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Dokumentenidentifikation DE102005008158A1 24.08.2006
Titel Schaltungsanordnung zur Korrosionsschutzstromeinspeisung und Leitungstest für Zweidrahtleitungen
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Ferianz, Thomas, Bodensdorf, AT
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 18.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005008158
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse H04M 3/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Schaltungsanordnung für einen Leitungstest und zum Einspeisen eines Korrosionsschutzstromes in eine Zweidrahtleitung mit einem steuerbaren Rampengenerator zum Bereitstellen einer Rampenspannung, mit mindestens einer ersten Testimpedanz, welche an eine erste Leitung der Zweidrahtleitung angeschlossen ist, und einer zweiten Testimpedanz, welche an eine zweite Leitung der Zweidrahtleitung angeschlossen ist, mit mindestens einem ersten und zweiten steuerbaren Schalter zum Schalten der Rampenspannung an die erste und zweite Testimpedanz; mit einer programmierbaren Steuereinrichtung zum Steuern des Rampengenerators und der steuerbaren Schalter, wobei die Steuereinrichtung die steuerbaren Schalter und den Rampengenerator derart steuert, dass die Rampenspannung zum Erzeugen eines Korrosionsschutzstromes an die Zweidrahtleitung angekoppelt ist, und wobei die Steuereinrichtung die erste und/oder zweite Testimpedanz zum Leitungstest an die erste und/oder zweite Leitung schaltet.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Leitungstest und zum Einspeisen eines Korrosionsschutzstromes in eine Zweidrahtleitung, insbesondere zum Einsatz in Vermittlungsstellen von digitalen Telekommunikationsnetzen.

Heutzutage dienen ursprünglich für Telefonanwendungen konzipierte Fernsprechnetze in zunehmendem Maße ausschließlich dem digitalen Datenverkehr. Die vorhandenen Zweidrahtleitungen werden dabei zur Übertragung von hochfrequenten Signalen verwendet, die beispielsweise bei xDSL-Anwendungen bis zu 30 MHz betragen. Auf der Vermittlungsstellenseite sind DSL-Systeme an die Leitungen angekoppelt und haben neben der Aufgabe der Kommunikationsorganisation auch die Qualität der Zweidrahtleitungen zu prüfen.

Mögliche Fehler an Zweidrahtleitungen, die den Signaltransport stören können, sind u.a. überbrückte Leitungspaare oder einzelne, auf Masse anliegende Leitungen bzw. Einzelleitungen einer Zweidrahtleitung. Solche Leitungsfehler ändern die vorgegebene Impedanz der Zweidrahtleitung und können so durch Impedanzmessungen durch das DSL-System erkannt werden. Dabei sind symmetrische Fehler, wie die Überbrückung der beiden Einzelleitungen, von unsymmetrischen Fehlern, wie eine unerwünschte Verbindung zwischen einer der Einzelleitungen über einen Widerstand mit Masse, schwer zu unterscheiden, da das DSL-System in der Regel nur über einen Transformator nichtgalvanisch an die Zweidrahtleitungen gekoppelt ist.

Neben der Leitungsqualifizierung bzw. dem Leitungstest der Zweidrahtleitungen mittels der Vermittlungsstelle sollte auch in regelmäßigen Zeitintervallen ein Korrosionsschutzstrom in die aus den Zweidrahtleitungen gebildeten Leiterschleifen eingespeist werden. Ein solcher auch als Sealing-Strom bekannter Korrosionsschutzstrom dient dazu, dünne Oxidschichten oder andere stromflusshemmende Schichten auf den beispielsweise in Kupfer ausgeführten Leitungen an Verbindungsstellen zwischen Leitungsabschnitten zu durchbrechen, um eine zuverlässige elektrische Verbindung über die gesamte jeweilige Leiterschleife zu gewährleisten. Für heutige Telekommunikationsnetze sind Standardvorgaben von 1,5–20 mA für einen derartigen Gleichstrom zum Korrosionsschutz genannt.

Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufwandsgünstige und flächensparende Korrosionsschutzstromeinspeisung für Zweidrahtleitungssysteme zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung für einen Leitungstest und zum Einspeisen eines Korrosionsschutzstromes in eine Zweidrahtleitung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen steuerbaren Rampengenerator zum Bereitstellen einer Rampenspannung auf, mindestens eine erste Testimpedanz, welche an eine erste Leitung der Zweidrahtleitung angeschlossen ist, und eine zweite Testimpedanz, welche an eine zweite Leitung der Zweidrahtleitung angeschlossen ist. Es ist mindestens ein erster und ein zweiter steuerbarer Schalter zum Schalten der Rampenspannung an die erste und zweite Testimpedanz vorgesehen, eine programmierbare Steuereinrichtung zum Steuern des Rampengenerators und der steuerbaren Schalter, wobei die Steuereinrichtung die steuerbaren Schalter und den Rampengenerator derart steuert, dass die Rampenspannung zum Erzeugen eines Korrosionsschutzstromes an die Zweidrahtleitung angekoppelt ist. Dabei schaltet die Steuereinrichtung ferner die erste und/oder zweite Testimpedanz zum Leitungstest an die erste und/oder zweite Leitung.

Eine wesentliche, der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, einen Korrosionsschutzgleichstrom mittels des Rampengenerators und der Testimpedanzen in die Leiterschleife der Zweidrahtleitung zu koppeln, wobei die Testimpedanzen, welche beispielsweise als Widerstände ausgelegt sein können, einzeln schaltbar sind. Das ermöglicht auch bei einem Leitungstest, bei dem Testsignale von einem DSL-Transceiver in die Zweidrahtleitung eingekoppelt werden, Leitungsfehler zu erkennen, die sowohl symmetrischer oder unsymmetrischer Natur sein können, wie beispielsweise eine an Masse gelegte Einzelleitung. Dies ist insbesondere bei vollständig digital ausgeführten Systemen (ADL; ADL = All Digital Loop) vorteilhaft, da kein galvanisch an die Zweidrahtleitung gekoppeltes, analoges Fernsprechsystem angeschlossen ist, mittels dessen ein Leitungstest durchgeführt werden kann. Da die DSL-Einrichtungen in der Regel über einen Transformator nichtgalvanisch an das entsprechende Leitungspaar gekoppelt sind, sind ohne erfindungsgemäße Testimpedanzen lediglich symmetrische Leitungsfehler, wie eine überbrückte Zweidrahtleitung, in einem Leitungstest detektierbar. Erfindungsgemäß sind nun sowohl die Schutzstromeinspeisung wie auch das Zuschalten von Testimpedanzen als Hilfsmittel zum Leitungstest mit einem einzigen Chip realisierbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltungsanordnung sind die programmierbare Steuereinrichtung, der Rampengenerator und die steuerbaren Schalter als ein integrierter Halbleiterbaustein ausgeführt, und die Testimpedanzen sind als diskrete Widerstände ausgeführt.

Durch die diskrete Form der Testimpedanzen als Widerstände entsteht innerhalb der integrierten Schaltung kaum Verlustleistung, sodass beispielsweise mehrere erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen auf einem Halbleiterchip untergebracht werden können und somit eine Vielzahl von Zweidrahtleitungen bedienen können. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem in der Regel integrierte Stromquellen verwendet werden, ist eine erfindungsgemäße integrierte Ausführungsform verlustleistungsärmer.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ein erster nichtschaltbarer, hochohmiger Einspeisewiderstand an die erste Leitung und ein zweiter nichtschaltbarer, hochohmiger Einspeisewiderstand an die zweite Leitung verbunden zum Einspeisen des Korrosionsschutzstromes in eine Leiterschleife der Zweidrahtleitung. Um bestimmten Testanforderungen an die Dimensionierung der Testimpedanzen zu genügen, kann es notwendig sein, über hochohmige Einspeisewiderstände den Sealing-Strom einzukoppeln und für den Leitungstest eher niedrigohmige Testimpedanzen an die Leitungen zu schalten.

Bevorzugterweise ist der Rampengenerator derart gesteuert, dass eine Rampenspannung eines jeweiligen ansteigenden Rampenspannungssignals zeitlich derart ansteigt, dass keine Oberwellen des Rampenspannungssignals in einen DSL-Frequenzbereich fallen. Damit durch das Einspeisen des Korrosionsschutzstromes eine Datenübertragung über die Zweidrahtleitung nicht gestört wird, sollten insbesondere beim Einschalten bzw. Hochfahren der Rampenspannung keine Frequenzen im DSL-Frequenzbereich erzeugt werden, bzw. das entsprechende Rampenspannungssignal sollte in ihrem Fourierspektrum nur geringe, nicht störende Frequenzanteile im Übertragungsbereich der jeweiligen Datenübertragungsanwendung aufweisen.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von ersten und zweiten Testimpedanzen mit unterschiedlichen Impedanzwerten vorgesehen. So können nacheinander verschiedene Widerstände auch an die Einzelleitungen der Zweidrahtleitung angelegt werden und so insbesondere asymmetrische Störungen der Zweidrahtleitung detektiert werden.

