DE3521217A1

DE3521217A1 - Method for parallel transmission of binary digital signals

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Publication number: DE3521217A1
Application number: DE19853521217
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6101 Groß-Bieberau Fahrendholz; Horst-Friedrich Dr.-Ing. 6105 Ober-Ramstadt Röder; Hans-Werner Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Wellhausen
Original assignee: Siemens AG; Philips Kommunikations Industrie AG
Current assignee: Siemens AG; Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-18

Abstract

A method is described for parallel transmission of binary digital signals at around 2 Mbit/s via separate conductor pairs of a common local cable. The two or more bits of the binary digital signal converted in a coder (C) into a redundancy-free or low-redundancy quaternary digital signal are adapted by two baluns (Sy 1; Sy 2) to one conductor pair (L) of a balanced local cable (Fig. 1). Following the transmission of the converted quaternary signal, a feedback known per se is carried out at the receiving end in order to recover the low-frequency spectral components lost on the transmission path and, in addition, to reduce the near-end and far-end crosstalk and pulse noise. <IMAGE>

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur parallelen Übertragung binärer Digitalsignale von etwa 2 Mbit/s gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. The invention relates to a method for the parallel transmission of binary Digital signals of about 2 Mbit / s according to the preamble of the main claim.

Eine Forderung der Nachrichtentechnik besteht darin, die Signalübertragung zwischen Nachrichtenquelle und Nachrichtensenke ohne oder mit möglichst wenigen Zwischenverstärkern oder -regeneratoren durchzuführen. Bei der Übertragung von 2 Mbits/s über die ursprünglich nur zur N F-Ubetragung vorgesehenen symmetrischen Ortskabel läßt sich dieses Ziel mit der bisher bekannten Technik nicht erreichen. Im Mittel sind Feldlängen von 2 km zu erzielen. Bei einer Verdoppelung dieser möglichen Feldlänge könnte ein sehr großer Teil der im Ortsnetz geführten 2 Mbit/s-Verbindungen direkt - ohne Zwischenregenerator - zwischen den einzelnen Nachrichtenquellen und -senken abgewickelt werden. One requirement of communications engineering is signal transmission between news source and news sink without or with as few as possible To carry out repeaters or repeaters. When transferring 2 Mbits / s over the symmetrical ones originally intended only for the N F-U amount Local cable cannot achieve this goal with the previously known technology. Field lengths of 2 km can be achieved on average. With a doubling of this possible Field length could be a very large part of the 2 Mbit / s connections in the local network directly - without an intermediate regenerator - between the individual news sources and -sinks can be handled.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine stark nah- und fernnebensprechgestörte Übertragung über wesentlich größere Feldlängen als bisher im Ortsnetz zu erreichen, wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst. The object underlying the invention, a strong near and Far-end crosstalk-disturbed transmission over much longer field lengths than before to achieve in the local network is characterized by the invention characterized in the main claim solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims marked.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der erheblichen Reduzierung der Störleistung von parallel laufenden gleichartigen Vierdrahtsystemen gegenüber bekannten Techniken. Daraus resultiert eine wesentlich größere überbrückbare Feldlänge. The advantages achieved by the invention consist in particular in the considerable reduction in the interference power of similar ones running in parallel Four-wire systems compared to known techniques. This results in an essential larger bridgeable field length.

Vorteilhaft ist weiter, daß bei Verfälschungen der quaternären Digitalsignale von etwa 1 M Baud nur Einzelbitfehler auftreten können.It is also advantageous that if the quaternary digital signals are falsified of around 1 M baud, only single bit errors can occur.

Die Erfindung wird anhand eines in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. The invention is illustrated by means of one in FIGS. 1 to 3 Embodiment described in more detail.

