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Einrichtung zur Nachrichtenübertragung mittels eines Zeitmultiplexsystems
Das Stammpatent Nr. 249760 bezieht sich auf eine Einrichtung zur Nachrichtenübertragung mittels eines Zeitmultiplexsystems in einem Fernamt, welche aus zwei Hauptteilen besteht, von welchen der eine die Eingangskanäle aufnimmt und der andere die Ausgangskanäle aussendet und der Eingangsteil einen Nachrichten-Probeentnahmestromkreis enthält, wobei der Ausgangsteil einen Schalter zur Aussendung der Nachrichten an die Ausgangsleitung aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Eingangsteil einen für den Ausgang kennzeichnenden Adressen-, Amplituden- oder Adressencodes gebenden Stromkreis, einen dazu angeschlossenen und mittels des Schalters des Probeentnahmestromkreises synchron betätigten Adressenschalter aufweist,
wobei der Probeentnahmeschalter und der Adressenschalter unter Zwischenfügung eines Vereinigungsstromkreises und über eine Nachrichtenübertragungskette an den Ausgangsteil angeschlossen ist und der Ausgangsteil einen aus den Adressen Schaltzeichen bildenden Stromkreis sowie einen dazu angeschlossenen, den Ausgangsschalter betätigenden Stromkreis, weiters einen die Nachrichten unter Zwischenfügung des Ausgangsschalters an den entsprechenden Ausgangskanal anschaltenden Stromkreis aufweist, so dass an die aus dem Eingangszeichen genommene Amplitudenprobe oder an den aus dieser Amplitudenprobe gebildeten Code eine der Indexzahl des Ausgangs entsprechende Amplitude oder ein entsprechender Code, eine sogenannte Adresse zugeordnet wird, mit dieser Adresse alle Eingänge der Betätigungsorgane aller Ausgangsschalter beaufschlagt werden,
wobei nur der der Adresse entsprechend eingestellte Ausgangsschalter betätigt wird, welcher die Amplitudenprobe oder den aus dieser Probe gebildeten Code an den bezeichneten Ausgangskanalweiterleitet.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Einrichtung nach der österr. Patentschrift Nr. 249760 dahingehend weiterzubilden, dass Probleme einer Lösung zugeführt werden, die sich im Zusammenhang mit der Bandbreite von Mehrkanal-Verbindungen ergeben bzw. dass Überlastungen der Verbindungsleitungen vermieden werden.
Insbesondere bei einer grossen Kanalzahl, bei der mit ziemlich günstigen Durchschnittswerten gerechnet werden kann, ist die Herabsetzung der Bandbreite vorteilhaft.
Nachstehend werden einige Möglichkeiten zur Herabsetzung der Bandbreite dargelegt. Bei Heranziehung mehrerer dieser Möglichkeiten ergibt sich die Gesamtherabsetzung der Bandbreite durch Multiplikation der einzelnen Verminderungsfaktoren.
1. Eine der bedeutendsten Möglichkeiten zur Bandverengung ergibt sich dadurch, dass in erster, grober Annäherung die Kanäle nur bis zu 50% für Gespräche ausgenutzt werden, da mit einer Hörzeit von etwa 501a gerechnet werden muss. Darüber hinaus werden Worte und sogar Laute durch Intervalle voneinander getrennt. Hiezu tritt, dass ab und zu auch zwischen den Lauten eine Überlegungszeit eingefügt wird.
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Auf Grund dieser Sachlage kann mit guter Annäherung angenommen werden, dass je Kanal nur ein Viertel der Zeit für eine Gesprächleistung in Anspruch genommen wird.
2. Aus psychologischen Gründen und aus auf andern Gebieten gewonnenen Erfahrungen ist man daran gewöhnt, dass sich bei Verkehrsspitzen für einzelne Dienstleistungen, z. B. Stromlieferung, Einkäufe, Verkehr usw., gewisse Schwierigkeiten ergeben. Auf Grund dieser Sachlage kann auch die für eine Fernsprechverbindung zur Verfügung stehende Bandbreite, welche im allgemeinen 3400 Hz beträgt, in Sonderfällen, z. B. bei Verkehrsspitzen, auf etwa 2/3 dieser Grösse, z. B. auf nur 2300 Hz herabgesetzt werden, ohne dass hiedurch die Sprechverständlichkeit leidet.
Bei Netzen mit einer hohen Kanalzahl besteht eine günstige Lösung darin, dass eine Bandbreite zu 3400 Hz solange gewährleistet ist, als 2/3 der Gesamtzahl der Kanäle nicht überschritten wird. Übersteigt der Verkehr diese Zahl, so kann die gesamte Bandbreite dadurch beibehalten werden, dass das je Kanal zur Verfügung stehende Frequenzband herabgesetzt wird.
