DE3403659A1 - Breitbandiges integriertes teilnehmeranschlusssystem - Google Patents

Breitbandiges integriertes teilnehmeranschlusssystem

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Horst Dr.-Ing. 7141 Freiberg Ohnsorge
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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    • H04J2203/0001—Provisions for broadband connections in integrated services digital network using frames of the Optical Transport Network [OTN] or using synchronous transfer mode [STM], e.g. SONET, SDH
    • H04J2203/0089—Multiplexing, e.g. coding, scrambling, SONET

Description

H.Ohnsorge-4
Breitbandiges integriertes Teilnehmeranschlußsystem
Die Erfindung betrifft ein übertragungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches übertragungssystem ist bekannt aus der EP-B-0024618. Bei diesem System ist die Vermittlungsstelle sternförmig über jeweils einen oder zwei Lichtwellenleiter mit den Teilnehmern' verbunden. Jeder von der Vermittlungsstelle zu einem Teilnehmer führende Lichtwe I I en I eiter stellt einen Kanal dar, in dem Signale für mehrere TeIekommunikationsdienste im Multiplex übertragbar sind. Dabei werden nur die Signale der Kanäle eines integrierten Sprach- und Datennetzes (ISDN) in digitaler Form (jeweils 64 kbit/s) übertragen und die Signale der übrigen Telekommunikationsdienste wie Fernsehen, Stereorundfunk und Bildfernsprechen in analoger Form.Als Multiplexverfahren zur übertragung der Signale dieser Telekommunikationsdienste wird folglich ein Frequenzmultiplexverfahren angewendet. Dasselbe gilt für die Signalübertragung von den Endgeräten des Teilnehmers vom Teil· nehmer zur Vermittlungsstelle, wofür entweder derselbe oder ein zweiter Lichtwellenleiter verwendet wird.
Beim Teilnehmer wirJ das empfangene Multiplexsignal in die Stereotonsignale ·ηd Fernsehsignale und die Signale der
ZT/PI-Kg/Ni CQpy - 5 -
01.02.1984
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übrigen Telekommunikationsdienste aufgetrennt . Die Fernseh- und Stereotonsignale werden über eine gemeinsame Koaxialleitung zu mehreren Anschlußstellen innerhalb der Wohnung des Teilnehmers geführt und können dort selektiv zu den Endgeräten wie Fernseh- und Stereotonempfänger verzweigt werden.
Die Signale der anderen Dienste werden durch ein nicht gezeigtes unabhängiges Leitungsnetz auf die verschiedenen Endgeräte beim Teilnehmer verteilt.
Dieses System hat also für jeden Teilnehmer eine oder zwei optische Übertragungsstrecken, und alle diese optischen übertragungsst recken sind einheitlich für die maximal vorgesehene Übertragungskapazität ausgelegt, wobei nicht berücksichtigt ist, daß verschiedene Teilnehmer sehr unterschiedliche Kommunikationsbedürfnisse haben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Übertragungssystem für den Teilnehmeranschlußbereich anzugeben, das kostengünstiger als das bekannte System realisierbar ist und das entsprechend den unterschiedlichen und unterschiedlich wachsenden Kommun i kat.i onsbedür f η i ssen der Teilnehmer auslegbar ist.
Die Aufgabe wird wie im Patenanspruch 1 angegeben gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß sie die nachstehend aufgeführten Forderungen erfüllt, die in ihrer Gesamthe it von keinem der bekannten Systeme erfüllt werden:
1. Dienst integration:
Das System ist dienstiηtegriert, weil folgende Telekommunikationsdienste abgewickelt werden können:
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Daten- und Sprachübertragung (ISDN), Tonrundfunkübertragung (Stereotonübertragung) und interaktives Kabelfernsehen/ Telekonferenzen und Bildfernsprechen.
2. Modu la ri tät:
Die Telekommunikationsdienste können unabhängig voneinander realisiert werden.
