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Dokumentenidentifikation DE60034457T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001198144
Titel Modulares und erweiterbares Telekommunikationssystem
Anmelder Nvidia International, Inc., Saint Michael, BB
Erfinder Penet, Xavier, 67400 Illkirch Graffenstaden, FR
Vertreter Maiwald Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80335 München
DE-Aktenzeichen 60034457
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.10.2000
EP-Aktenzeichen 004402764
EP-Offenlegungsdatum 17.04.2002
EP date of grant 18.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse H04Q 3/62(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04Q 1/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04Q 11/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Telekommunikationssysteme, insbesondere zusammengeschaltete und Übertragungssysteme oder Geräte und betrifft ein modulares erweiterbares Telekommunikationssystem.

In bestimmten ausgedehnten Organisationen mit ständig steigender Größe. wie zum Beispiel ein Hochschulgelände, ist es erforderlich, das Telekommunikationssystem modular zu strukturieren und die verschiedenen dezentralen Module des Systems funktional zusammengeschaltet zu halten.

Ferner muss für den Systemmanager und den Installateur sowie für die Endnutzer alles transparent bleiben, ohne Unterschied für Schnittstellen von Haupt- und Satellitenmodulen, und das gleiche Niveau von Funktionalitäten und Leistungen sollte von allen der Module oder Gehäuse, die das System bilden, bereitgestellt werden.

Ein einfaches Verteilen der verschiedenen Gehäuse oder Module auf dem Hochschulgelände unter Berücksichtigung dieser Bedingungen ist ein wichtiger Faktor für den Endpreis der ausgewählten Lösung, und die Suche nach nahtloser (transparenter) Installation und eben solchem Betrieb (ohne Unterscheidung) zwischen den Haupt- und Nebenmodulen scheint der vielversprechendste Ansatz.

Das oben erwähnte technische Problem ergibt sich in der Konzeption von Fernsprechnebenstellenanlage (PABX) sowie, wenn man drahtlose Basisstationen (zum Beispiel drahtlose Systeme, die die DECT-Technik verwenden) anschließt.

Gemäß dem früheren Stand der Technik ist es bekannt, mehrere Typen von Verbindungen zu verwenden und entsprechende spezifische Schnittstellen, um einen vollen Anschluss zwischen den verschiedenen Modulen herzustellen, das heißt eine spezifische Verbindung für die Sprach-/Datenübertragung, eine weitere für die Signalgebung, eine weitere zur Synchronisation und noch eine für Rückstellzwecke, was viele Kabel zum Herstellen der Verbindungen erfordert.

Das Dokument EP-0 006 133 offenbart zum Beispiel verschiedene mögliche Konfigurationen für ein erweiterbares System.

Es ist auch bekannt, einige der vorhergehenden Verbindungen zu kombinieren, um die Anzahl von Verbindungsdrähten zu verringern, es existiert jedoch keine globale Lösung.

Eine digitale Mietleitung für Sprache/Daten und Signalisierung wurde daher vorgeschlagen. Eine solche Mietleitung bedeutet jedoch den Einsatz eines Netzwerkprotokolls und daher erfolgt eine Unterscheidung zwischen Abonnenten, die an die verschiedenen Module angeschlossen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, zumindest einige der oben genannten Nachteile und Einschränkungen zu meistern.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher in der Hauptsache ein modulares erweiterbares Telekommunikationssystem, wie zum Beispiel eine Fernsprechnebenanlage (PABX), die ein Haupt- oder Primärgehäuse und mindestens ein Erweiterungs- oder Nebengehäuse aufweist, das dezentral gelegen ist oder nicht, und die miteinander zusammengeschaltet sind, um ein erweitertes Telekommunikationssystem mit gesteigerten Anschlussmöglichkeiten für Nebenstellen oder Verbindungsleitungen zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgehäuse und jedes der Erweiterungsgehäuse eine Übertragungsschnittstelleneinheit aufweisen, die das Anschließen des oder der Erweiterungsgehäuse an das Hauptgehäuse über einen einzigen Übertragungsweg, der Sprach-/Datenkanäle überträgt und lokale Signalgebung oder Signalgebung mit niedrigem Niveau erlaubt, um zumindest gegenseitige Synchronisation und Taktrückgewinnung für alle zusammengeschalteten Gehäuse durchzuführen, wobei das Hauptgehäuse insbesondere eine steuernde Taktgebervorrichtung, eine CPU (Steuerprozessoreinheit) zum Ausführen einer Anwendung und einen digitalen Signalprozessor DPS zum Routen der Mitteilungen höheren Niveaus, die von der CPU in Abhängigkeit von der physikalischen Lage des Zielgehäuses ausgegeben werden, aufweist.

