DE69923237T2 - Vorrichtung und verfahren zur implementierung eines heimnetzwerks durch filtrieren der isdn-basierten signale - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur implementierung eines heimnetzwerks durch filtrieren der isdn-basierten signale Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Netz-Interfaces und insbesondere Verfahren und Systeme zum Steuern der Übermittlung von Daten zwischen mit einem Telefonleitungsmedium verbundenen Netzstationen.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei Lokalnetzen werden Netzkabel oder andere Medien zum Verbinden von Stationen mit dem Netz verwendet. Bei jeder Netzarchitektur wird eine Medienzugriffssteuerung (MAC) verwendet, mit der Netz-Interface-Karten an jeder Station gemeinsam auf die Medien zugreifen können.
  • Bei herkömmlichen Lokalnetzarchitekturen werden Medienzugriffskontroller verwendet, die gemäß dem Halbduplex- oder Vollduplex-Ethernet- (ANSI/IEEE-Standard 802.3-) Protokoll unter Verwendung eines vorgeschriebenen Netzmediums, wie z.B. 10 BASE-T, arbeiten. Bei neueren Betriebssystemen ist es erforderlich, dass eine Netzstation in der Lage ist, das Vorhandensein des Netzes zu detektieren. In einer Ethernet 10 BASE-T-Umgebung wird das Netz durch Übermitteln eines Verbindungsimpulses durch einen Real-Schicht(PHY-) Sendeempfänger detektiert. Der periodische Verbindungsimpuls auf den 10 BASE-T-Medien wird von einem PHY-Empfänger detektiert, der das Vorhandensein einer weiteren Netzstation, die auf dem Netzmedium übermittelt, anhand der Detektion der periodischen Verbindungsimpulse feststellt. Somit ist ein PHY-Sendeempfänger an einer Station A in der Lage, ohne Übermittlung oder Empfang von Datenpaketen das Vorhandensein einer Stati on B zu detektieren, und zwar durch Empfang von Verbindungsimpulsen von dem PNY-Sender an Station B auf dem 10 BASE-T-Medium.
  • Es werden Bemühungen unternommen, eine Architektur zu entwickeln, die es ermöglicht, dass Computer unter Verwendung herkömmlicher Twisted-Pair-Telefonleitungen anstelle von etablierten Lokalnetzmedien, wie z.B. 10 BASE-T, miteinander verbunden werden. Eine solche Anordnung, die hier als Haus-Netzumgebung bezeichnet wird, bietet den Vorteil, dass eine in einem Haus bestehende Telefonverkabelung zum Implementieren einer Haus-Netzumgebung benutzt werden kann. Telefonleitungen weisen jedoch aufgrund von durch im Haus vorhandene elektrische Vorrichtungen, beispielsweise Dimmer-Schalter, Transformatoren von Haushaltsgeräten etc., verursachten Störgeräuschen ein inhärentes Rauschen auf. Ferner weisen Twisted-Pair-Telefonleitungen Einschaltschwankungen aufgrund von Auflegen und Abnehmen sowie Rauschimpulsen von den Standard-POTS-Telefonen und elektrischen Systemen, wie z.B. Heiz- und Klimaanlagensystemen etc., auf.
  • Ein zusätzliches Problem bei Telefonverdrahtungsnetzen besteht darin, dass der Signalzustand (d. h. die Form) einer übermittelten Wellenform zum großen Teil von der Verdrahtungs-Topologie abhängt. Zahlreiche Zweiganschlüsse in dem Twisted-Pair-Telefonleitungsmedium sowie die unterschiedlichen dazugehörigen Längen der Zweigverbindungen können zu zahlreichen Signalreflexionen auf einem übermittelten Netzsignal führen. Die Telefonverdrahtungs-Topologie kann bewirken, dass das Netzsignal von einer Netzstation eine Spitzenspannung in der Größenordnung von 10 bis 20 Millivolt aufweist, während Netzsignale von einer anderen Netzstation einen Wert in der Größenordnung von einem bis zwei Volt aufweisen können. Somit können die Amplitude und die Form eines empfangenen Impulses derart verzerrt sein, dass die Rückgewinnung eines Übermittlungstakts oder von Übermittlungsdaten aus dem empfangenen Impuls äußerst schwierig wird.