3. Wirtschaftlichkeit:
Jeder Dienst ist unabhängig vom anderen wirtschaftlich konkurrenzfähig mit konventionellen Lösungen, und die Gesamtheit der Dienste ist wirtschaftlich kostengünstiger realisierbar als die Einzeldienste nach bekannten Verfahren.
4. Zukunftssicherheit:
Das System ist zukunftssicher, flexibel und ausbaufähig.
5. Übermittlungsqualität:
Das System liefert eine sehr hohe Qualität der Signalübertragung.
O.Realisierbarkeit:
Das System ist mit vorhandenen Technologien realisierbar.
Im Zuge der nachstehenden Beschreibung wird angegeben, durch welche Lösungsma (!nahmen die vorstehend aufgeführten vorteilhaften Eigenschaften des Systems erreicht werden.
Die Erfindung wird nun anhand einer einzigen Zeichnung erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems.
Zwischen einer Vermittlungsstelle und jedem an sie angeschlossenen Te i I η*. u me r ist mindestens ein Breitbandkanal einge-
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richtet, in dem Signale für mehrere Telekommunikationsdienste zum Teilnehmer übertragbar sind, beispielsweise die Signale für Fernsehübertragung, für Stereotonübertragung, für integrierte Sprach- und Datenübertragung (ISDN) für Telekonferenzen und Bildfernsprechen. Ein solcher Kanal hat beispielsweise eine Bitfο Igefrequenz von 70 Mbit/s. Sämtliche Signale, die in diesem Kanal zusammengefaßt werden, sind Digita I signale, und die Zusammenfassung geschieht im Zeitmultiplex.
Eine für die verschiedenen angeführten Telekommunikationsdienste eingerichtete Vermittlung enthält einen Multiplexer Muχ 2, der z. B. 16 derartige Kanäle, die insgesamt beispielsweise einer Gruppe von zehn Teilnehmern zugeordnet sind, durch ZeitmultiplexbiIdung zu einem Bitstrom von z. B. 1,12 Gbit/s zusammenfaßt. Ein optischer Sender S1 mit einer Wellenlänge % ^ setzt diesen Bitstrom in ein optisches Signal um, das über einen Lichtwellenleiter LWL zu einem optischen Empfänger E1 übertragen und durch einen Demultiplexer Demux 2 wieder in die 16 Kanäle aufgeteilt wird. Der optische Empfänger und der Demultiplexer 2 befinden sich an einem Übergabepunkt, der sich in der Nähe der zehn Teilnehmer befindet ,denen die Gesamtheit der 16 Kanäl.e zugeordnet ist. Dieser Übergabepunkt kann sich z. B. im Keller eines Mehrfamilienhauses befinden, in dem die zehn Teilnehmer ihre Wohn- und Geschäftsräume haben.
Hierdurch ergibt sich die Wirtschaftlichkeit des Systems, da die Kosten für die optische Übertragungsstrecke nicht für jeden Teilnehmer, sondern jeweils nur für zehn Teilnehmer aufzuwenden sind.
Die Auf tei lung der der Gruppe von zehn Teilnehmern insgesamt zugeordneten 16 Kanäle auf die einzelnen-Teilnehmer richtet sich nach deren individuellen Kommunikationsbedürfnissen.
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Im gezeigten Beispiel genügt den Teilnehmern 1 bis 5 jeweils ein einziger Kanal, wogegen die Teilnehmer 6 bis 9 jeweils zwei Kanäle und der Teilnehmer 10 sogar drei Kanäle braucht . Mehr als einen Kanal benötigt ein Teilnehmer dann, wenn er für irgendeinen der Telekommunikationsdienste mehr Übertragungskapazität zur Verfugung haben will, als ein Kanal sie für diesen Dienst bietet. Wenn in einem Kanal beispielsweise Übertragungskapazität für nur ein Fernsehprogramm neben Übertragungskapazität für andere Dienste vorhanden ist ur|d e i n Teilnehmer in seiner Wohnung drei Fernsehempfänger gleichzeitig mit drei verschiedenen Programmen betreiben will, so benötigt er drei der 16 Kanäle für sich allein.
