Difference between revisions of "Aufgaben:Exercise 1.3Z: ISDN Bus System and Interfaces"

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{{quiz-Header|Buchseite=Beispiele von Nachrichtensystemen/ISDN-Basisanschluss
+
{{quiz-Header|Buchseite=Examples_of_Communication_Systems/ISDN_Basic_Access
 
}}
 
}}
  
[[File:P_ID1580__Bei_Z_1_3.png|right|frame|Modell des ISDN-Basisanschlusses]]
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[[File:EN_Bei_Z_1_3.png|right|frame|Model of ISDN basic rate interface]]
Die Grafik zeigt ein ISDN–Übertragungssystem. Man erkennt:
+
The graphic shows an ISDN transmission system.  One recognizes:
*den Netzabschluss (NTBA) beim Teilnehmer,
+
# The network termination  $\rm (NTBA)$  at the subscriber,
*die  $\rm U_{\rm K0}$–Schnittstelle als die Verbindung zwischen dem NTBA und der Ortsvermittlungsstelle (OVSt),
+
# the  $\rm U_{\rm K0}$ interface as the connection between the NTBA and the local exchange  $\rm (LE)$,
*den  $\rm S_{0}$–Bus, an dem mehrere Endgeräte  (''Terminal Equipment'', TE)  des Teilnehmers angeschlossen werden können.
+
#the  $\rm S_{0}$ bus,  to which several terminal equipment  $\rm (TE)$  of the subscribers can be connected.
  
  
Im Teilnehmeranschlussbereich (zwischen Ortsvermittlungsstelle und NTBA,  $\rm U_{\rm K0}$) verwendet man aus ökonomischen Gründen eine Zweidrahtübertragung.  
+
On the  $\rm U_{\rm K0}$  bus,  two-wire transmission is used for economic reasons.
  
Um den Empfänger vom eigenen Sender zu entkoppeln, sind Richtungstrennungsverfahren erforderlich:
+
To decouple the receiver from its own transmitter,  directional separation methods are required:
*Die ''Gabelschaltung''  ist eine Brückenschaltung, wobei versucht wird, den Eingangswiderstand  $Z_{\rm L}(f)$  der über Übertrager angekoppelten Kupfer–Zweidrahtleitung durch eine künstliche Leitungsnachbildung  $Z_{\rm N}(f)$  möglichst gut anzunähern.
+
*The  "fork circuit"  is a bridge circuit,  where an attempt is made to approximate the input impedance  $Z_{\rm L}(f)$  of the copper two-wire line coupled via transformers as closely as possible by means of an artificial line replica  $Z_{\rm N}(f)$. 
*Bei Schmalbandsignalen gelingt die Widerstandsnachbildung von  $Z_{\rm L}(f)$  durch  $Z_{\rm N}(f)$  relativ gut, so dass die Entkopplung von Sender und Empfänger allein durch die Gabelschaltung gewährleistet wird.
 
*Bei breitbandigem Signal muss zusätzlich das ''Echokompensationsverfahren''  angewandt werden. Dabei gibt der Sender in regelmäßigen Abständen Testsignale ab, misst das Empfangssignal und ermittelt daraus die Echo–Impulsantwort.
 
*Im Normalbetrieb berechnet der Echokompensator abhängig von der Nachricht das erwartete Echo des eigenen Senders und subtrahiert dieses vom Empfangssignal in einem Transversalfilter, dessen Koeffizienten von einem leistungsfähigen Prozessor eingestellt und nachgeregelt werden.
 
  
 +
*For narrowband signals,  the resistance replica of  $Z_{\rm L}(f)$  by  $Z_{\rm N}(f)$  succeeds relatively well,  so that the decoupling of transmitter and receiver is ensured by the fork circuit alone.
  
 +
*For broadband signals,  the  "echo cancellation method"  must also be used.  Here,  the transmitter emits test signals at regular intervals,  measures the received signal and determines the echo impulse response from it.
  
 +
*In normal operation,  the echo canceller calculates the expected echo of its own transmitter depending on the message and subtracts this from the received signal in a transversal filter whose coefficients are set and re-adjusted by a powerful processor.
  
  
  
  
''Hinweis:''
 
  
*Die Aufgabe gehört zum Kapitel  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN-Basisanschluss|ISDN-Basisanschluss]].
+
Note:
* Insbesondere wird Bezug genommen auf die Seite  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN-Basisanschluss#Richtungstrennungsverfahren|Richtungstrennungsverfahren]]
 
  
 +
*The exercise belongs to the chapter  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN_Basic_Access|"ISDN Basic Access"]].
  
