DE19740721A1

DE19740721A1 - Data signal transmission method for analogue subscriber lines

Info

Publication number: DE19740721A1
Application number: DE1997140721
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Kunisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: CN1203647C; DE19740721B4; CA2247550A1; BR9803454A; CN1213924A

Abstract

The transmission method involves using data signals which are modulated on a periodic carrier signal. The carrier signal has a frequency outside the speech signal band. The transmission is carried out via analogue subscriber line (TL) during the speech connection between a subscriber terminal (TEE) and a telephone exchange. Preferably the data signal contains authentification information for the subscriber. The carrier signal is provided by the periodic tariff pulse signal which is transmitted from the switching centre to the subscriber terminal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Da tensignalen auf analogen Teilnehmerleitungen zwischen einer Teilnehmerendeinrichtung und einer Fernsprechvermittlungs stelle, vorzugsweise während der Sprachsignalübertragung ei ner bestehenden Fernsprechverbindung.The invention relates to a method for the transmission of Da tens signals on analog subscriber lines between one Subscriber terminal and a telephone exchange place, preferably during the speech signal transmission egg ner existing telephone connection.

Für die Datenübertragung auf analogen Teilnehmerleitungen, die in erster Linie der Sprachsignalübertragung zwischen ei nem Fernsprechendgerät und der Fernsprechvermittlungsstelle dienen, kommen eine ganze Reihe verschiedener Verfahren zur Anwendung. Hier ist die Gleichstromsignalisierung zu erwäh nen, bei der die Datensignalübertragung durch Folgen von Schleifenunterbrechungen erfolgt, wobei eine symmetrische oder eine gegen Erde unsymmetrische Schleifensignalisierung vorgesehen sein kann. Es kommt ferner eine Wechselstromsigna lisierung in Frage, bei der Wechselstromsignale von 50 Hz un symmetrisch gegen Erde auf die Teilnehmerleitungsschleife eingekoppelt werden. Eine andere Datenübertragungsart ist die sogenannte DTMF-Signalisierung (Mehrfrequenzencodesignalisie rung), bei der die Signalisierinformationen mittels einer m aus n-Codierung von n Tonfrequenzsignalen gebildet werden. Schließlich sind noch sogenannte Modemübertragungen zu erwäh nen, für die binäre Datensignale in übertragungstechnisch vorteilhafte Leitungssignale umgewandelt werden, die den elektrischen Bedingungen analoger Verbindungen entsprechen, wozu im wesentlichen Frequenzmodulation, Phasendifferenzmodu lation und Quadraturamplitudenmodulation in Frage kommen.For data transmission on analog subscriber lines, which is primarily the speech signal transmission between egg nem telephone device and the telephone exchange serve a whole range of different procedures Application. DC signaling should be mentioned here NEN, in which the data signal transmission by following Loops are interrupted, with a symmetrical or loop signaling asymmetrical to earth can be provided. There is also an AC signal lization in question, with the AC signals of 50 Hz un symmetrical against earth on the subscriber line loop be coupled. Another type of data transfer is so-called DTMF signaling (multi-frequency code signaling tion), in which the signaling information is m are formed from n coding of n audio frequency signals. Finally, so-called modem transmissions should also be mentioned NEN, for the binary data signals in transmission technology advantageous line signals are converted, the correspond to the electrical conditions of analog connections, why essentially frequency modulation, phase difference mod lation and quadrature amplitude modulation come into question.

Die Gleichstromsignalisierung ist unvorteilhaft, da sie die Sprachübertragung stört. Die Wechselstromsignalisierung ist äußerst langsam und daher nur für bestimmte Arten von Daten übertragungen geeignet. Die beiden letztgenannten Verfahren zum Datenaustausch nutzen den Sprachfrequenzbereich und sind daher für eine gleichzeitige Übertragung von Daten und Spra che nicht geeignet. Insbesondere im Zusammenhang mit Funktio nen, die moderne Komfortteilnehmerendeinrichtungen bieten, besteht hierfür jedoch ein Bedarf.DC signaling is disadvantageous because it does Voice transmission interferes. The AC signaling is extremely slow and therefore only for certain types of data transfers suitable. The latter two procedures for data exchange use the voice frequency range and are therefore for a simultaneous transmission of data and language not suitable. Especially in connection with functio that offer modern comfort subscriber terminals, however, there is a need for this.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren zur Übertragung von Datensignalen auf analogen Teilnehmerlei tungen anzugeben,die auch während der Sprachsignalübertragung stattfinden kann, wobei ein solches Verfahren mit relativ ge ringem Aufwand implementiert werden können soll.The object of the invention is therefore a method for the transmission of data signals on analog subscriber lines to specify which also during the speech signal transmission can take place, such a method with relatively ge should be implemented with little effort.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is accomplished by a process with the characteristics of Claim 1 solved.