Die vorliegende Erfindung wird besser dank der folgenden Beschreibung und Zeichnungen einer Ausführungsform der Erfindung verstanden, die als nicht einschränkendes Beispiel vorgestellt wird, und in welcher:

1 eine schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds des erfindungsgemäßen Systems ist, das aus einem Hauptgehäuse oder -modul besteht, das mit zwei Erweiterungsgehäusen oder -modulen verbunden ist,

2 eine schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds ist, das die funktionale Zusammenschaltung der Übertragungsschnittstelleneinheiten des Systems der 1 zeigt,

3 eine vereinfachte schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds der Hauptbauteile des Hauptgehäuses und eines Erweiterungsgehäuses, das mit Letzterem verbunden ist, ist,

4 ein schematisches Diagramm ist, das eine mögliche Struktur der Hochgeschwindigkeitsverbindung zeigt,

5 eine schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds ist, das die Hauptfunktionsbauteile des Hauptgehäuses zeigt,

6 eine schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds ist, das die Hauptfunktionsbauteile des Erweiterungsgehäuses zeigt,

7 eine schematische Darstellung in der Form eines Blockschaltbilds der System-(CPU + zwei APU)-Abschaltkette ist,

8 eine schematische Darstellung in der Form eines funktionalen Blockschaltbilds der System-(CPU + eine APU) Rückstellkette ist.

In den anliegenden Figuren ist ein modulares erweiterbares Telekommunikationssystem gezeigt, wie zum Beispiel eine Fernsprechnebenstellenanlage (PABX), das ein Haupt- oder Primärgehäuse oder -modul 1 und mindestens ein Erweiterungs- oder Sekundärgehäuse oder -modul 2 aufweist, dezentral liegend oder nicht, die miteinander zusammengeschaltet sind, um ein erweitertes Telekommunikationssystem mit gesteigerten Verbindungsmöglichkeiten für Erweiterungen und Verbindungsleitungen zu erzielen.

Erfindungsgemäß weisen das Hauptgehäuse 1 und jedes der Erweiterungsgehäuse 2 eine Übertragungsschnittstelleneinheit 3, 3' auf, die das Anschließen des oder der Erweiterungsgehäuse 2 an das Hauptgehäuse 1 über eine einzige Übertragungsverbindung 4 erlaubt, die Sprach-/Datenkanäle und Signalisierung mit niedrigem Niveau zum Ausführen mindestens der gegenseitigen Synchronisation und Taktrückgewinnung für alle zusammengeschalteten Gehäuse 1 und 2 überträgt, wobei das Hauptgehäuse 1 insbesondere eine steuernde Taktgebervorrichtung 5, eine CPU 6 zum Ausführen der Anwendung und einen digitalen Signalprozessor DSP 7 zum Routen der Mitteilungen höheren Niveaus, die von der CPU in Abhängigkeit von der physikalischen Lage des Zielgehäuses ausgegeben werden, aufweist.

Die Signalgebung mit niedrigem Niveau ist daher mit dem Steuerkanal jedes Erweiterungsgehäuses 2 verbunden, um alle externen Verbindungsschnittstellen (Erweiterungen und Verbindungsleitungen) gleich zu handhaben, ungeachtet ihrer Lage (Haupt- oder Erweiterungsgehäuse). Die gesamte Anwendung läuft in dem Hauptgehäuse 1, nur um die physikalische Position (echte „plug and phone"-Lösung) zu verbergen, während das Initialisieren und die Signalgebung mit niedrigem Niveau auf jedem Gehäuse 1 und 2 verteilt werden (keine Einschränkung für die Benutzer von Erweiterungsgehäusen).

Wie aus 2 ersichtlich, wird das Telekommunikationssystem nämlich von einer einzigen CPU 6 getrieben. Die grundlegende Software sowie die jeweiligen Anwendungssoftwareprogramme werden in das Hauptgehäuse 1 geladen, und nur das grundlegende Eingangs-/Ausgangssystem wird in das oder die Erweiterungsgehäuse 2 geladen.