Werden beide der dargelegten Möglichkeiten für die Bandverengung herangezogen, so ergibt sich eine Verengung von 1/4 X 2/3 = 1/6. Um die erstgenannte Möglichkeit zur Bandverengung zu realisieren, werden gemäss der Erfindung in erster Linie die zu verschiedenen Zeitpunkten statistisch eintreffenden Informationen und Adressencode enthaltenden Zeichen mit einem dem Durchschnittswert des voraus bestimmten Höchstverkehrsentsprechende Code-Zeitinhalt an den Ausgangskanal weitergegeben, wobei an der Empfangsseite die gleichmässig verteilten Zeichen wieder in ihre ursprünglichen Stellungen zurückgesetzt werden. Dadurch laufen die Zeichen, die sich aus der Probeentnahme auf den tatsächlich Gespräche führenden Kanälen ergeben, gleichmässig verteilt über die Verbindungsleitung, was bereits an sich eine Verengung ermöglicht.
Eine weitere und ausserordentlich beträchtliche Bandbedarfsverminderung wird dadurch erzielt, dass zusammen mit der vorangehend besprochenen Massnahme aus der Probeentnahme Zeichen an den Ausgang nur dann gelegt werden, wenn das betreffende Zeichen in der bestehenden Verbindung tatsächlich eine Information enthält.
Erfindungsgemäss sind zwischen dem Vereinigungsstromkreis und der Nachrichtenübertragungskette ein Register zum Empfang und zur Speicherung einer entsprechenden Anzahl vonCoden und in Reihe mit diesem Register ein Codezeit-Transformator zur zeitlichen Verteilung der gespeicherten Code vorgesehen.
Der Codezeit-Transformator sendet die im Register statistisch eintreffenden Zeichen an den Ausgangskanal der jeweilig benötigten optimalen Bandbreite entsprechend gleichmässig verteilt aus. An der Empfangsseite des Kanals (Amt) müssen die zwecks der bekannten Bandbreiteverengung gedehnten Codes beträchtlich verkürzt werden, da es sich um ein zeitgeteiltes Amt handelt und sämtliche ins Amt eintreffende Codes in zeitlicher Reihenfolge nacheinander gereiht werden müssen. Dieser Vorgang wird auch von einem im entgegengesetzten Sinne wirkenden Register und einer auf das Register folgenden, ein rasches Auslesen ermöglichenden Einheit durchgeführt.
Die zweite Massnahme wird dadurch verwirktlicht, dass zwischen den Adressencodeschalter und das oben erwähnte Register ein Schalter eingefügt wird, welcher den Weg der Adressencodes in das erwähnte Register nur dann gewährleistet, wenn eine Probe an den Probencodierer gelegt wurde.
Wird die erfindungsgemässe Einrichtung in einem Konzentratorsystem verwendet, so ergeben sich weitere Vorteile, da die Anzahl der bei den herkömmlichen Lösungen mit Konzentratoren benötigten Verbindungskanäle bedeutend, im herangezogenen Beispiel auf 1/6, vermindert werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungs- beispiel mit Konzentratoren dargestellt ist, das sich organisch an die Figuren des Ausführungsbeispieles des Stammpatentes anschliesst.
Fig. 1 zeigt schematisch beispielsweise den Eingangsteil eines Fernam tes, gebildet durch einen Konzentrator, Fig. 2 ein beispielsweises Schaltungsschema des Ausgangsteiles des Fernamtes nach Fig. l, und Fig. 3 eine beispielsweise Schaltung der für sämtliche Konzentratoren gemeinsamen Einheit des Codeverteilers.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Einrichtung mit Konzentratoren, bei der die Mehrkanalverbindung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil des Fernamtes mittels eines Zeitmultiplexsystems erfolgt. Da die Anzahl der an ein Amt anschliessbaren Teilnehmerleitungen theoretisch keine obere Grenze hat, kann der Eingangsteil eines Fernsprechamtes mit einer beliebigen Anzahl von Konzentratoren an den Ausgangsteil angeschlossen werden.
Diese Verbindung wird für zwei oder mehrere Hauptämter erfindungsgemäss durch eine Mehrkanalübertragung mit Adressencoden und asynchroner Zeitteilung ausgeführt, u. zw. auch dann, wenn die zum System gehörenden Ein-
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gangs- und Ausgangsteile räumlich weit voneinander entfernt bzw. sich sogar auf verschiedenen Erdteilen befinden.