Dazu müssen vorzugsweise zum Leitungstest durch die Steuereinrichtung nacheinander verschiedene Testimpedanzen an die Leitungen der Zweidrahtleitungen geschaltet werden, wobei die jeweilige Testimpedanz an ein Referenzpotenzial, eine weitere Testimpedanz oder den Rampengenerator geschaltet ist. Durch das Einkoppeln einer bekannten Störung, nämlich einer Testimpedanz an einem bekannten Referenzpotenzial, ist durch eine angeschlossene DSL-Einrichtung ein zunächst unbekannter Fehler an der Zweidrahtleitung erkennbar.

Vorzugsweise ist ein interner Steuerbus zum Steuern der steuerbaren Schalter in dem Halbleiterbaustein vorgesehen.

Ferner schafft die Erfindung ein DSL-System zum Übertragen von Daten über mindestens eine Zweidrahtleitung mit einem über einen Transformator an die Zweidrahtleitung gekoppelten DSL-Transceiver, einer DSL-Steuereinrichtung und mindestens einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, wobei die DSL-Steuereinrichtung über einen DSL-Steuerbus die Steuereinrichtung der Schaltungsanordnung steuert, zum Testen der Zweidrahtleitung Testsignale in die Zweidrahtleitung einkoppelt, und die von dem DSL-Transceiver empfangenen DSL-Signale von der Zweidrahtleitung auswertet.

In dem erfindungsgemäßen DSL-System kann vorteilhaft eine Vielzahl der Schaltungsanordnungen auf einer Linecard mit einem Linecard-Controller als DSL-Steuereinrichtung angeordnet sein.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des DSL-Systems ist mindestens eine weitere erste Testimpedanz an eine erste Leitung einer weiteren Zweidrahtleitung angeschlossen ist, und eine weitere zweite Testimpedanz an eine zweite Leitung der weiteren Zweidrahtleitung angeschlossen ist; es sind mindestens ein erster und zweiter weiterer steuerbarer Schalter zum Schalten der Rampenspannung an die erste und zweite weitere Testimpedanz vorgesehen. Dabei steuert die Steuereinrichtung der mindestens einen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als zentrale Steuereinrichtung die steuerbaren Schalter und weiteren steuerbaren Schalter, und der Rampengenerator der mindestens einen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liefert als zentraler Rampenspannungsgenerator eine Rampenspannung.

Somit lassen sich mittels des derart ausgeführten DSL-Systems aufwandsgünstig viele Zweidrahtleitungen mit Korrosionsschutzströmen versehen und Leitungstests durchführen.

Ferner werden vorzugsweise zum Erkennen eines unsymmetrischen Leitungsfehlers der jeweiligen Zweidrahtleitung nacheinander verschiedene Testimpedanzen und Testsignale an die Zweidrahtleitung gekoppelt. In einem derartigen erfindungsgemäßen DSL-System können Mehrkanalbausteine mit günstigen Gehäusen verwendet werden, da in den erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen kaum Verlustleistung entsteht. Vielmehr sind auch aufwandsgünstig die Testimpedanzen als Widerstände diskret ausgeführt und an den entsprechenden Halbleiterchip angekoppelt. Obwohl in dem erfindungsgemäßen DSL-System der DSL-Transceiver über einen Transformator, welcher einen Hochpass darstellt, an die Zweidrahtleitung angekoppelt ist, sind auch unsymmetrische Fehler in der Zweidrahtleitung erkennbar, da erfindungsgemäß durch den Linecard-Controller die Steuereinrichtungen der integrierten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen programmiert bzw. gesteuert werden und so einzeln Testimpedanzen an einzelne Zweidrahtleitungen schaltbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren.

Es zeigt dabei:

1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung; und

2 ein erfindungsgemäßes DSL-System.

Sofern nicht anders angegeben ist, sind in den Figuren gleiche oder funktionsgleiche Bauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 gezeigt.