Unter den möglichen Anwendungen, die durch das erfindungsgemäße Telekommunikationssystem umgesetzt werden können, könnte man zum Beispiel die Rufabwicklung, Sprachtelefondienst, Sprache über Internet (VoIP) sowie grundlegenden oder kompletten Internetzugang erwähnen, insbesondere abhängig von den Dienstleistungen, die die Benutzer brauchen, und von der CPU-Leistung.

Wie in den 2, 5 und 6 gezeigt, besteht jede Übertragungsschnittstelleneinheit 3, 3' aus einem anwendungsspezifischen Schaltkreis ASIC 7', 8', verbunden mit einem entsprechendem digitalen Signalprozessor DSP 7, wobei der DSP 7 des Hauptgehäuses 1 das Umschalten aller Verbindungen aller Gehäuse 1 und 2 steuert.

Erfindungsgemäß ist jede Schnittstelleneinheit 3, 3' zum Verbinden durch einen Übertragungsweg 4 geeignet, der aus einer Hochgeschwindigkeitsverbindung besteht, die aus zwei Paaren ausgeführt ist und PCM-Zeitmultiplex für Sprach-/Datenübertragung verwendet.

Vorzugsweise weist jede Übertragungsschnittstelleneinheit 3, 3' Mittel auf, die Synchronisation mit der Taktrückgewinnung und Rahmenabgleichen, einen Steuerkanal des entsprechenden Erweiterungsgehäuses 2, dezentrales Zurückstellen und Softwaredownloaden des Erweiterungsgehäuses 2, Unterstützung für die externe Schnittstellenbildung und Anschlussmittel für Kurz- oder Langstreckenübertragung (HSL-Platine auf den 5 und 6, ebenfalls mit den physikalischen Treibern für den Übertragungsweg 4) und Leitungscodierung und/oder -verwürfelung bereitstellen.

4 zeigt schematisch die Typen von Daten oder Mitteilungen (und ihre entsprechenden Kanäle), die von der Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen dem Hauptgehäuse 1 (Master) und dem oder den Erweiterungsgehäusen (Slave) ausgeführt werden, nämlich Synchronisation und Taktrückgewinnung, Reset/Downloaden/Steuern (Wartung), Signalgebung und Benutzerdaten (PCM-Zeitmultiplex).

Erfindungsgemäß führt der Steuerkanal in jedem Erweiterungsgehäuse 2 alle Initialisierungs- und Wartungsfunktionen für das Gehäuse 2 aus. Ferner werden die Synchronisation und die Taktrückgewinnung in diesen Gehäusen automatisch ausgeführt, sobald das entsprechende Erweiterungsgehäuse 2 an das Hauptgehäuse 1 angeschlossen wird.

Die 3, 5 und 6 der Zeichnungen zeigen beispielhaft die funktionalen Hauptbauteile, die in das Hauptgehäuse 1 (5) und in jedes der Erweiterungsgehäuse (6) eingebaut sind, sowie ihre Anordnung und Verbindungen.

Das Hauptgehäuse 1 kann zum Beispiel eine Steuerverarbeitungseinheit 6 (CPU) und zwei Anwendungsprozesseinheiten 6' (APU) aufweisen, die alle auf dem gleichen Prozessortyp (zum Beispiel ASPEN) basieren.

Die eine oder mehreren APUs 6' können auch in eines oder mehrere der Erweiterungsgehäuse 2 in Form von Platinen montiert werden, die in entsprechenden Schlitzen des oder der Gehäuse 2 installiert werden.

Der Aufbau und die Struktur der APU 6 sind ähnlich wie die des Hauptgehäuses oder der Host-CPU 6, wie in 5 dargestellt, und der Fachmann kann zum Beispiel auch die Beschreibung solcher Einheiten berücksichtigen, wie sie in der europäischen Patentanmeldung Nr. 00440050.3 vom 21. Februar 2000 auf den Namen der Anmelderin erwähnt sind.

Ferner ist zu bemerken, dass 1 und 2 zwar nur parallele Verbindungen zwischen dem Hauptgehäuse und den Erweiterungsgehäusen 2 zeigen, dass es aber auch möglich ist, die Erweiterungsgehäuse 2 in Serie anzuschließen, mit einem Kaskadentypanschluss, wobei das abschließende Erweiterungsgehäuse 2 mit dem Erweiterungsgehäuse 2, das mit dem Hauptgehäuse 1 verbunden ist, durch eine Slaveverbindung (siehe 6), verbunden ist.