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig.2 einen Symmetrierübertrager mit Kompensationswicklung, Fig. 3 einen Symmetrierübertrager für Signale mit eingeschränkter oberer Grenzfrequenz. 1 shows a block diagram for carrying out the method according to the invention, FIG. 2 a balancing transformer with compensation winding, 3 shows a balancing transformer for signals with a restricted upper limit frequency.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Ein zu übertragendes binäres Digitalsignal von 2 Mbit/s wird in einem Scrambler Sc verwürfelt. In einem auf den Scrambler Sc folgenden Codierer C werden jeweils zwei oder mehr Bits dieses verwürfelten Digitalsignals zu einem redundanzfreien oder redundanzarmen quaternären Digitalsignal mit der Schrittgeschwindigkeit 1 M Baud umcodiert. Dabei erfolgt die Zuordnung der Bits des verwürfelten Digitalsignals zu den Kennzuständen des quaternären Digitalsignals so, daß bei Signalverfälschungen über eine Amplitudenstufe des quaternären Signals nur Einzelbitfehler auftreten (Graycodierung). In Fig. 1 is a block diagram for performing the method shown according to the invention. A binary digital signal of 2 to be transmitted Mbit / s is scrambled in a scrambler SC. In one following the Scrambler Sc Encoders C each become two or more bits of this scrambled digital signal to a redundancy-free or low-redundancy quaternary digital signal with walking speed 1 M baud recoded. The bits of the scrambled digital signal are assigned to the characteristic states of the quaternary digital signal so that signal corruption only single bit errors occur over an amplitude level of the quaternary signal (Gray coding).

Die Übergabe des quaternären Digitalsignals auf das Leiterpaar L erfolgt mit einem ersten Symmetrierübertrager Sy 1. Auf der Empfängerseite wird das quaternäre Digitalsignal zuerst auf einen zweiten Smmetrierübertrager Sy 2 gegeben. Anschließend durchläuft das quaternäre Digitalsignal einen Regenerator R, bei dem zur Rückgewinnung der auf dem Übertragungsweg verlorengegangenen Gleichstromkomponente und niederfrequenten Spektralanteile eine an sich bekannte quantisierte Rückkopplung angewendet wird. Diese wird zusätzlich noch zur Reduktion des Nah- und Fernneben- sprechgeräusches sowie des Impulsgeräusches verwendet. Dafür ist in das Empfangsnetzwerk des Regenerators R zusätzlich ein Hochpaß eingefügt. Anschließend an den Regenerator R wird in einem Decodierer Dc das quaternäre Signal in das ursprüngliche verwürfelte Digitalsignal zurückgeführt. Im folgenden Descrambler Ds wird die im Scrambler Sc auf der Sendeseite erfolgte Verwürfelung wieder rückgängig gemacht. The transfer of the quaternary digital signal to the conductor pair L. takes place with a first balancing transformer Sy 1. On the receiving side is the quaternary digital signal is first given to a second Smmetrierträger Sy 2. The quaternary digital signal then passes through a regenerator R, in which to recover the direct current component lost on the transmission path and low-frequency spectral components a known quantized feedback is applied. This is also used to reduce the near and far secondary speaking noise as well as the impulse noise. This is in the receiving network of the regenerator R also inserted a high pass. Subsequently to the regenerator R is in one Decoder Dc converts the quaternary signal into the original scrambled digital signal returned. In the following descrambler Ds, the one in the scrambler Sc on the sending side the scrambling that has taken place is reversed.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die Schrittgeschwindigkeit gegenüber bisher bekannten Übertragungsverfahi. halbiert. Somit lassen sich größere Felddämpfungen bzw. Feldlängen als bisher überbrücken, da das für die Übertragung maßgebende Signalleistungsdichtespektrum zum unteren Frequenzbereich hin verschoben wird, gerade also in den Bereich, in dem auch die Nah- und Fernnebensprechstörungen geringer sind. In the method according to the invention, the walking pace compared to previously known transfer methods. halved. Thus, larger Bridge field attenuations or field lengths than before, as this is necessary for the transmission decisive signal power density spectrum shifted towards the lower frequency range is, precisely in the area in which the short-range and far-end crosstalk interference are lower.

Ferner reduziert sich das Dämpfungsmaß im Vergleich zur AMI-Signalübertragung um etwa 30% . Furthermore, the degree of attenuation is reduced compared to AMI signal transmission by about 30%.

Die das Leiterpaar L sende- und empfangsseitig abschließenden Symmetrierübertrager Sy 1, Sy 2 transformieren das erdunsymmetrische quaternäre Digitalsignal in ein erdsymmetrisches Signal für die Übertragung über das symmetrische Leiterpaar L um. Ein solcher Symmetrierübertrager mit einer Kompensationswicklung ist in Fig. 2 dargestellt. Dieser Symmetrierübertrager entspricht in seinen Eigenschaften dem in Fig.3 dargestellten bekannten Übertrager, der drei Wicklungen mit gleichem Winkelsinn hat. Die Kompensationswicklung K in Fig. 2 beseitigt die unzureichenden Kompensationseigenschaften bekannter Symmetrierübertrager. Die Gegentaktwelle des quaternären Digitalsignals, die das störende Nebensprechgeräusch beinhaltet, wird durch diese Kompensationswicklung K unterdrückt und gleichzeitig wird die Gleichtaktwelle verstärkt. The balancing transformer terminating the pair of conductors L on the transmit and receive side Sy 1, Sy 2 transform the earth-unbalanced quaternary digital signal into a balanced signal for transmission via the balanced pair of conductors L. Such a balun with a compensation winding is shown in FIG. The properties of this balun correspond to those shown in FIG known transformer, which has three windings with the same angular sense. The compensation winding K in FIG. 2 eliminates the inadequate compensation properties of known balun transformers. The push-pull wave of the quaternary digital signal that causes the annoying crosstalk noise includes, is suppressed by this compensation winding K and at the same time the common mode wave is amplified.