Es ist eine Zweidrahtleitung a, b dargestellt, welche einen Blitzschutz 2 durchläuft und auf der Vermittlungsstellenseite an einen Transformator 3 geführt ist. An den Transformator 3 ist ein DSL-Transceiver 4 angeschlossen. Dabei dient der Transformator 3 im Wesentlichen als Hochpass und weist auf einer ersten Wicklungsseite in Serie geschaltete Induktivitäten 5, 6 und eine Kapazität 7 auf. Der Transformator 3 weist ebenfalls auf der zweiten Wicklungsseite in Serie geschaltete Induktivitäten 8, 9 und eine Kapazität 10 auf. Das eigentliche DSL-System bzw. der DSL-Transceiver 4 ist somit galvanisch von der Zweidrahtleitung a, b entkoppelt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 weist einen steuerbaren Rampengenerator 11 zum Bereitstellen einer Rampenspannung VR an zwei Spannungsanschlüssen 12, 13 auf, einen ersten steuerbaren Schalter 14, der zwischen dem ersten Spannungsanschluss 12 und einem Testanschluss 15 geschaltet ist, und weist einen zweiten steuerbaren Schalter 16, der zwischen dem zweiten Spannungsanschluss 13 und einem zweiten Testanschluss 17 geschaltet ist, auf. Die beiden steuerbaren Schalter 14, 16 und der Rampengenerator 11 sind von einer programmierbaren Steuereinrichtung 18 gesteuert, welche entsprechende Steuersignale CT1, CT2, CT3 an die Schalter 14, 16 und den Rampengenerator 11 liefert.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die programmierbare Steuereinrichtung 18, die steuerbaren Schalter 14, 16 und der Rampengenerator 11 auf einem Halbleiterbaustein 19 integriert ausgeführt. Diesem Halbleiterbaustein sind Versorgungsspannungspotenziale VDD und GND über entsprechende Versorgungsspannungsanschlüsse 20, 21 zugeführt. Üblicherweise werden die Versorgungsspannung VBAT = –48 V und GND = 0 V bzw. Masse verwendet, da diese häufig zur Speisung von Telefon-Zweidrahtleitungen verwendet werden. In der Regel wird in DSL-Anwendungen auch eine niedrigere zweite Versorgungsspannnung VDD von etwa 3,3 V vorgehalten, die hier an einen weiteren Anschluss 104 geführt ist. Diese niedrigere Spannung VDD wird vorteilhaft zur Spannungsversorgung der Steuereinrichtung 18 und der Schalter 14, 16 verwendet, während die Rampenspannung günstig aus der Batteriespannung VBAT gewonnen wird. Es sind jedoch auch alternative Spannungskombinationen denkbar oder speziellen Spannungsquellen einssetzbar.

Zwischen dem ersten Testanschluss 15 und der ersten Einzelleitung a der Zweidrahtleitung a, b ist ein erster Widerstand 22 als Testimpedanz geschaltet, und zwischen dem zweiten Testanschluss 17 und der zweiten Einzelleitung b der Zweidrahtleitung a, b ist ein zweiter Widerstand 23 als Testimpedanz geschaltet.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 erfüllt vorteilhafterweise zwei Funktionen, nämlich zum einen die Einspeisung eines Korrosionsschutzstromes in die Leiterschleife a, b, und andererseits erlaubt sie das effiziente Testen der Leiterschleife auf Leitungsfehler.

Zum Einspeisen eines Korrosionsschutzstromes sind die beiden steuerbaren Schalter 14, 16 geschlossen, und der Rampengenerator 11 erzeugt an seinen Spannungsanschlüssen 12, 13 eine langsam ansteigende Spannung VR, welche einen Stromfluss über den ersten Widerstand 22 in die zweite Einzelleitung b, über ein hier nicht dargestelltes Teilnehmermodem mit einem vorgegebenen Abschlusswiderstand, die zweite Einzelleitung a und den zweiten Widerstand 23 erzeugt. Dieser Korrosionsschutzstrom ist ein Gleichstrom, der eventuell niedergeschlagene Schmutz- oder Oxidschichten auf oder an den Zweidrahtleitungen a, b an Kontaktstellen durchschlägt und somit eine gute elektrische Leitung wiederherstellt. Derartige Kontaktstellen treten insbesondere an Steckverbindungen auf, oder allgemein bei Materialwechseln, beispielsweise von Kupfer auf Legierungen oder Edelmetalle, in der Zweidrahtschleife. Ohne einen derartigen Gleichstrom zum Korrosionsschutz, welcher regelmäßig durch die Steuereinrichtung 18 in die Leiterschleife a, b eingespeist wird, könnten derartige isolierende dünne Schichten zu Leitungsfehlern führen. Üblicherweise genügt das Hochfahren des Sealing-Stromes bzw. Korrosionsschutzstromes für einige Minuten pro Tag.