  • Ein weiteres Problem bei europäischen Telefonsystemen liegt in der Verwendung einer Netzanschluss-Basiszugriffs- (NTBA-) Vorrichtung als Interface zwischen den Räumlichkeiten eines Kunden und einer Zentralstelle des öffentlichen Telefonnetzes zum Übermitteln von Integrated Services Digital Network- (ISDN-) basierten Signalen. Insbesondere bilden NTBA-Vorrichtungen ein 2-adriges ISDN-Signal von einer Zentralstelle auf einen 4-adrigen SO-Bus mit einem 2-adrigen Sendeweg und einem 2-adrigen Empfangsweg zum Senden und Empfangen der ISDN-basierten Signale in sämtlichen Räumlichkeiten des Kunden ab. Die ISDN-basierten Signale erzeugen Harmonischenreflexionen auf dem S0-Bus, die eine beträchtliche Interferenz mit den höherfrequenten Netzsignalen hervorrufen. Ferner interferiert der Nulldurchgang eines ISDN-basierten Signals beträchtlich mit den übermittelten Netzsignalen, wodurch das übermittelte Netzsignal aufgrund der harten Bedingungen auf dem 4-adrigen-S0-Signalbus unbrauchbar wird.
  • ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Es besteht Bedarf an einer Anordnung zum Verbinden von Computerendstationen in einem Haus-Telefonnetz mit einer Netzanschluss-Basiszugriffs(NTBA-) Vorrichtung zum Senden von ISDN-basierten Signalen auf einem 4-adrigen Bus.
  • Es besteht ferner Bedarf an einer Anordnung zum Implementieren eines Haus-Computernetzes in ISDN-basierten Räumlichkeiten eines Kunden zum Senden und Empfangen von ISDN-basierten Signalen auf einem 4-adrigen S0-Bus.
  • Diese und weitere Anforderungen werden mit der vorliegenden Erfindung erfüllt, wobei ein Tiefpassfilter mit einem 2-adrigen Sendeweg zum Dämpfen von Harmonischen von ISDN-basierten Signalen, die mit übermittelten Netzdatensignalen interferieren, gekoppelt ist. Das Tiefpassfilter verzögert ferner die ISDN-basierten Signale relativ zu den Netzdatensignalen, um eine Interferenz durch die ISDN-basierten Signalen zu minimieren.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere durch ein Verfahren zum Implementieren eines Lokalnetzes in einem Haus-Telefonnetz gemäß Anspruch 1 und ein Lokalnetz nach Anspruch 6 definiert.
  • In W0-A-9711534 ist ein Telekommunikationsnetz zum gleichzeitigen Übermitteln von digitalen Breitband-ADSL-Signalen und digitalen Basisband-ISDN-Signalen über eine zweiadrige Leitung beschrieben. In dieser zweiadrigen Leitung und getrennt von dem ISDN-Netzanschluss des Teilnehmers sind ein Hochpassfilter für die ADSL-Signale und ein Tiefpassfilter für die ISDN-Signale vorgesehen. Das Tiefpassfilter filtert auch Selektorimpulse, Rufspannungen und durch die Stromversorgung des Teilnehmers hervorgerufenes Rauschen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Computernetz eine Netzanschluss-Basiszugriffs- (NTBA-) Vorrichtung zum Senden und Empfangen von ISDN-basierten Signalen zu und von einem öffentlichen geschalteten Telefonnetz, einen vieradrigen Bus mit einem zweiadrigen Sendeweg und einem zweiadrigen Empfangsweg zum Senden und Empfangen von ISDN-basierten Signalen zwischen der NTBA-Vorrichtung und einer ISDN-Einrichtung in den Räumlichkeiten einen Kunden, erste und zweite Endstationen zum Austauschen von Netzdatensignalen mit Frequenzen, die wesentlich höher sind als die der ISDN-basierten Signale auf dem zweiadrigen Sendeweg und/oder dem zweiadrigen Empfangsweg, und ein Tiefpassfilter auf. Das Tiefpassfilter ist mit dem zweiadrigen Sendeweg gekoppelt, um die ISDN-basierten Signale zu leiten und Harmonischen-Signale der ISDN-basierten Signale im wesentlichen bei den Frequenzen der Netzdatensignale auszufiltern, um ein Übermitteln der Netzdatensignale über den zweiadrigen Sendeweg und/oder den zweiadrigen Empfangsweg zu ermöglichen.