Unter der Annahme, dass das System aus 100 Konzentratoren besteht und jeder Konzentrator n = 240 Teilnehmer bedient, werden erfahrungsgemäss im vorliegenden Beispiel für jeden Konzentrator m = 24 gleichzeitige Verbindungen sichergestellt.
In den in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist der Eingang k (1 S k ig 240) des Konzentrators C (1 á C 100) mit dem Ausgang f desselben Konzentrators verbunden. AnHand der Zeichnungenwird im folgenden die Art und Weise des Aufbaues der Sprechwege und die Übertragungsmethode der Information (Sprechströme) beschrieben.
Es sei bemerkt, dass in den Zeichnungen nur deshalb zwei Teilnehmer (Eingang und Ausgang) innerhalb desselben Konzentrators gewählt wurden, weil zufolge der völligen Einheitlichkeit kein Unterschied darin besteht, mit welchem Teilnehmer des Systems ein anderer Teilnehmer des Systems zu sprechen wünscht, d. h. ob die Teilnehmer zu einem und demselben Konzentrator oder aber zu verschiedenen Konzentratoren gehören. Dies findet seinen Grund darin, dass die Anzahl der Konzentratoren und der Teilnehmer praktisch von 1 bis zu jeder beliebigen Anzahl innerhalb des Systems durch Vervielfachung gleicher Einheiten und ohne jegliche Abänderung erweitert werden kann,. was ein nicht unerheblicher Vorteil der Erfindung ist.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, schaltet der Probeentnahmeschalter-11- (Fig. l) die aus dem Eingang k entnommene Probe an den Probecodierer --12--, aus dem der Amplitudencode rk an das einige Code gleichzeitig aufnehmende Register --100-- gelangt. Synchron mit dem Probeentnahmeschalter - arbeitet der Adressencodeschalter --14--, welcher den vom Adressencodesender --15k-- erzeug- ten, dem numerischen Wert k entsprechenden Adressencode Pk über den Schalter --101-- in das Register - einspeist, wobei die Ausgänge des Probecodierers-12-und des Schalters-101-in Form des angedeuteten Vereinigungsstromkreises gemeinsam an denEingang des Registers-100-gelegt sind.
Der Schalter --101-- bringt den Adressencode nur dann an das Register --100--, wenn an den Probecodierer --12- eine Probe gelegt wird. Liegt an der Leitung keine Information vor, so gelangt auch kein Adressencode an die Leitung. Der Schalter --101-- gewährleistet die mit einem Faktor von 1/3 bis 1/4 in Rechnung gestellte Bandbreitenverengung.
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den Eingang CI des in den Ausgangsteil führenden Nachrichtenkanals --16--.
Die Stromkreise des Registers --100-- und des Codezeit-Transformators --102-- erfüllen folgende Aufgaben.
Während einer Abtastungsperiode, z. B. während To = 1/8000 sec, gelangen bei einem Bandverengungsfaktor von 1/4 durchschnittlich 24 x 1/4 = 6 Codes in den Ausgangsteil, so dass nur auf 6 von den 24 Leitungen Gespräche geführt werden können. Wird somit für einen Code durchschnittlich eine Zeit T = T/6 gerechnet, dann wird bei der Übertragung die kleinste Bandbreite beansprucht. Anderseits kann es vorkommen, dass auf zwei nebeneinander befindlichen Leitungen der insgesamt 240 Leitungen gesprochen wird. Soll in diesem Falle keine Information verlorengehen. so dürften der Probecodierer --12-- und der Adressencodesender --15-- zusammen keinen Code von einer Zeitdauer erzeugen, die länger ist als Tn = To/240.
Das Problem kann dadurch gelöst werden, dass das auf Grund der Wahrscheinlichkeitsrechnung berechnete, etwa 3 Codes speichernde Register während eines Zeitraumes von
Tn = To/240 die Codes speichert und der Codezeit-Transformator --102-- während eines Zeitraumes von T = To/6 die Codes bei gleichmässiger Dehnung der Impulse und Pausen an das Kabel aussendet. Mit Rechenmaschinen (T/T n = 40) verglichen, ist die Ausgabegeschwindigkeitaus dem Register 40 fach klei- ner als diejenige des Einschreibens.
Jeder Konzentrator besitzt einen eigenen Stromkreis B (innerer) im Hauptamt (Fig. 2). Den eigentlichen Konzentrator A (äusserer) zeigt Fig. l. Im folgenden werden daher die Bezeichnungen Konzentrator B und Konzentrator A verwendet. Der Code rk + Pk gelangt über den Nachrichtenkanal --16-- und den Anschluss CI'in den Konzentrator B (Fig. 2).