Die Signalform der Rampenspannung muss dabei so gewählt werden, dass keine hochfrequenten Anteile bzw. Oberwellen des entsprechenden Rampenspannungssignals in Frequenzbereichen von Datenübertragungsverfahren auftreten, welche so eine gleichzeitige Datenübertragung stören könnten. Dazu können auch sinusförmig ansteigende Signalformen oder andere bekannte, einfach hochfahrbare und generierbare Signalformen gewählt werden. Nur beispielhaft seien hier exponentielle, lineare oder quadratisch wachsende Rampenspannungen genannt.

Üblicherweise besitzen die Zweidrahtleitungen a, b hinsichtlich ihrer Datenübertragungsfunktion bereits bestimmte Rauschwerte von beispielsweise –140 dBm/Hz, also eine extrem geringe Leistungsdichte, als Rauschen. Die Signalform der Rampenspannung muss daher so gewählt werden, dass Hochfrequenzanteile des Rampenspannungssignals maximal eine derartige Leistungsdichte auf der Zweidrahtleitung verursachen.

Erfindungsgemäß dient die Schaltungsanordnung 1 außerdem zum Unterstützen eines Leitungstestes beispielsweise durch den DSL-Transceiver 4. In diesem Fall sendet der DSL-Transceiver 4 Testsignale in die Zweidrahtleitung a, b über den Transformator 3 und empfängt Echosignale. Falls die Zweidrahtleitung gestört ist, beispielsweise durch eine symmetrische Störung wie eine Überbrückung zwischen den beiden Einzelleitungen a, b der Zweidrahtleitung a, b, verändert sich die Impedanz, welche durch den DSL-Transceiver 4 erfasst werden kann. Da der DSL-Transceiver 4 jedoch nichtgalvanisch an die Leiterschleife a, b gekoppelt ist, sind unsymmetrische Störungen, wie beispielsweise die Kopplung nur einer der Einzelleitungen a, b auf ein Störpotenzial, beispielsweise Masse über einen Störwiderstand, nicht zu erkennen. Dies kann jedoch erfindungsgemäß durch Einkopplung der Testimpedanzen bzw. der zwei Widerstände 22, 23 erfolgen. Die bekannt dimensionierten Widerstände 22, 23 erzeugen nämlich bekannte Impedanzänderungen der Zweidrahtleitung a, b. Da die Widerstände 22, 23 durch die steuerbaren Schalter 14, 16 des integrierten Teils 19 der Schaltungsanordnung 1 einzeln schaltbar sind, sind auch unsymmetrische Störeinflüsse auf die Leiterschleife a, b detektierbar. Besonders deutlich werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1 im Einsatz mit einem DSL-System.

Ein erfindungsgemäßes DSL-System 100 ist in 2 dargestellt.

Das DSL-System 100 weist einen DSL-Transceiver 4, einen Transformator 3 und eine Blitzschutzvorrichtung 2 auf, welche an die Zweidrahtleitung a, b gekoppelt sind. Teilnehmerseitig TS ist ein hier als Abschlusswiderstand 101 dargestelltes Teilnehmermodem an die Zweidrahtleitung a, b gekoppelt. Es ist eine als integrierter Halbleiterchip ausgeführte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 19 vorgesehen, welche einen ersten, zweiten und dritten Versorgungsspannungsanschluss 20, 21, 104 aufweist, an die eine Batteriespannung VBAT, eine niedrigere, zweite Versorgungsspannung VDD und Masse GDN angeschlossen sind.

Der Halbleiterbaustein 19 weist ferner eine programmierbare Steuereinrichtung 18 auf, einen Rampengenerator 11 und eine Vielzahl von ersten steuerbaren Schaltern 114, 114', 114'' und zweiten steuerbaren Schaltern 116, 116', 116''. Die steuerbaren Schalter werden über einen internen Steuerbus CTR von der Steuereinrichtung 18 angesteuert.

Die steuerbaren Schalter sind hier derart angeordnet, dass an erste und zweite Testanschlüsse 115, 115', 115'', 117, 117', 117'' die Rampenspannung VR schaltbar ist, welche von dem Rampenspannungsgenerator 11 an Spannungsanschlüssen 12, 13 geliefert wird. Ferner können jeweils erste und zweite Schalter 114, 116, 114', 116', 114'', 116'' die jeweiligen Testanschlüsse 115, 117, 115', 117', 115'', 117'' miteinander verbinden. Es lässt sich über die steuerbaren Schalter 114, 114', 114'', 116, 116', 116'' auch GND Masse an die Testanschlüsse 115, 115', 115'', 117, 117', 117'' schalten.