Im gezeigten Ausführungsbeispie I hat der Teilnehmer 10 drei Kanäle. Vom Übergabepunkt werden die einem Teilnehmer jeweils zugeordneten Kanäle sternförmig den Teilnehmern 1 bis 10 zugeführt, wobei in der Zeichnung lediglich die Versorgung eines einzigen dieser Teilnehmer gezeigt ist. Die diesem Teilnehmer zugeordneten drei Kanäle werden am Übergabepunkt mittels eines Multiplexers flux 5 zu einem Te i Inehmer-Zei tmu 11 i ■ plexsignal zusammengefaßt, dessen BitfοIgefrequenz beispielsweise 280 Mbit/s betragt. Dieses digitale Zeitmu11iρ lex signaL wird über eine elektrische Koaxialleitung KL·1 zu den Wohnräumen und/oder Geschäftsräumen des Teilnehmers übertragen. Diese Koaxialleitung KL1 verläuft beim Teilnehmer durch mehrere Räu me hindurch, in denen der Anschluß von Endgeräten für irgend einen der Telekommunikationsdienste vorgesehen ist. An beliebigen Stellen der Koaxialleitung in Räumen, wo eines oder mehrere Endgeräte angeschlossen werden sollen, enthält die Koaxialleitung Verzweigungseinrichtungen 20, an denen das Zeit- multiple χ s ignal abgegriffen und einem Demultiplexer Demux 3 zugeführt wird, der dem Zeitmultiplexsignal jeweils die Signale für die bei dieser Anschlußstelle vorgesehenen Endgeräte entnimmt. H"'°rfür gibt es entweder die Mög I i chkei t,daß'die
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an eine Verzweigungseinrichtung 20 angeschlossenen Demultiplexer jeweils den bei dieser Anschlußstelle vorgesehenen Endgeräten angepaßt sind, sodaß sie nur die Signale für diese Endgeräte und nicht für die anderen Te lekommunikationsdienste entnehmen oder daß sämtliche Demultiplexer einheitlich aufgebaut sind und das Zeitrnultiplexsigna I gegebenenfalls in mehreren Stufen in die Signaleder verschiedenen Telekommunikationsdienste aufspalten. Im gezeigten Beispiel spalten einheitliche an verschiedene Verzweigungseinrichtungen angeschlos- sene Demultiplexer Demux 3 das Zeitmu Itiρ lex signa I in verschiedene Fernseh- und Tonprogramnsignale und ein ISDN-Signal auf. Die weitere Aufspaltung der von.den Demu I iplexern Demux 3 gelieferten Fernseh- und Tonsignale besorgen einheitliche Demultiplexer Demux 4, die verschiedenen Ausgängen der Demulti- plexer Demux 3 nachgeschaltet sind, und die in jedem gezeigten Fall ein Fernsehempfangsgerät TV mit jeweils einem Fernsehprogramm und in einem Fall zusätzlich ein Stereotonempfangsgerät, als Radio bezeichnet·, mit einem digitalen St ereotonprog ramm ver-Sorgen. Das an einem mit ISDN bezeichneten Ausgang der Demulti- plexer Demux 3 erscheinende Signal mit der für ISDN typischen BitfοIgefrequenz von 144 kBit/s ist mittels eines Demultiplexers Demux 5 an der Anschlußstelle, an der Fernsprechgeräte und Datenendgeräte vorhanden sind, in digitale Fernsprechsignale mit jeweils 64 kbit/s und in Datensignale mit einer Bit- folgefrequenz mit 16 kbit/s zerlegbar . Die digitalen Fern sprechsignate gelangen zu digitalen Fernsprechapparaten F1 und F2, wogegen die Daten auf einen Daten-Demu I iρ lexer Demux 6 gelangen, der sie auf verschiedene nicht dargestellte Datenendgeräte aufteilt. An einem der Ausgänge der Demultiplexer Demux erscheint das zur Abwicklung des Bildfernsprechens vorgesehene Empfangssignal für ein Bi Idfernsprech-Endgerät CBife).