  • Weitere Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung aufgeführt und teilweise für Fachleute auf dem Sachgebiet beim Lesen des Folgenden offensichtlich oder von diesen bei der Durchführung der Erfindung erfahren. Die Vorteile der Erfindung werden durch die insbesondere in den beiliegenden Patentansprüchen genannten Angaben und Kombinationen realisiert und erreicht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gleiche Elemente sind. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines in dem Räumlichkeiten eines Kunden implementierten Computernetzes mit einer ISDN-basierten Verdrahtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer von dem in 1 gezeigten Tiefpassfilter an den ISDN-basierten Signalen relativ zu den Netzdatensignalen durchgeführten Verzögerung.
  • BESTE ART DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines unter Verwendung von ISDNbasierten Signalen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Haus-Umgebung implementierten Ethernet- (IEEE 802.3) Lokalnetzes 10. Gemäß 1 weist die Haus-Umgebung eine Netzanschluss-Basiszugriffs(NTBA-) Vorrichtung 12 zum Senden und Empfangen von Integrated Services Digital Network- (ISDN-) Signalen über ein zweiadriges Twisted-Pair zu und von einem öffentlichen geschalteten Telefonnetz auf. Wie auf dem Sachgebiet bekannt, ist die NTBA-Vorrichtung 12 zum Ausgeben von Signalen auf einem 4-adrigen SO-Bus 14 mit 2 Adern für einen Sendeweg 16 und 2 Adern für einen Empfangsweg 18 vorgesehen. Der S0-Bus 14, der typischerweise in europäischen Haushalten implementiert ist, kann mehrere Anschlüsse oder parallel zu dem SO-Bus 14 geschaltete und von diesem abgehende "Abgriffe" 20 aufweisen.
  • Bei herkömmlichen Netztechnologien wird ein Twisted-Pair-Medium der Kategorie 5 zum Übermitteln von Netzsignalen in Form von Differentialsignalen verwendet. Bei der offenbarten ISDN-Umgebung bildet jedoch die NTBA 12 die ISDN-Signale auf einem 2-adrigen Sendeweg 16 und einem 2-adrigen Empfangsweg 18 ab. Wie auf dem Sachgebiet bekannt, reflektiert der Empfangsweg 18 das auf dem Sendeweg 16 übermittelte ISDN-Signal mit einer 2-Bit-Beabstandung relativ zu der ISDN-Taktfrequenz von ungefähr 200 kHz (z.B. 192 kHz). Somit sind aufgrund des hohen ISDN-Rauschpegels in der für das Haus-Netz verwendeten Frequenz, von der Haus-Telefonnetz-Firmenallianz als Haus-PNA bezeichnet, Übermittlungen von Haus-PNA-Daten auf dem ISDN-S0-Bus 14 normalerweise nicht möglich.
  • Gemäß der offenbarten Ausführungsform ist ein Tiefpassfilter 30 in dem Sendeweg 16 der NTBA 12 installiert. Das Tiefpassfilter 30 weist eine Induktivität 32 und einen Kondensator 34 auf, der das von den Harmonischen des 192 kHz-ISDN-Signals hervorgerufenen Hochfrequenzrauschen dämpft. Somit sind der Sendeweg 16 und der Empfangsweg 18 frei von Hochfrequenz-Harmonischen, die Heim-Netz-Signale zwischen Stationen 22a und 22b beeinflussen können. Gemäß 1 weisen die Stationen 22a und 22b 2-adrige Verbindungen auf dem Empfangsweg 18 auf.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der von dem Filter 30 eingebrachten Verzögerung. Gemäß 2 bringt das Filter 30 eine Verzögerung 40 ein. Diese Verzögerung stellt sicher, dass die Nulldurchgänge 46 der ISDN-Signale 42 die Netzdatensignale auf dem Empfangsweg 18 keinem Offset unterziehen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den derzeit praktikabelsten und bevorzugtesten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass diese im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen umfasst, die im Umfang der beiliegenden Patentansprüche enthalten sind.