 +
*In particular,  reference is made to the section  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN_Basic_Access#Directional_separation_method|"Directional separation method"]].
  
===Fragebogen===
+
 
 +
 
 +
===Questions===
  
 
<quiz display=simple>
 
<quiz display=simple>
  
{Handelt es sich bei dem dargestellten ISDN–System um einen
+
{Is the ISDN system shown a
 
|type="()"}
 
|type="()"}
+ Basisanschluss&nbsp; (''Basic Rate Interface'' – BRI),
+
+ Basic Rate Interface&nbsp; $\rm (BRI)$,
- Primärmultiplexanschluss&nbsp; (''Primary Rate Interface'' – PRI)?
+
- Primary Rate Interface&nbsp; $\rm (PRI)$?
  
{Welche Eigenschaften besitzt die&nbsp; $\rm U_{\rm K0}$–Schnittstelle?
+
{What are the characteristics of the&nbsp; $\rm U_{\rm K0}$ interface?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
+ Sie ist durch eine Kupfer–Doppelader realisiert.
+
+ It is realized by one copper twin pair.
- Sie ist durch zwei Kupfer–Doppeladern realisiert.
+
- It is realized by two copper twisted pairs.
- Es handelt sich um eine Glasfaserverbindung.
+
- It is a fiber-optic connection.
  
{Welche Eigenschaften besitzt die&nbsp; $\rm S_{0}$–Schnittstelle?
+
{What are the properties of the&nbsp; $\rm S_{0}$ interface?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
- Sie ist durch eine Kupfer–Doppelader realisiert.
+
- It is realized by one copper twin pair
+ Sie ist durch zwei Kupfer–Doppeladern realisiert.
+
+ It is realized by two copper twisted pairs.
- Es handelt sich um eine Glasfaserverbindung.
+
- It is a fiber-optic connection.
  
{Welche Aussagen gelten bezüglich Richtungstrennungsverfahren?
+
{Which statements are valid regarding directional separation methods?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
+ Sie sind Bestandteil der&nbsp; $\rm U_{\rm K0}$–Schnittstelle.
+
+ They are part of the&nbsp; $\rm U_{\rm K0}$ interface.
- Sie sind Bestandteil der&nbsp; $\rm S_{0}$–Schnittstelle.
+
- They are part of the&nbsp; $\rm S_{0}$ interface.
+ Eine Gabelschaltung findet sich in jedem NTBA.
+
+ A fork circuit can be found in every&nbsp; $\rm NTBA$.
  
{Welche Aussagen gelten bezüglich den Anschlussmöglichkeiten an den&nbsp; $\rm S_{0}$–Bus?
+
{Which statements are valid regarding the connection options to the&nbsp; $\rm S_{0}$ bus?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
+ Der&nbsp; $\rm S_{0}$–Bus ist mit&nbsp; $100 \ \rm Ω$&nbsp; abgeschlossen.
+
+ The&nbsp; $\rm S_{0}$ bus is terminated with&nbsp; $100 \ \rm Ω$.&nbsp;  
- Die Länge des&nbsp; $\rm S_{0}$–Busses ist unbegrenzt.
+
- The length of the&nbsp; $\rm S_{0}$ bus is unlimited.
+ Bis zu&nbsp; $150 \ \rm m$&nbsp; Länge kann man bis zu acht Geräte anschließen.
+
+ Up to&nbsp; $150 \ \rm m$&nbsp; in length, you can connect up to eight devices.
+ ISDN–Endgeräte kann man direkt an den&nbsp; $\rm S_{0}$–Bus anschließen.
+
+ ISDN terminal equipment can be connected directly to the&nbsp; $\rm S_{0}$ bus.
- Analoggeräte kann man direkt an den&nbsp; $\rm S_{0}$–Bus anschließen.
+
- Analog devices can be connected directly to the&nbsp; $\rm S_{0}$ bus.
  
 
</quiz>
 
</quiz>
  
===Musterlösung===
+
===Solution===
 
{{ML-Kopf}}
 
{{ML-Kopf}}
 
   
 