Zur übertragung von verschiedenen Steuer- und Nachrichtensignalen von den Endgeräten bei einem Teilnehmer zum Übergabepunkt sind
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gewöhnliche elektrische Leitungen in Form von Kupfer-Doppe laderri und mehrere Multiplexer vorhanden, die im folgenden erläutert werden. Alle Fernseh- und Stereotonempfangsgeräte sowie die Bi Idfernsprech-Endgeräte (Bife) sind mit einem Codierer C ausgestattet^ der, gesteuert durch einen Infrarot-Senderι IR oder durch Tastenbetätigung ProgrammwahI signaIe oder sonstige Steuersignale aussendet, die von diesem Teilnehmer zur Vermittlung zu übertragen sind. Ein Multiplexer Mux 2 faßt die von den einzelnen Codierern C über die Kupfer-Doppeladern zu ihm übertragenen Programmwahl- und Steuersignale sowie Wahlsignale von den digitalen Fernsprechapparaten F1 und F2 und Daten von nicht gezeigten Datenendgeräten zu einem Bitstrom von 16 kbit/s zusammen. Ein Multiplexer Mux 3 faßt die digitalen Fernsprechsignale (je64 kbit/s) und den Ausgangsdatenstrom von Mux 2 (16 kbit/s) zu der ISDN-Bitfolgefrequenz von 144 kbit/s zusammen. Falls der Teilnehmer eine Bi Idfernsprech-Endeinrichtung besitzt, wird deren,Ausgangssignal mit 70Mbit/s über eine Koaxialleitung KL2 zu einem Multiplexer Mux 4 übertragen, der das Bi I dfernsprech signa I und das Ausgangssignal des Multiplexers Mux 3 zu einem Datenstrom von 70 Mbit/s zusammenfaßt, das an dem mit ISDN + Bife bezeichneten Ausgang des Multiplexers erscheint.
Das AusgangssignaI des Multiplexers Mux 4 dieses Teilnehmers, entweder mit der ISDN-Bitfolgefrequenz von 144 kbit/s oder mit der ISDN/Bife-BitfοIgefrequenz von 70 Mbit/s, wird^ vom Teilnehmer zum übergabe pun k,t übertragen. Dort faßt ein-Multiplexer Mux 1 die jeweils entsprechend gebiIdeten Signale von allen zehn Teilnehmern der Gruppe zu einem B i t strom von z. B. 140 oder 560 Mbit/s oder 1,12 Gbits,je nach Anzahl und Bitfolgefre^uenz der von den Teilnehmern zur Vermittlung zu übertragenden Steuer- und Nachrichtensignale , zusammen. Dieser bicstrom wird dann durch einen optischen
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Sender S2 in ein optisches Signal umgesetzt, diesesmitteLs eines faseroptischen Kopplers K2 in den Lichtwellenleiter LWL eingekoppelt, in der Vermittlung mittels eines Fasei— kopplers K1 ausgekoppelt, einem optischen Empfänger E2 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Demultiplexers Dernux 1 verbunden ist.Oer Demult i plexer - Demux 1 zerlegt das Rückkanal-Multiplexsignal in die für die einzelnen Teilnehmer bestimmten Signale, die ein nicht gezeigter Demultiplexer jeweils in Signale für die verschiedenen Telekommunikationsdienste aufspaltet. Diese Signale werden von der Vermittlung entweder vermittelt oder zur Steuerung benutzt, beispielsweise die ProgrammwahlsignaIe zur Steuerung der teilnehmerindividuellen Programmvermittlung.