Es werden demgemäß in der Teilnehmeranschlußschaltung einer Fernsprechvermittlungsstelle und in der Teilnehmerendeinrich tung die Datensignale einem Signal mit periodischem Verlauf als Trägersignal aufmoduliert, dessen Frequenz außerhalb des Sprachbandes liegt und das zumindest in der Fernsprechver mittlungsstelle schon zu anderweitiger Verwendung erzeugt wird.Accordingly, one in the subscriber line circuit Telephone exchange and in the subscriber terminal device the data signals a signal with a periodic course modulated as a carrier signal, the frequency of which outside the Sprachbandes lies and that at least in the Telefonver agent already created for other use becomes.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann also auf eine schon vorhandene Infrastruktur zurückgegriffen werden.In the method according to the invention, one can already existing infrastructure can be used.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.Further embodiments of the invention are in the subclaims featured.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird als ein zur anderweiti gen Verwendung erzeugtes Signal ein zum Zwecke der Gebühren anzeige oder der Gebührenabbuchung beim Teilnehmer von der Vermittlungsstelle zur Teilnehmereinrichtung übertragenes Si gnal als das Trägersignal für die erfindungsgemäße Datenüber tragung herangezogen. According to a first embodiment, it is used as another signal generated for use for the purpose of fees notification or debiting of the participant from the Switch transferred to the subscriber facility Si gnal as the carrier signal for the data according to the invention used.

Um das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen zu können, ist in einer Vermittlungsstelle, in der eine Erzeugung und Übertra gung solcher Gebührensignale vorgesehen ist, also kein beson derer Hardwareaufwand zu treiben.In order to be able to use the method according to the invention, in an exchange in which generation and transmission Providing such fee signals is provided, so no special to drive their hardware expenditure.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Möglichkeit, neue Leistungsmerkmale zu bieten. So können gemäß einer Ausgestal tung der Erfindung als Datensignale während der Sprachsi gnalübertragung Informationen übertragen werden, die der Au thentifizierung der Teilnehmerendeinrichtungen dienen und die eine weitergehende Sicherheit gegen mißbräuchliche Benutzung von teilnehmerindividuellen Einrichtungen bieten, als Verfah ren, bei denen die Authentifizierung nur im Zuge des Verbin dungsaufbaus einer Fernsprechverbindung vorgenommen wird.The method according to the invention opens up the possibility of new ones Features to offer. So according to an Ausgestal device of the invention as data signals during Sprachsi Signal transmission information that the Au serve to identify the subscriber terminals and the further security against misuse offer from participant-specific facilities as a procedure where the authentication is only in the course of the connection establishment of a telephone connection is made.

Gemäß noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, die Gebühren anzeige oder die Gebührenabbuchung beim Teilnehmer zu spezi fizieren, worauf nachstehend noch kurz eingegangen wird.According to yet another embodiment of the invention the inventive method the possibility of the fees display or the debiting of the participant's speci ficate, which will be briefly discussed below.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen zweckmäßige Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seiner allgemeinen und in einer spezifischen Form, nämlich im Zusammenhang mit dessen Einsatz zur Teilneh merauthentifizierung.Further refinements of the invention relate to expedient ones Circuit arrangements for performing the invention Procedure in its general and in a specific Form, namely in connection with its use for participation authentication.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert.The invention will now be described by way of an embodiment game explained with reference to a figure.

In der Figur sind die im Zusammenhang mit der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens interessierenden Teile einer Teilnehmerendeinrichtung TEE sowie einer zu dieser Teilneh merendeinrichtung gehörenden Teilnehmerschaltung TSCH darge stellt, die Bestandteil einer nicht weiter gezeigten Fern sprechvermittlungsstelle ist. In the figure are those in connection with the explanation of the Parts of a method of interest according to the invention Subscriber terminal TEE and one for this participant Participating circuit belonging to the terminal device TSCH Darge represents that part of a remote not shown switch is.

Die Teilnehmerendeinrichtung TEE ist mit der Teilnehmeran schlußschaltung TSCH über eine Teilnehmerleitung TL verbun den.The subscriber terminal TEE is with the subscriber final circuit TSCH connected via a subscriber line TL the.