Ebenfalls kann je nach den gegebenen Umständen, den erforderlichen Dienstleistungen und den Erfordernissen der verschiedenen Gehäuse nur das Hauptgehäuse 1 an das PSTN- und/oder ISDN-Netzwerk angeschlossen sein, oder, als eine Alternative, mehrere oder alle Gehäuse 1, 2 können an die Netzwerke (1) angeschlossen sein.

Wenn ferner ein lokales drahtloses Kommunikationssystem verwendet wird, das mehrere Basisstationen aufweist, kann jede der Letzteren mit einem unterschiedlichen Gehäuse 1, 2 verbunden werden, die sich in gegenseitig entfernten Lagen befinden, um das Gebiet, das von dem drahtlosen System gedeckt wird, zu erweitern.

Das Hauptgehäuse 1 weist auch einen Abschaltknopf oder -schalter 11 auf, der mit einer entsprechenden Abschaltkette (siehe 7) verbunden ist, die eine selektive Abschaltfunktion über eine ASL (Asynchronous Serial Link)-Mitteilung für die Anwendungsverarbeitungseinheiten 6' ausführen kann. Eine ähnliche selektive Funktion kann für das „Reset" dieser Einheiten 6' bereitgestellt werden (siehe 8), beide unter der Steuerung des OBC-(On Board Controller)-Kartencontrollers.

Das Aktivieren der Abschaltfunktion erfolgt unter Steuerung des Benutzers oder wird durch das Ende der Batteriestützung ausgelöst und direkt von der Stromversorgung gehandhabt. Alle Prozessoreinheiten 6, 6' sind direkt mit dem Abschaltsignal verbunden, das von der Stromversorgung ausgegeben wird (Auslösen einer so genannten Non Maskable Interrupt-Prozedur auf CPU- und APU-Platinen – auf APU-Platinen ist das Abschaltsignal mit dem Rückplatten-Zurückstellen OR-verdrahtet). Die Stromversorgung schaltet ab, wenn entsprechende positive Antworten von allen Prozessoreinheiten 6, 6' empfangen wurden oder nach einem Timeout (zum Beispiel fünf Minuten), wenn eine Platine blockiert ist. Der Abschaltschalter oder -knopf 11 wird auch zum Neustarten des ganzen Systems verwendet.

Die anwendungsspezifischen Schaltkreise ASIC 7' und 8' des Haupt- und Erweiterungsgehäuses 1 und 2 haben den gleichen Aufbau und können im Wesentlichen, wie in den 5 und 6 gezeigt, eine Umschalteinheit 12, eine DUART (Dual Universal Asynchronous Receiver Transmitter)-Sendeempfangsbausteineinheit mit zwei Kanälen 13, eine PCM-Multiplex/Demultiplexeinheit 14, eine PCI/DSP-Brücke 15 und ADPCM (Adaptative Pulse Code Modulation)-Pulscodemodulationseinheit mit differenzierter Anpassung und HDLC (High-Level Data Link Control)-Einheit 16 aufweisen.

Vorzugsweise ist der Rückplattenträger 9 zum Anschließen aller Schnittstellenplatten (Erweiterung und Verbindungsleitungen) oder Anwendungsplatinen 6' für alle Gehäuse 1 und 2 gleich (Anschlussstellen 10).

Um das Telekommunikationssystem sehr flexibel an verschiedene Konfigurationen und Installationsgrößen anpassen zu können, können die Gehäuse 1, 2 je nach ihrer Anzahl von Anschlussstellen unterschiedliche Größe haben. Vorteilhaft kann ein grundlegendes Standardgrößengehäuse (hinsichtlich der Anzahl von Anschlussstellen und der physikalischen Größe des Gehäuses) bereitgestellt werden, und verschiedene Weiterentwicklungen dieses grundlegenden Gehäuses (zwei, drei, vier Mal oder darüber die Größe des grundlegenden Gehäuses).

Erfindungsgemäß wird ein modulares erweiterbares System basierend auf einem Hauptgehäuse und mindestens einem Erweiterungsgehäuse, die miteinander verbunden sind, bereitgestellt, wobei ein bestimmter Übertragungsweg alle erforderlichen Merkmale bereitstellt, um ein oder mehrere weitere Gehäuse an dem Hauptgehäuse auf echte „Plug and Phone"-Art zu verbinden. Das daraus hervorgehende zusammengesetzte System wird vom Gesichtspunkt des Benutzers als einzelnes System (Merkmale und Leistungen) gesehen.