Zwischen den ersten Testanschlüssen 115, 115', 115'' und der ersten Leitung a der Zweidrahtleitung a, b ist jeweils ein Widerstand 122, 122', 122'' als Testimpedanz geschaltet. Zwischen den zweiten Testanschlüssen 117, 117', 117'' und der zweiten Leitung b der Zweidrahtleitung a, b ist jeweils ein zweiter Widerstand 123, 123', 123'' ebenfalls als Testimpedanzen verbunden. Die Widerstände 122, 123, 122', 123', 122'', 123'' weisen hier jeweils paarweise gleiche Impedanzen auf.

Ferner ist die Rampenspannung VR direkt an zwei Rampenspannungsanschlüssen 124, 125 des integrierten Teils 19 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung abgreifbar. Es ist somit ein erster nichtschaltbarer, hochohmiger Einspeisewiderstand 126 zwischen dem ersten Rampenspannungsanschluss 124 und der ersten Leitung a und ein zweiter Einspeisewiderstand 127 zwischen dem zweiten Rampenspannungsanschluss 125 und der zweiten Leitung b der Zweidrahtleitung a, b verbunden.

Die Widerstände 122, 122', 122'', 123, 123', 123'', 126, 127 sind hier diskret ausgeführt, um eine mögliche Verlustleistung günstig abzuführen. Dadurch lässt sich der integrierte Teil 19 besonders effizient in einem Halbleiterchip ausführen. Schließlich ist eine DSL-Steuereinrichtung 102 vorgesehen, die sowohl den DSL-Transceiver 4 als auch die Steuereinrichtung 18 steuert.

Erfindungsgemäß lassen sich auch mehrere Schaltungsanordnungen auf einer Linecard anordnen, welche dann eine Vielzahl von Zweidrahtleitungen bedient bzw. sowohl mit einem Korrosionsschutzstrom versorgt als auch diese qualifiziert bzw. Leitungstests durchführt. In der 2 ist dies lediglich angedeutet. Ein zentraler Linecard-Controller steuert dann als DSL-Steuereinrichtung 102 die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen zum Leitungstest und zum Einspeisen der Korrosionsschutzströme in die jeweiligen Zweidrahtleitungen. Die entsprechenden programmierbaren Steuereinrichtungen 18, Rampengeneratoren 11 und steuerbaren Schalter 114, 114', 114'', 116, 116', 116'' sind dann als ein einzelner integrierter Halbleiterbaustein 19, 119, 120 ausgeführt.

In dem in 2 dargestellten DSL-System 100 wird von der DSL-Steuereinrichtung 102 der Transceiver 3 angewiesen, Testsignale in die entsprechende Zweidrahtleitung a, b einzukoppeln, während von der Steuereinrichtung 18 gesteuert verschiedene Testimpedanzen 122, 122', 122'', 123, 123', 123'' an die Leitungen a, b der Zweidrahtleitung a, b angekoppelt werden oder paarweise miteinander verbunden werden, wodurch die Zweidrahtleitungen über die jeweilige erste und zweite Testimpedanz 122, 123 überbrückt sind. Letzteres schlägt sich in einer veränderten Impedanz der Zweidrahtleitung a, b nieder und ruft Echosignale hervor, welche von dem Transceiver 4 wiederum erkannt werden.

Ferner lässt sich durch Zuschalten einzelner Widerstände bzw. einzelner Testimpedanzen auch feststellen, ob unsymmetrische Leitungsfehler vorliegen. Beispielsweise ist es möglich, nacheinander verschieden große Testimpedanzen an nur eine der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung a, b anzukoppeln bzw. nur eine der Leitungen über eine Testimpedanz an Masse zu legen.

Um während eines Leitungstests bestimmte Fehler ausfindig zu machen, sind in vielen Fällen besonders niedrige Testimpedanzen erforderlich. Diese eignen sich nicht immer für die Einspeisung des Korrosionsschutzstromes, da möglicherweise eine zu hohe Stromstärke erzeugt wird. Deshalb sind in der hier dargestellten Ausführungsform die beiden hochohmig ausgestalteten Einspeisewiderstände 126, 127 vorgesehen, welche beispielsweise bei einem typischen Abschlusswiderstand 101 von 10 k&OHgr; in einem Teilnehmermodem einen Korrosionsschutzstrom von etwa 2 mA hervorrufen. Die Einspeisewiderstände 126, 127 sind ferner so hochohmig gewählt, dass sie keine der beiden Einzelleitungen a, b nennenswert über den Rampengenerator 11 verbinden oder die Impedanz der Zweidrahtleitung a, b ändern.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung oder das erfindungsgemäße DSL-System ermöglicht es also, aufwandsgünstig die Einspeisung von Korrosionsschutzströmen vorzunehmen und mittels Ankoppeln von Testimpedanzen eine Qualifizierung der Zweidrahtleitungen einfach zu gestalten. Durch die Kombination eines gesteuerten, integriert ausgeführten Rampengenerators mit externen Testimpedanzen und Einspeisewiderständen können Linecards mit einfach herzustellenden Chips bestückt werden, welche wegen der geringen Verlustleistung der integriert ausgeführten Schaltungsteile einfach herstellbar sind. Die Erfindung eignet sich besonders für neuartige, vollständig digital ausgeführte Systeme, welche prinzipiell keine galvanische Ankopplung mehr mit der Zweidrahtleitung aufweisen, wie dies früher in Telefonvermittlungsstellen der Fall war.

Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Der Rampengenerator muss nicht zwingend einen linearen Spannungsanstieg als Rampenspannungssignal liefern, sondern kann ebenso andere Signalformen erzeugen, welche keine hochfrequenten Oberwellen enthalten, die die Datenübertragung auf der Zweidrahtleitung stören könnten.

Ferner ist die erfindungsgemäße Schaltung derart modifizierbar, dass eine zentrale Steuereinrichtung und ein zentraler Rampengenerator einen Mehrzahl von steuerbaren Schaltern steuern bzw. eine Rampenspannung für eine Mehrzahl von Zweidrahtleitungen erzeugt. Dann kann eine integrierte Schaltung ausgebildet werden, an welche diskrete Testimpedanzen und gegebenenfalls Einspeisewiderstände angeschlossen sind, die an entsprechende Zweidrahtleitungen gekoppelt werden. Dabei ist beispielsweise denkbar, dass pro Leitungspaar zwei Schaltbare Testwiederstände und zwei Einspeisewiderstände vorgesehen sind.

Die Erfindung ist auch nicht auf ein DSL-System beschränkt, sondern lässt sich prinzipiell in allen denkbaren Zweidrahtleitungssystemen einsetzen.

VBATBatteriespannung GNDMasse CTRSteuerbus VRRampenspannung TSTeilnehmerseite VDDVersorgungsspannung CT1, CT2, CT3Steuersignal a, bZweidrahtleitung 1erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 2Blitzschutzeinrichtung 3Transformator 4DSL-Transceiver 5, 6Spule 7Kondensator 8, 9Spule 10Kondensator 11Rampengenerator 12, 13Spannungsanschluss 14steuerbarer Schalter 15Testanschluss 16steuerbarer Schalter 17Testanschluss 18Steuereinrichtung 19integrierter Halbleiterbaustein 20, 21Versorgungsspannungsanschluss 22erste Testimpedanz 23zweite Testimpedanz 100DSL-System 101Abschlusswiderstand 102DSL-Steuereinrichtung 103zentrale Steuereinrichtung und Rampenge nerator 104Versorgungsspannungsanschluss 114, 114', 114''steuerbarer Schalter 115, 115', 115''erster Testanschluss 116, 116', 116''steuerbarer Schalter 117, 117', 117''zweiter Testanschluss 119, 120integrierte Schaltung 122, 122', 122''erste Testimpedanz 123, 123', 123''zweite Testimpedanz 124, 125Rampenspannungsanschluss 126, 127Einspeisewiderstand

Anspruch[de]
  1. Schaltungsanordnung (1) für einen Leitungstest und zum Einspeisen eines Korrosionsschutzstromes in eine Zweidrahtleitung (a, b) mit:

    a) einem steuerbaren Rampengenerator (11) zum Bereitstellen einer Rampenspannung (VR);

    b) mindestens einer ersten Testimpedanz (22), welche an eine erste Leitung (a) der Zweidrahtleitung (a, b) angeschlossen ist, und einer zweiten Testimpedanz (23), welche an eine zweite Leitung (b) der Zweidrahtleitung (a, b) angeschlossen ist;

    c) mindestens einem ersten (14) und zweiten (16) steuerbaren Schalter zum Schalten der Rampenspannung (VR) an die erste (22) und zweite (23) Testimpedanz;

    d) einer programmierbaren Steuereinrichtung (18) zum Steuern des Rampengenerators (11) und der steuerbaren Schalter (14, 16);

    e) wobei die Steuereinrichtung (18) die steuerbaren Schalter (14, 16) und den Rampengenerator (11) derart steuert, dass die Rampenspannung (VR) zum Erzeugen eines Korrosionsschutzstromes an die Zweidrahtleitung (a, b) angekoppelt ist; und