Die Teilnehmerendeinrichtung TEE umfaßt ein Fernsprechendge rät FEA, das analoge Sprachsignale sendet und empfängt, wes wegen es sich bei der erwähnten Teilnehmerleitung auch um ei ne sogenannte analoge Teilnehmerleitung handelt. Vom Fern sprechendgerät über die Teilnehmerleitung an die Teilnehmer anschlußschaltung TSCH übertragene analoge Sprachsignale wer den dort nach Durchlauf eines Sendeverstärkers Tx in einer Einrichtung AD zur Analog/Digital-Wandlung bzw. Digital/Ana log-Wandlung in Digitalsignale umgewandelt und nach einer Bandbegrenzung auf 0 bis 4 kHz durch ein Kanalfilter KFT über eine PCM-Leitung PCM schließlich dem hier nicht dargestellten Koppelfeld der Fernsprechvermittlungsstelle zugeführt. Umge kehrt werden von dort kommende als Digitalsignale vorliegende Sprachinformationen nach Durchlaufen des Sprachfilters KTR in der erwähnten Einrichtung A/D einer Digital/Analog-Wandlung unterworfen und nach Durchlaufen des Empfangsverstärkers Rx über die Teilnehmerleitung TL an das Fernsprechendgerät FEA übertragen.The subscriber terminal TEE comprises a telephone call advises FEA, which sends and receives analog voice signals because it is also with the mentioned subscriber line ne so-called analog subscriber line. From a distance speaking device via the subscriber line to the subscribers connection circuit TSCH transmitted analog voice signals who there after passing through a transmit amplifier Tx in one Device AD for analog / digital conversion or digital / ana log conversion into digital signals and converted after a Band limitation to 0 to 4 kHz using a KFT channel filter a PCM line PCM finally that not shown here Switching matrix supplied to the telephone exchange. Vice returns coming from there as digital signals Speech information after passing through the speech filter KTR in the mentioned device A / D of a digital / analog conversion subjected and after passing through the receive amplifier Rx via the subscriber line TL to the telephone terminal FEA transfer.

Die restlichen hier noch dargestellten Teile der Teilnehmer endeinrichtung TEE und der Teilnehmeranschlußschaltung TSCH stehen im wesentlichen mit der Datenübertragung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in Zusammenhang.The remaining parts of the participants shown here terminal TEE and the subscriber line circuit TSCH are essentially corresponding with the data transmission the method according to the invention in connection.

Bei der Teilnehmeranschlußschaltung TSCH ist hier zunächst ein Frequenzgenerator FG zu erwähnen, bei dem es sich im bei spielhaft angenommenen Fall um einen Generator zur Erzeugung eines sinusförmigen Signals mit einer Frequenz von 12 oder 16 kHz handeln soll, das originär dazu dient, in Form von Ge bührenimpulsen zur Teilnehmerendeinrichtung übertragen zu werden, um dort entweder eine Gebührenanzeige oder beispiels weise im Falle einer Teilnehmerendeinrichtung in Form eines Münzerendgeräts eine Gebührenabbuchung zu bewirken. At the subscriber line circuit TSCH is here first To mention a frequency generator FG, which is in the playfully assumed case of a generator for generation a sinusoidal signal with a frequency of 12 or 16 kHz should act, which originally serves in the form of Ge transmit pulse impulses to the subscriber terminal to either display a fee or for example as in the case of a subscriber terminal in the form of a Coin terminal to effect a charge debit.

Die vom Frequenzgenerator FG erzeugten Signale werden erfin dungsgemäß als Trägersignale für zwischen Vermittlungsstelle - und Teilnehmerendeinrichtung zu übertragenden Daten ausge nutzt. Sie durchlaufen zunächst eine Pulsformerstufe PFT, bei der es sich um einen Integrator oder ein Bandpaßfilter oder dergleichen handelt, um beim Ein- und Ausschalten des Genera tors die Einschwing- bzw. Ausschwingzeit so zu verlängern, daß diese Übergänge beim Empfang in der Teilnehmerendeinrich tung bzw. im Fernsprechendgerät FEA desselben nicht zum Ent stehen von Knackgeräuschen führen. Danach gelangen die Trä gersignale an einen Modulator M, dem von einer pauschal als Datenquelle DQ bezeichneten Einrichtung die Daten zugeführt werden, die an die Teilnehmerendeinrichtung TEE übertragen werden sollen. Im Modulator M werden sie dem vom Frequenzge nerator FG gelieferten Trägersignal aufmoduliert. Sie durch laufen dann ein Filter BPTR in Form eines Bandpasses, das da für sorgt, daß Modulationsprodukte, deren Frequenz im Sprach band von 0 bis 3,4 kHz oder in dessen Nähe liegt, ausgefil tert werden. In einem Summierglied S erfolgt eine Überlage rung mit den vom Kanalfilter KTR kommenden Sprachinformatio nen.The signals generated by the frequency generator FG are invented appropriately as carrier signals for between the exchange - and subscriber terminal equipment to be transmitted uses. They first go through a pulse shaping stage PFT, at which is an integrator or a bandpass filter or The same is true when switching the genera on and off to extend the settling or decay time so that these transitions when received in the subscriber terminal device or in the telephone terminal FEA of the same not to Ent standing by crackling noises. Then the Trä gersignale to a modulator M, the one of a flat as Data source DQ designated device supplied the data are transmitted to the subscriber terminal TEE should be. In the modulator M they are from the frequency nerator FG modulated carrier signal supplied. You through then run a filter BPTR in the form of a bandpass that there ensures that modulation products whose frequency is in speech band from 0 to 3.4 kHz or in the vicinity be tert. A superimposition takes place in a summing element S. with the voice information coming from the KTR channel filter nen.