Die Codespaltschaltung-18-bringt den Adressencode Pk an die Ergänzungsschaltung --22-- und die Verzögerungsschaltung--23--, wohingegen der Amplitudencode rk in das Register --104-- gelangt.
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den mittels der Schalter --105-- die aus den Konzentratoren eintreffenden Codes der Reihe nach an den Verstärker --116-- geschaltet, so dass die aus sämtlichen Konzentratoren des Amtes austretenden Codes nacheinander am Ausgangsteil des Verstärkers-116-aufscheinen. Da im vorliegenden Beispiel während einer Abtastungszeit To aus einem Konzentrator 6 Codes austreten, müssen bei Z = 100 Konzentratoren
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wird, so dass der Schalter während einer Zeit von To/6 die Eingänge 1.... C.... Z sechsmal abtastet.
Im Gleichlauf mit dem Schalter --115--löst ein Impuls mit Hilfe des Codezeit-Transformators - 105- (Fig. 2) den im Register --104-- gespeicherten Code aus, wobei der Auslöseimpuls vom Schalter --117-- über die Anschlüsse CO" (Fig. 3)-Co" (Fig. 2) an den Stromkreis des Codezeit- Transforma- tors --105-- gebracht wird.
Die am Ausgang des Verstärkers-116-- der Reihe nach auftretenden Codes gelangen gleichzeitig an die Eingänge II sämtlicher Konzentratoren, wobei immer nur derjenige Code weitergeleitet wird, dessen erster Adressencode Sc der Zahl C des betreffenden Konzentrators entspricht. Die Codespaltschaltung - 118- (Fig. 2) trennt den Code Sc ab.
Die über die den Stromkreisen --23 und 22-entsprechenden
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Codes pf + rk verlassen über den Schalter --121--, das Register-122-, den Codezeit-Transformator --123-- und den Kabelanschluss CII den Ausgangsteil. Der an den Eingang CII'des KonzentratorsA (Fig. l) gelangende Code rk tritt in die Codespaltschaltung-18-ein und wird in der Decodierschaltung --19-- in einen mit der am Eingang k genommenen Probe verhältnisgleichen Impuls umgewandelt. Der Adressencode pf betätigt über die Stromkreise --23 und 22-- den Ausgangsschalter --20r-, womit der Impuls an den Ausgang f gelangt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Nachrichtenübertragung mittels eines Zeitmultiplexsystems in einem Fernamt, welche aus zwei Hauptteilen besteht, von welchen der eine die Eingangskanäleaufnimmt und der andere die Ausgangskanäle aussendet und der Eingangsteil einen Nachrichten-Probeentnahmestromkreis enthält, wobei der Ausgangsteil einen Schalter zur Aussendung der Nachrichten an die Ausgangsleitung aufweist, und der Eingangsteil einen für den Ausgang kennzeichnende Adressen, Amplituden- oder Adressencodes gebenden Stromkreis, einen dazu angeschlossenen und mittels des Schalters des Probe- entnahmestromkreises synchron betätigten Adressenschalter aufweist,
wobei der Probeentnahmeschalter und der Adressenschalter unter Zwischenfügung eines Vereinigungsstromkreises und über eine Nachrichtenübertragungskette an den Ausgangsteil angeschlossen ist, und der Ausgangsteil einen aus den Adressen Schaltzeichen bildenden Stromkreis sowie einen dazu angeschlossenen, den Ausgangsschalter betätigenden Stromkreis, weiters einen die Nachrichten unter Zwischenfügung des Ausgangsschalters an den entsprechenden Ausgangskanal anschaltenden Stromkreis aufweist, so dass an die aus dem Eingangszeichen genommene Amplitudenprobe oder an den aus dieser Amplitudenprobe gebildeten Code eine der Indexzahl des Ausganges entsprechende Amplitude oder ein entsprechender Code, eine sogenannte Adresse zugeordnet wird, mit dieser Adresse alle Eingänge der Betätigungsorgane aller Ausgangsschalter beaufschlagt werden,
wobei nur der der Adresse entsprechend eingestellte Ausgangsschalter betätigt wird, welcher die Amplitudenprobe oder den aus dieser Probe gebildeten Code an den bezeichneten Ausgangskanal weiterleitet, nach Stammpatent Nr. 249760, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vereinigungsstromkreis und der Nachrichtenübertragungskette (16) ein Register (100) zum Empfang und zur Speicherung einer entsprechenden Anzahl von Coden und in Reihe mit diesem Register (100) ein Codezeit-Transformator (102) zur zeitlichen Verteilung der gespeicherten Code vorgesehen sind.