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Implementieren eines LAN-Netzes (10) in einem Haus-Telefonnetz, wobei das Telefonnetz eine NTBA-Vorrichtung (12) zum Senden und Empfangen von ISDN-basierten Signalen zu und von einem öffentlichen geschalteten Telefonnetz und einen vieradrigen Bus (14) mit einem zweiadrigen Sendeweg (16) und einem zweiadrigen Empfangsweg (18) zum Senden bzw. Empfangen von ISDN-basierten Signalen zwischen der NTBA-Vorrichtung (12) und Abgriffeinrichtungen (20a, 20b) entlang dem vieradrigen Bus aufweist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Anschließen eines Tiefpassfilters (30) zum Leiten von ISDN-basierten Signalen zwischen den beiden Adern des zweiadrigen Sendewegs (16) der NTBA-Vorrichtung (12) und Zurückweisen von Harmonischen dieser Signale; und Übermitteln von Netzdatensignalen, die höhere Frequenzen aufweisen als die ISDN-basierten Signale, über den zweiadrigen Sendeweg (16) und/oder den zweiadrigen Empfangsweg (18) zwischen den Abgriffeinrichtungen (20a, 20b), wobei das Tiefpassfilter (30) ferner die ISDN-basierten Signale relativ zu den Netzdatensignalen verzögert, um eine Interferenz durch die ISDN-basierten Signale zu minimieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verzögern der ISDN-basierten Signale das Verzögern eines Nulldurchgangs der ISDN-basierten Signale um ein Zeitintervall relativ zu den Netzdatensignalen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Übermittlungsschritt das Übermitteln der Netzdatensignale auf dem zweiadrigen Empfangsweg (18) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Übermittlungsschritt das Übermitteln der Netzdatensignale bei einer Frequenz von mindestens 7,5 MHz umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die ISDN-basierten Signale bei einer Frequenz von 192 kHz auf dem zweiadrigen Sendeweg (16) übermittelt werden.
  6. LAN-Netz (10) mit: einer NTBA-Vorrichtung (12) zum Senden und Empfangen von ISDNbasierten Signalen zu und von einem öffentlichen geschalteten Telefonnetz; einem vieradrigen Bus (14) mit einem zweiadrigen Sendeweg (16) und einem zweiadrigen Empfangsweg (18) zum Senden und Empfangen der ISDN-basierten Signale zwischen der NTBA-Vorrichtung (12) und einer ISDN-Teilnehmereinrichtung; gekennzeichnet durch erste und zweite Endstationen (22a, 22b), die zum Austauschen von Netzdatensignalen mit Frequenzen, die höher sind als die der ISDN-basierten Signale, vorgesehen sind und mit dem zweiadrigen Sendeweg (16) und/oder dem zweiadrigen Empfangsweg (18) verbunden sind (20a, 20b); und ein mit dem zweiadrigen Sendeweg (16) der NTBA-Vorrichtung (12) gekoppeltes Tiefpassfilter (30) zum Leiten der ISDN-basierten Signale und Ausfiltern von Harmonischen-Signalen der ISDN-basierten Signale bei den Frequenzen der Netzdatensignale, um ein Übermitteln der Netzdatensignale über den zweiadrigen Sendeweg (16) und/oder den zweiadrigen Empfangsweg (18) zu ermöglichen, wobei das Tiefpassfilter (30) zum Verzögern der ISDN-basierten Signale relativ zu den Netzdatensignalen vorgesehen ist, um eine Interferenz durch die ISDN-basierten Signale zu minimieren.
  7. LAN-Netz nach Anspruch 6, bei dem die ersten und zweiten Endstationen (22a, 22b) mit dem zweiadrigen Empfangsweg (18) gekoppelt sind und die Netzdatensignale über den zweiadrigen Empfangsweg (18) übermitteln.
  8. LAN-Netz nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Endstationen (22a, 22b) die Netzdatensignale bei einer Frequenz von mindestens 7,5 MHz empfangen und übermitteln.
  9. LAN-Netz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die NTBA-Vorrichtung (12) die ISDN-basierten Signale bei einer Frequenz von 192 kHz auf dem vieradrigen S0-Bus (14) sendet und empfängt.
DE69923237T 1999-04-15 1999-08-25 Vorrichtung und verfahren zur implementierung eines heimnetzwerks durch filtrieren der isdn-basierten signale Expired - Lifetime DE69923237T2 (de)

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