   
'''(1)'''&nbsp; Die Kennung „$0$” zeigt bereits einen <u>Basisanschluss</u> an. Beim Primärmultiplexanschluss werden die Schnittstellen mit $\rm S_{\rm 2M}$ und $\rm U_{\rm K2}$ bezeichnet, während das Netzabschlussgerät als NTPM (''Network Termination for Primary Rate Multiplex Access'') benannt ist.
+
'''(1)'''&nbsp; The identifier&nbsp; "$0$"&nbsp; already indicates a&nbsp; <u>basic rate interface</u>.&nbsp;
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*In the case of the primary rate multiplex connection,&nbsp; the interfaces are designated&nbsp; $\rm S_{\rm 2M}$&nbsp; and&nbsp; $\rm U_{\rm K2}$,&nbsp;
 +
*while the network termination equipment is designated&nbsp; $\rm NTPM$&nbsp; ("Network Termination for Primary Rate Multiplex Access").
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'''(2)'''&nbsp; <u>Answer 1</u>&nbsp; is correct:
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*Each NTBA is connected to the local exchange by a pair of wires.&nbsp; The identifier&nbsp; "K"&nbsp; in&nbsp; $\rm U_{\rm K0}$&nbsp; indicates a copper line.
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*Only in the case of a&nbsp; [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN_Primary_Multiplex_Connection|"primary rate interface"]]&nbsp; with&nbsp; $30$&nbsp; B channels,&nbsp; one D channel and one synchronization channel a connection via optical fiber is possible.
 +
 
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*But even for this,&nbsp; copper lines are usually used.
 +
 
  
  
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'''(3)'''&nbsp; <u>Solution 2</u>&nbsp; is correct:
 +
*In the house connection area,&nbsp; ISDN uses four-wire transmission,&nbsp; with one copper twisted pair for each transmission direction.
  
'''(2)'''&nbsp; Richtig ist <u>die Antwort 1</u>:
 
*Jeder NTBA ist durch ein Adernpaar mit der Ortsvermittlungsstelle verbunden. Die Kennung „K” in $\rm U_{\rm K0}$ weist dabei auf eine Kupferleitung hin.
 
*Lediglich bei einem [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN–Primärmultiplexanschluss|Primärmultiplexanschluss]] mit 30 B–Kanälen, einem D–Kanal und einem Synchronisationskanal ist eine Anbindung über Glasfaser möglich.
 
*Aber auch hierfür werden meist Kupferleitungen verwendet.
 
  
  
 +
'''(4)'''&nbsp; <u>Solutions 1 and 3</u>&nbsp; are correct:
 +
*A directional separation method is only required for two-wire transmission,
 +
*whereby the simpler method is realized by means of a fork circuit in each NTBA.
  
'''(3)'''&nbsp; Richtig ist <u>Lösungsvorschlag 2</u>:
 
*Im Hausanschlussbereich nutzt man bei ISDN die Vierdrahtübertragung, wobei für jede Übertragungsrichtung eine Kupfer–Doppelader vorgesehen ist.
 
  
  
 +
'''(5)'''&nbsp; <u>Solutions 1, 3 and 4</u>&nbsp; are correct:
 +
*If the length is limited to&nbsp; $150$&nbsp; meters,&nbsp; up to eight terminals can be connected at any point.&nbsp; This is referred to as a&nbsp; "short bus".
  
'''(4)'''&nbsp; Richtig sind <u>die Lösungsvorschläge 1 und 3</u>:
+
*An&nbsp; "extended bus"&nbsp; exists if the line length is up to&nbsp; $500$&nbsp; meters.
*Nur bei Zweidrahtübertragung ist ein Richtungstrennungsverfahren erforderlich,
 
*wobei das einfachere Verfahren mittels Gabelschaltung in jedem NTBA realisiert ist.  
 
  
 +
*Here,&nbsp; up to four terminal equipment can be connected;&nbsp; these must be concentrated on the last&nbsp; $50$&nbsp; meters before the terminating resistor&nbsp; $(100 \ \rm \Omega)$.
  
 +
*In the case of a single connection,&nbsp; the line length can be increased to one kilometer&nbsp; ("long bus").
  
'''(5)'''&nbsp;Richtig sind <u>die Lösungsvorschläge 1, 3 und 4</u>:
+
*Analog terminal equipment cannot be connected directly to the&nbsp; $\rm S_{0}$ bus,&nbsp; but only via a terminal adapter&nbsp; $\rm (TA)$.
*Ist die Länge auf 150 Meter begrenzt, so können bis zu acht Endgeräte an beliebigen Stellen angeschlossen werden. Man spricht von einem kurzen Bus.
 
*Ein erweiterter Bus liegt vor, wenn die Leitungslänge höchstens 500 Meter beträgt.
 
*Hier können bis zu vier Endgeräte angeschlossen werden; diese müssen diese auf die letzten 50 Meter vor dem Abschlusswiderstand $(100 \ \rm \Omega)$ konzentriert sein.
 
*Bei einem Einzelanschluss kann die Leitungslänge auf einen Kilometer vergrößert werden (langer Bus).
 
*Analoge Endgeräte können nicht direkt an den $\rm S_{0}$&ndash;Bus angeschlossen werden, sondern nur über einen Terminal&ndash;Adapter (TA).
 