Die übertragung des RückkanaL-Hu11iρ lex signaIs vom übergabe- ^B punkt zur Vermittlung über den Lichtwellenleiter LWL kann entweder im We 11 en IängenmuIiplex oder in We I lenlängeng Leichlage erfolgen. Anstatt der bidirektionel len übertragung über den Lichtwellenleiter LWL kann auch ein zweiter Lichtwellenleiter zur übertragung des Rückkanal-Zeitmu 11iplex signa I s vom übergabepunkt zur Vermittlung verwendet werden.
Als Bitfolgefrequenz für die den Teilnehmern zugeordneten Kanäle· kann an Stelle der 70 Mbit/s auch 140 Mbit/s gewählt werden. Die Bitfο lgefrequenz des von der Vermittlung zum Übergabepunkt über den Lichtwellenleiter LWL übertragenen Bit-Stroms kann statt wie angegeben 1,12 Gbit/s auch 2,24 Gbit/s betragen. Statt des beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten KupferIeitungssternnetzes zur Zusammenfassung der Steuerungs- und Nachrichtensignale, die von den Endgeräten eines Teilnehmers zur Vermittlung zu übertragen sind, kann
3Q auch eine Kupferleitung installiert sein, die verschiedene in Reihe liegende Zugriffsstellen aufweist, in die die ver-
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schiedenen Endgeräte über geeignete Multiplexer ihre Signale im Vielfachzugriff einspeisen.
Falls die Übertragungskapazität des wie beschrieben betriebenen Lichtwellenleiters zur Abwicklung der verschiedenen
Te lekommunikationsdienste nicht ausreicht/ kann der Lichtwellenleiter mittels weiterer optischer Sender und Empfänger im We 11 enlängenmuIiρ I ex verwendet werden ebenso der gegebenen falls für die übertragung vom Übergabepunkt zur Vermittlung vorgesehene zweite Licht wellenleiter. In diesen Fällen wäre die Multiplexübertragung eine Zeit- und We I I en.längenmultiplexübertragung.
Im folgenden werden noch einige Vorteile des beschriebenen
Systems aufgezählt:
Keiner der im System integrierten Dienste ist von einem anderen abhängig:
Interaktives Kabelfernsehen funktioniert ohne ISDN oder Bildfernsprechen, und ISDN erfordert weder interaktive Kabelfernsehen noch Bildfernsprechen. Zur Wirtschaft1, \ c h k e i t des Systems und zur Konkurrenzfähigkeit der einzelnen Di<;nste
trägt bei, daß wegen der vollständig digitalen übertragung
von der Vermittlung bis zu den Endgeräten höchstintegrierte Schaltkreise anwendbar sind, daß in den Endgeräten auf jegliche analoge Signalaufbereitung verzichtet ist und daß als Zuleitungen und im Hause des Teilnehmers billige Kupferleiter und billige Abzweigschaltungen an den Anschlußstellen der
Endgeräte verwendet werden können.
Die Zukunftssicherheit ist dadurch gegeben, daß der Lichtwellenleiter, insbesondere eine Monomodefaser,höchste Bitfolqe frequenzen gestattet .Daher kann die Anzahl der an den Lichtwellen-
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Leiter angeschlossenen Teilnehmer in weiten Grenzen geändert werden, und es können die Bitfolgefrequenzen im Kanal ebenfalls in weiten Grenzen geändert werden. Falls die bei einer Wellenlänge gegebene Übertragungskapazität des Lichtwellen-Leiters durch die Dispersion begrenzt wird und noch weiterer Bedarf an Übertragungskapazität besteht, können zusätzliche Signale im Wellenlängenmultiplex übertragen werden, so daß die Kapazität des optischen Übertragungssystems dadurch erheblich gesteigert werden kann.
Wegen der vollständig digitalen Signalübertragung mit hoher Bitfolgefrequenz von der Quelle bis zum Endgerät des Teilnehmers und wegen der Störunempfindlichkeit des Lichtwellenleiters wird eine äußert hohe Signalqualität erreicht. Zur Frage der Realisierbarkeit ist darauf zu verweisen, daß Systeme mit den genannten Bitfolgefrequenzen bereits in der Vergangenheit realisiert worden sind. Bis zu ca . 560 Mbit/s sind hochintegrierte Schaltkreise in Bipolartechnik, bis zur 14o Mbit/s iη MOS-Technik bereits heute realisierbar.