Die vorliegende Erfindung verwendet eine einfache Vorgehensweise zum Steigern der Systemkapazität nur durch Hinzufügen von Erweiterungsgehäusen 2 über den Übertragungsweg 4. Jede Erweiterung über den Übertragungsweg stellt eigentlich eine Erweiterung der Rückplatine 9 des Gehäuses 1 bereit, um das Anschließen mehrerer Schnittstellen für Erweiterungen und Verbindungsleitungen (mehr Anschlussstellen) zu erlauben. Die Erweiterungsgehäuse 2 können zu dem Hauptgehäuse 1 dezentral liegen und mit Letzterem durch einen Übertragungsweg 4 verbunden sein, der aus einem elektrischen Kabel (kurze Entfernung) oder einem Lichtleitfaserkabel (lange Entfernung) besteht.

Zu bemerken ist, dass die von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Lösung auch für die Erweiterung drahtloser Basisstationen (DECT) geeignet ist, da aufgrund der Synchronisations- und Rahmenabgleichvorgehensweisen eine nahtlose Weiterreichung von einem Gehäuse zum nächsten möglich ist.

Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die bevorzugte Ausführungsform, die hier beschrieben dargestellt ist, beschränkt, Änderungen können erfolgen oder Gleichwertiges kann verwendet werden, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]
Modular erweiterbares Telekommunikationssystem, wie zum Beispiel eine Fernsprechnebenstellenanlage (PABX), die ein Haupt- oder Primärgehäuse und mindestens ein Erweiterungs- oder Nebengehäuse, das dezentral gelegen ist oder nicht, aufweist, die miteinander zusammengeschaltet sind, um ein erweitertes Telekommunikationssystem mit gesteigerten Anschlussmöglichkeiten für Nebenstellen oder Verbindungsleitungen zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgehäuse (1) und jedes der Erweiterungsgehäuse (2) eine Übertragungsschnittstelleneinheit (3, 3') aufweist, die das Anschließen des oder der Erweiterungsgehäuse (2) an das Hauptgehäuse (1) über einen einzigen Übertragungsweg (4), der Sprach-/Datenkanäle überträgt, und lokale Signalgebung oder Signalgebung mit niedrigem Niveau erlaubt, um zumindest gegenseitige Synchronisation und Taktrückgewinnung für alle zusammengeschalteten Gehäuse (1 und 2) durchzuführen, wobei das Hauptgehäuse (1) insbesondere eine steuernde Taktgebervorrichtung (5), eine CPU (6) zum Ausführen einer Anwendung und einen digitalen Signalprozessor (7) zum Routen der Mitteilungen höheren Niveaus, die von der CPU (6) in Abhängigkeit von der physikalischen Lage des Zielgehäuses (2) ausgegeben werden, aufweist. Modular erweiterbares Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Übertragungsschnittstelle (3, 3') aus einem anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC) (7', 8') besteht, der zu einem entsprechenden digitalen Signalprozessor (DSP) (7, 8) gehört, wobei der digitale Signalprozessor (7) des Hauptgehäuses (1) das Schalten aller externen Anschlüsse aller Gehäuse (1 und 2) steuert. Modular erweiterbares Telekommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schnittstelleneinheit (3, 3') für den Anschluss durch einen Übertragungsweg (4) geeignet ist, der aus einer Hochgeschwindigkeitsverbindung besteht, die aus 2 Paaren realisiert ist und PCM-Zeitmultiplex für Sprach-/Datenübertragung verwendet. Modular erweiterbares Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Übertragungsschnittstelleneinheit (3, 3') Mittel aufweist, die Synchronisation mit der Taktrückgewinnung und Rahmenabgleichen, einen Steuerkanal des entsprechenden Erweiterungsgehäuses (2), dezentrales Zurückstellen und Softwaredownloaden des Erweiterungsgehäuses (2), Unterstützung (9) für die externe Schnittstellenbildung und Anschlussmittel für Kurz- oder Langstreckenübertragung und Leitungscodierung und/oder Verwürfelung bereitstellen. Modular erweiterbares Telekommunikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkanal in jedem Erweiterungsgehäuse (2) alle Initialisierungs- und Wartungsfunktionen für das Gehäuse (2) ausführt, und dass die Synchronisation und Taktrückgewinnung automatisch ausgeführt werden, sobald das entsprechende Erweiterungsgehäuse (2) an das Hauptgehäuse (1) angeschlossen ist. Modular erweiterbares Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (1.2) in Abhängigkeit von ihrer Anzahl von Anschlussstellen unterschiedliche Größen haben.






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