Die Teilnehmerendeinrichtung TEE enthält entsprechende der Datenübertragung in Richtung zur Teilnehmerschaltung dienende Bestandteile, nämlich ein Frequenzgenerator, der hier als Be standteil eines Transmitters TR zu denken ist, eine Daten quelle DQ, einen Modulator M, einen Pulsformer PFT und ein Filter BPE in Form eines Bandpasses BPE.The subscriber terminal TEE contains the corresponding Data transmission towards the subscriber circuit serving Components, namely a frequency generator, which here as Be Part of a transmitter TR to think of is a data source DQ, a modulator M, a pulse shaper PFT and an BPE filter in the form of a bandpass BPE.

Als für die Empfangsrichtung der Datenübertragung maßgebliche Einrichtungen bei der Teilnehmerendeinrichtung TEE sind wie der der Bandpaß BPE zu erwähnen, der bewirkt, daß von dem Ge misch aus Sprachsignalen und der Trägerfrequenz aufmodulier ten Datensignalen lediglich letztere der Datenauswertung zu geführt werden, ferner ein über eine Umschaltefunktion U er reichbarer Demodulator D, eine Datensenke DS sowie eine als Bestandteil der Einrichtung TR zu denkende Auswerteschaltung. Bei der Teilnehmerschaltung TSCH sind es empfangsseitig ent sprechend ein Bandpaß BPTT, ein Demodulator D und eine Daten senke DS.As decisive for the direction of reception of the data transmission Facilities at the subscriber terminal TEE are like to mention the bandpass BPE, which causes the Ge modulate mix of speech signals and the carrier frequency Data signals only the latter for data evaluation be performed, also a via a switching function U er accessible demodulator D, a data sink DS and an as Part of the device TR evaluation circuit to be thought. With the subscriber circuit TSCH, there are ent speaking a bandpass BPTT, a demodulator D and a data lower DS.

Im dargestellten Fall ist angenommen, daß es sich bei den zwischen Teilnehmerschaltung und Teilnehmerendeinrichtung zu übertragenden Daten um mit der Teilnehmerauthentifizierung in Zusammenhang stehende Daten handeln soll, weswegen bei der Teilnehmerschaltung die Datenquelle DQ und die Datensenke DS mit einem Authentifizierungsmodul AM in Verbindung stehen. Durch diesen werden Authentifizierungsdaten geliefert, auf deren Empfang die Teilnehmerendeinrichtung in bestimmter Wei se durch Aussendung von Antwortinformationen zu reagieren hat, die dann im Authentifizierungsmodul AM ausgewertet wer den. Bei Ausbleiben solcher Antwortfunktionen bzw. beim Emp fang von Antwortfunktionen, die nicht der erwarteten Form entsprechen, wird vom Authentifizierungsmodul AM eine Unter brechung der Fernmeldeverbindung veranlaßt, wozu hier nicht dargestellte Datenverbindungen zur Vermittlungssteuerung der Fernsprechvermittlungsstelle genutzt werden.In the case shown it is assumed that the between subscriber circuit and subscriber terminal equipment transferring data around with subscriber authentication in Related data should act, which is why Subscriber circuit the data source DQ and the data sink DS are connected to an authentication module AM. Through this authentication data is delivered on the reception of the subscriber terminal in certain Wei to respond by sending response information which is then evaluated in the authentication module AM the. In the absence of such response functions or when emp catching response functions that are not of the expected form correspond, the authentication module AM becomes a sub breaks the telecommunication connection, which is not the case here shown data connections for switching control of Telephone exchange can be used.