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Claims (6)

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT STUTTGART H.Ohn sorge-4 Patentansprüche
1. Breitbandiges Übertragungssystem, bei dem zwischen einer Vermittlung und den Teilnehmern für beide Übertragungsrichtungen Kanäle eingerichtet sind, wobei in jedem Kanal Signale für mehrere Telekommunikationsdienste im Multiplex übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet,
- daß jedem Teilnehmer (Tln1 - TIη10) mindestens ein Kanal zugeordnet ist,
- daß in jedem Kanal die Signale der Telekommunikationsdienste digital und im Zeitmultiplex übertragen werden,
- daß die Teilnehmer zu Gruppen zusammengefaßt sind,
- daß für jede. Gruppe von Teilnehmern die digitalen Signale der der Gruppe insgesamt zugeordneten Kanäle über einen einzigen Lichtwellenleiter (LWL) zu einem der Gruppe gemeinsamen Übergabepunkt (E1) übertragen werden,
- daß am Übergabeρunkt das Multiplexsignal nach optisch elektrischer Wandlung (E1) indie Kanäle aufgetrennt wird CDemux 2) ,
- daß am Übergabepunkt die jeweils einem Teilnehmer zugeordneten Kanäle zu einem ersten Teilnehmer-Zeitmultiplexsignal zusammengefaßt werden (Mux 5) und dieses Signal über eine t ei Inehmer i ndi ν i duelle elektrische Leitung (KLD zum
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TeiLnehmer und dort zu mindestens einer AnschLußste I Le (20) übertragen wird, an der über DemuLtiρ Lexer (Demux 3, Demux 4 , Demux 5, Demux 6) die SignaLe für die bei der Anschlußstelle vorgesehenen Endgeräte abgreifbar sind, - daß die von den Endgeräten eines TeiLnehmers zur Vermittlung zu übertragenden Signale in digitaLer Form mitteLs MuLtiplexern (Mux 3, Mux 2, Mux 4) zu einem "zweiten Tei Lnehmer-ZeitmuLtiρ L exsignaL zusammengefaßt werden, daß am Übergabepunkt die Teilnehmer-Zeitmultiplexsignale der Gruppe von Teilnehmern zu einem RückkanaL-MuLtiρ I exsignaL zusammengefaßt werden (Mux 1), das ein optischer Sender/S2) über einen Lichtwellenleiter (LWL) zur Vermittlung sendet und - daß in der Vermittlung das optische EmpfangssignaL wieder in ein elektrisches Signal umgesetzt (E2) und durch Demultiplexer (Demux 1) in die SignaLe der Teilnehmer und deren Te lekommunikationsdienste aufgetrennt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Kanäle von der Vermittlung zum Übergabepunkt im Zeitmultiplex oder im Zeit- und We L I enlängenmu11iρ L ex übertragen werden.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der TeiLnehmer einer Gruppe kleiner oder gleich der Anzahl der Kanäle ist, die dieser Gruppe von Teilnehmern für die übertragunsgsrichtung von der Vermittlung zu den Teil-
nehmern zugeordnet sind.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Teilnehmer einer Gruppe an die für die einzelnen Teilnehmer geforderte Übertragungskapazität und Signalqualität angepaßt ■'st.
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5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur übertragung des RückkanaL-ZeitmuLti-ρlexsi gnals derselbe LichtweLlenLeiter (LWL) verwendet ist, der auch zur übertragung von der Vermittlung zum Übergabepunkt verwendet ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis.4, dadurch gekennzeichnet, daß zur übertragung des Rückkanal-ZeitmuLti· plexsignaLs vom Übergabepunkt zur -Vermittlung ein zweiter Lichtwellenleiter verwendet ist.
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