo de menos de 0,5 mm.

5. Dispositivo de conexión conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque la central (1) y los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están realizados - a efectos de la señalización de una señal AMI (Alternate Mark Inverse = Marca alterna invertida) - con un ancho de pulso relativo del 60% hasta el 80%, sobre todo del 62,5%.

6. Dispositivo de conexión conforme a la reivindicación 5) y caracterizado porque la central (1) y los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están equipados con un filtro digital de ancho de pulsos, con un ancho de pulso previamente fijado así como con un tiempo de bloqueo.

7. Dispositivo de conexión conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque el ancho de pulso del filtro de ancho de pulsos es mayor de 500 ns, sobre todo es de aproximadamente 750 ns; así como caracterizado porque el tiempo de bloqueo entre la transmisión y la recepción es mayor de 3 microsegundos, sobre todo es de aproximadamente 3,2 microsegundos.

8. Dispositivo de conexión conforme a una de las reivindicaciones 5) hasta 7) y caracterizado porque la central (1) y los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están realizados para la generación y para la detección de unas señales de tipo "Out-of-band" o fuera de banda dentro de la gama entre 40 kHz. y la frecuencia de base de la señal AMI.

9. Dispositivo de conexión conforme a la reivindicación 8) y caracterizado porque la central (1) y los aparatos finales (2.1, 2.2, 3, 4.1, 4.2) están realizados para la generación y para la detección de una señal AMI dentro de una banda de base, que comprende la frecuencia básica y la tercera onda superior.