Ein solcher während der Sprachsignalübertragung durch das er findungsgemäße Verfahren möglicher Austausch von Authentifi zierungsinformationen ist insbesondere im Zusammenhang mit Teilnehmerendeinrichtungen in Form von Münzern oder in Form von Endgeräten von Bedeutung, die dazu eingerichtet sind, Fernsprechgebühren durch Abbuchung von einer sogenannten Pre paid-Card zu begleichen. In solchen Fällen würde nämlich durch Anzapfen einer Teilnehmerleitung nach Verbindungsaufbau vom an sich berechtigten Fernsprechgerät aus die Möglichkeit zum Führen von Ferngesprächen bestehen, ohne daß Gebühren da für gezahlt werden.Such during the speech signal transmission through which he inventive method possible exchange of Authentifi Ornamentation information is particularly related to Terminal equipment in the form of coins or in the form of important devices that are set up to Telephone charges by debiting a so-called Pre settle paid card. In such cases, namely by tapping a subscriber line after establishing a connection the possibility from the authorized telephone to make long distance calls without any charges to be paid for.

Die Datenübertragung in der erfindungsgemäßen Art kann selbstverständlich auch außerhalb einer Sprachsignalübertra gung erfolgen, im Falle der erwähnten Prepaid-Card beispiels weise zum Aufladen derselben nach erfolgter Vorauszahlung.The data transmission in the manner according to the invention can naturally also outside of a voice signal transmission supply take place, in the case of the prepaid card mentioned for example wise to recharge them after prepayment.

Ein anderer Anwendungsfall der in erfindungsgemäßer Weise er folgenden Datenübertragung während der Sprachsignalübertra gung ist die Spezifizierung der Gebührenanzeige oder der Ge bührenabbuchung, indem die Daten Informationen bezüglich der aufgelaufenen Gebühren beinhalten, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn neben üblichen Fernsprechverbindungen demgegenüber extrem teure Fernsprechverbindungen, beispiels weise Satellitenverbindungen möglich sind und dann mit einer üblichen Gebührenimpulsübertragung das Anzeige- bzw. Abbu chungsspektrum sich nicht mehr ohne weiteres abdecken läßt.Another application he in the inventive manner following data transmission during the speech signal transmission is the specification of the fee display or the ge charge by entering the information related to the accrued fees include what particularly of Interest is when alongside usual telephone connections in contrast, extremely expensive telephone connections, for example wise satellite connections are possible and then with a usual charge impulse transmission the display or Abbu range can no longer be easily covered.

Claims

1. Procedure for the transmission of data signals on analog Subscriber lines (TL) between a subscriber terminal device (TEE) and a telephone exchange, preferred as an existing voice signal transmission Telephone connection, accordingly in the subscriber line circuit (TSCH) and in the subscriber terminal equipment (TEE) the data signals as a signal with a periodic course Carrier signal are modulated, its frequency outside of the language band and at least in the telephone exchange already generated for other use becomes.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized ge indicates that the periodic in the Telefonver Signaling center generated for other use one for the purpose of displaying charges or debiting charges at the subscriber from the exchange to the subscriber terminal device (TEE) is transmitted signal.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that information is transmitted as data signals authentication of the subscriber terminal serve (TEE).

4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that information as data signals be transferred to the specification of the fee display or serve to debit the participant.

5. Circuit arrangement for performing a data signal transmission on analog subscriber lines (TL) according to claim 1, characterized by the following devices provided as part of the subscriber terminal (TEE) and as part of the associated subscriber circuit (TSCH) in the telephone exchange:
a carrier signal generator (FG), a data source (DQ), a modulator (M) for modulating the data signals supplied by the data source onto the carrier signal supplied by the carrier signal generator, a transmission-side filter stage (BPTR) for filtering out modulation products falling within the speech signal range, a superimposition stage (S) for superimposing the modulated carrier signal and the speech signal, a reception-side filter stage (BPTT, BPE) for filtering out the modulated carrier signal, a demodulator (D) connected downstream of this filter stage, a data evaluation circuit (DS) connected to it, and one Telephone device (FEA) of the subscriber terminal device (TEE) upstream Fil tereinrichtung (BS) to block the carrier signal frequency.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized by a the carrier signal generator (FG) of the participants Connection circuit (TSCH) downstream pulse shaper stage (PFT), which is due to an extension of the swing in and swing out times when switching the carrier frequency genes on and off impulses are generated in the distance avoids speaking device (FEA).

7. Circuit arrangement according to claim 6 or 7, characterized characterized by a preferred group of participants Authentication associated with connection circuits (TSCH) tion module (AM), which is used for subscriber identification data to be sent to subscriber terminals is generated or in this context of subscriber terminals (TEE) evaluates received data and, if applicable, ascertained unauthenticated telephone connections are interrupted.