    f) wobei die Steuereinrichtung (18) die erste (22) und/oder zweite (23) Testimpedanz zum Leitungstest an die erste (a) und/oder zweite (b) Leitung schaltet.
  2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Steuereinrichtung (18), der Rampengenerator (11) und die steuerbaren Schalter (14, 16) als ein integrierter Halbleiterbaustein (19) ausgeführt sind und die Testimpedanzen (22, 23) als diskrete Widerstände (22, 23) ausgeführt sind.
  3. Schaltungsanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster nichtschaltbarer hochohmiger Einspeisewiderstand (126) an die erste Leitung (a) und ein zweiter nichtschaltbarer hochohmiger Einspeisewiderstand (127) an die zweite Leitung (b) verbunden ist zum Einspeisen des Korrosionsschutzstromes in eine Leiterschleife der Zweidrahtleitung (a, b).
  4. Schaltungsanordnung (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampengenerator (11) derart gesteuert ist, dass eine Rampenspannung (VR) eines jeweiligen ansteigenden Rampenspannungssignals zeitlich derart ansteigt, dass keine Oberwellen des Rampenspannungssignals in einen DSL-Frequenzbereich fallen.
  5. Schaltungsanordnung (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von ersten und zweiten Testimpedanzen (122, 122', 122'', 123, 123', 123'') mit unterschiedlichen Impedanzwerten vorgesehen ist.
  6. Schaltungsanordnung (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Leitungstest durch die Steuereinrichtung (18) gesteuert nacheinander verschiedene Testimpedanzen (122, 122', 122'', 123, 123', 123'') an die Leitungen (a, b) der Zweidrahtleitung (a, b) geschaltet werden, wobei die eine jeweilige Testimpedanz (122, 122', 122'', 123, 123', 123'') an ein Referenzpotenzial (GND), eine weitere Testimpedanz (122, 122', 122'', 123, 123', 123'') oder den Rampengenerator (11) geschaltet ist.
  7. Schaltungsanordnung (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein interner Steuerbus (CTR) zum Steuern der steuerbaren Schalter (114, 114', 114'', 116, 116', 116'') in dem Halbleiterbaustein (19) vorgesehen ist.
  8. DSL-System (100) zum Übertragen von Daten über mindestens eine Zweidrahtleitung (a, b) mit:

    a) einem über einen Transformator (3) an die Zweidrahtleitung (a, b) gekoppelten DSL-Transceiver (4);

    b) einer DSL-Steuereinrichtung (102) und

    c) mindestens einer Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche;

    d) wobei die DSL-Steuereinrichtung (102) über einen DSL-Steuerbus (DCT) die Steuereinrichtung (18) der Schaltungsanordnung (1) steuert und zum Testen der Zweidrahtleitung (a, b) Testsignale in die Zweidrahtleitung (a, b) einkoppelt und von dem DSL-Transceiver (4) empfangene DSL-Signale von der Zweidrahtleitung (a, b) auswertet.
  9. DSL-System (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

    – dass mindestens eine weitere erste Testimpedanz (22) an eine erste Leitung (a) einer weiteren Zweidrahtleitung (a, b) angeschlossen ist, und eine weitere zweite Testimpedanz (23) an eine zweite Leitung (b) der weiteren Zweidrahtleitung (a, b) angeschlossen ist;

    – dass mindestens ein erster (14) und zweiter weiterer (16) steuerbarer Schalter zum Schalten der Rampenspannung (VR) an die erste (22) und zweite (23) weitere Testimpedanz vorgesehen ist;

    – wobei die Steuereinrichtung (18) der mindestens einen Schaltungsanordnung (19) als zentrale Steuereinrichtung die steuerbaren Schalter und die weiteren steuerbaren Schalter steuert, und der Rampengenerator (11) der mindestens einen Schaltungsanordnung (19) als zentraler Rampenspannungsgenerator (11) eine Rampenspannung (VR) liefert.
  10. DSL-System (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Schaltungsanordnungen (1) auf einer Linecard mit einem Linecard-Controller als DSL-Steuereinrichtung (102) angeordnet sind.
  11. DSL-System (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen eines unsymmetrischen Leitungsfehlers der jeweiligen Zweidrahtleitung (a, b) nacheinander verschiedene Testimpedanzen (122, 122', 122'', 123, 123', 123'') und Testsignale an die Zweidrahtleitung (a, b) gekoppelt werden.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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