Eine bevorzugte Variante der Erfindung ergibt sich durch die Verwendung einer Sendespannung Uss von 3 V Spitze-Spitze. Dadurch überschreitet die maximale Felddämpfung der längsten Strecke bei der Nyqistfrequenz des Signals 37 dB bei 20"C nicht. A preferred variant of the invention results from the use a transmission voltage Uss of 3 V peak-peak. This exceeds the maximum Field attenuation of the longest distance at the Nyqist frequency of the signal 37 dB at 20 "C not.

Eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist durch die Verwendung redundanzarmer, quaternärer Blockcodes - z. B. 7 B 4 Qua - gekennzeichnet. Bei der Auswahl des Codes ist eine relative Redundanz ' 13% zu berücksichtigen, da diese Redundanz eine hinreichend sichere und schnelle Wortsynchronisation, aber auch eine zweckmäßige Fehlererkennung bei möglichst geringer Fehlermultiplikation zur Folge hat. A development of the method according to the invention is through the Use of low-redundancy, quaternary block codes - e.g. B. 7 B 4 Qua - marked. When selecting the code, a relative redundancy of '13% must be taken into account, since this redundancy is a sufficiently safe and fast word synchronization, however also an expedient error detection with the lowest possible error multiplication has the consequence.

Eine eventuell erforderliche Fernspeisung erfolgt über zusätzliche Übertrager bekannter Bauart, die an den Punkten A und B(in Fig. 1) eingefügt werden. Any remote feed that may be required is provided via additional Transmitters of known design which are inserted at points A and B (in Fig. 1).

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Claims

Claims 1. A method for the parallel transmission of several binary digital signals of about 2 Mbit / s, in which the bidirectional traffic via separate long-distance and near-end crosstalk disturbeds in a symmetrical local cable Conductor pairs is guided, characterized in that the scrambling one to transmitting digital signal of about 2 Mbit / s in a scrambler (Sc) two each or more bits of this digital signal in a coder (C), each with a redundancy-free one or low-redundancy quaternary digital signal, which is coded by a first and a second balun (Sy 1 Sy2) with three in the same direction Windings on a pair of conductors (L) of a symmetrical (local) cable on the transmit and receive side is adjusted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the assignment of the two bits of the scrambled digital signal to be transmitted for the identification states of the quaternary digital signal is done by Gray coding.

3. The method according to claim 1, characterized in that a recovery of low-frequency spectral components lost on the transmission path a quantized feedback known per se takes place.

4. The method according to claim 3, characterized in that in known Way by increasing the lower limit frequency of a regenerator (R) by means of insertion of a high pass the signal-to-noise ratio to the near and far crosstalk noise as well as to the Impulse noise is magnified.

5. The method according to claim 3 and 4, characterized in that the High-pass is the inverse of a low-pass used in the quantized feedback.

6. The method according to claim 1, characterized in that a transmission voltage (Uss) of about 3 volts peak-to-peak is used.

7. The method according to claim 1, characterized in that with the help of the encoder (C) is a quaternary with only a very low relative redundancy, block-coded digital signal is generated.

8. The method according to claim 1 and claim 7, characterized in that that the relative redundancy assumes no greater values than for a safe and requires fast word synchronization and a small error multiplication of the code is.

9. The method according to claim 1, 7 and 8, characterized in that the relative redundancy is achieved through the appropriate choice of a low-redundancy, quaternary code Is <13%.

10. The method according to claim 1, characterized in that as a channel transfer function a cosine low-pass function for impulse-crosstalk-free transmission use finds.

11. The method according to claim 1, characterized in that when remote feeding additional transformer of known type on the transmit and receive sides to the Balancing transformers (Sy 1; Sy 2) are connected in a chain in terms of alternating voltage.