  
  
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[[Category:Examples of Communication Systems: Exercises|^1.2 ISDN-Basisanschluss^]]
+
[[Category:Examples of Communication Systems: Exercises|^1.2 ISDN Basic Access^]]

Latest revision as of 17:52, 24 October 2022

Model of ISDN basic rate interface

The graphic shows an ISDN transmission system.  One recognizes:

  1. The network termination  $\rm (NTBA)$  at the subscriber,
  2. the  $\rm U_{\rm K0}$ interface as the connection between the NTBA and the local exchange  $\rm (LE)$,
  3. the  $\rm S_{0}$ bus,  to which several terminal equipment  $\rm (TE)$  of the subscribers can be connected.


On the  $\rm U_{\rm K0}$  bus,  two-wire transmission is used for economic reasons.

To decouple the receiver from its own transmitter,  directional separation methods are required:

  • The  "fork circuit"  is a bridge circuit,  where an attempt is made to approximate the input impedance  $Z_{\rm L}(f)$  of the copper two-wire line coupled via transformers as closely as possible by means of an artificial line replica  $Z_{\rm N}(f)$. 
  • For narrowband signals,  the resistance replica of  $Z_{\rm L}(f)$  by  $Z_{\rm N}(f)$  succeeds relatively well,  so that the decoupling of transmitter and receiver is ensured by the fork circuit alone.
  • For broadband signals,  the  "echo cancellation method"  must also be used.  Here,  the transmitter emits test signals at regular intervals,  measures the received signal and determines the echo impulse response from it.
  • In normal operation,  the echo canceller calculates the expected echo of its own transmitter depending on the message and subtracts this from the received signal in a transversal filter whose coefficients are set and re-adjusted by a powerful processor.



Note:


Questions

1

Is the ISDN system shown a

Basic Rate Interface  $\rm (BRI)$,
Primary Rate Interface  $\rm (PRI)$?

2

What are the characteristics of the  $\rm U_{\rm K0}$ interface?

It is realized by one copper twin pair.
It is realized by two copper twisted pairs.
It is a fiber-optic connection.

3

What are the properties of the  $\rm S_{0}$ interface?

It is realized by one copper twin pair
It is realized by two copper twisted pairs.
It is a fiber-optic connection.

4

Which statements are valid regarding directional separation methods?

They are part of the  $\rm U_{\rm K0}$ interface.
They are part of the  $\rm S_{0}$ interface.
A fork circuit can be found in every  $\rm NTBA$.

5

Which statements are valid regarding the connection options to the  $\rm S_{0}$ bus?

The  $\rm S_{0}$ bus is terminated with  $100 \ \rm Ω$. 
The length of the  $\rm S_{0}$ bus is unlimited.
Up to  $150 \ \rm m$  in length, you can connect up to eight devices.
ISDN terminal equipment can be connected directly to the  $\rm S_{0}$ bus.
Analog devices can be connected directly to the  $\rm S_{0}$ bus.


Solution

(1)  The identifier  "$0$"  already indicates a  basic rate interface

  • In the case of the primary rate multiplex connection,  the interfaces are designated  $\rm S_{\rm 2M}$  and  $\rm U_{\rm K2}$, 
  • while the network termination equipment is designated  $\rm NTPM$  ("Network Termination for Primary Rate Multiplex Access").


(2)  Answer 1  is correct:

  • Each NTBA is connected to the local exchange by a pair of wires.  The identifier  "K"  in  $\rm U_{\rm K0}$  indicates a copper line.
  • Only in the case of a  "primary rate interface"  with  $30$  B channels,  one D channel and one synchronization channel a connection via optical fiber is possible.
  • But even for this,  copper lines are usually used.


(3)  Solution 2  is correct:

  • In the house connection area,  ISDN uses four-wire transmission,  with one copper twisted pair for each transmission direction.


(4)  Solutions 1 and 3  are correct:

  • A directional separation method is only required for two-wire transmission,
  • whereby the simpler method is realized by means of a fork circuit in each NTBA.


(5)  Solutions 1, 3 and 4  are correct:

  • If the length is limited to  $150$  meters,  up to eight terminals can be connected at any point.  This is referred to as a  "short bus".
  • An  "extended bus"  exists if the line length is up to  $500$  meters.
  • Here,  up to four terminal equipment can be connected;  these must be concentrated on the last  $50$  meters before the terminating resistor  $(100 \ \rm \Omega)$.
  • In the case of a single connection,  the line length can be increased to one kilometer  ("long bus").
  • Analog terminal equipment cannot be connected directly to the  $\rm S_{0}$ bus,  but only via a terminal adapter  $\rm (TA)$.