Zeitmultiplex-Fernmeldeanlage
Die Erfindung betrifft eine Zeitmultiplex-Fernmel- deanlage.
Eine solche Fernmeldeanlage ist aus der niederländischen Auslegeschrift Nr. 65 17077 bekannt. Bei dieser bekannten Fernmeldeanlage werden nicht nur eingangsseitig, sondern auch ausgangsseitig Umsetzungsvorrichtungen verwendet, was einen erheblichen Aufwand mit sich bringt. Durch passende Wahl der Anzahl von Zeitintervallen in dem Zyklus kann ein blockierungsfreies Fernmeldesystem realisiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernmeldeanlage der erwähnten Art zu schaffen, die eine bestimmte, in der Praxis normalerweise zulässige Blockierungswahrscheinlichkeit erlaubt und erhebliche wirtschaftliche Vorteile, insbesondere in bezug auf die Anzahl erforderlicher Umsetzungsvorrichtungen bietet.
Die Fernmeldeanlage nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an je einem Ausgang des Schaltnetzwerkes je ein Eingang einer Verteilungsvorrichtung angeschlossen ist, die mit je einer Anzahl von Ausgängen und mit Torschaltungen zur Herstellung von Verbindungen zwischen dem Eingang und jedem Ausgang in ausgewählten Zeitintervallen des genannten Zyklus versehen sind, und dass die Ausgänge jeder Verteilungsvorrichtung an gesonderte Sendevorrichtungen angeschlossen sind, die mit gesonderten, abgehenden Hauptverbindungsleitungen verbunden und zum Aussenden der empfangenen Informationen in der Reihenfolge des Eintreffens eingerichtet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Übersicht einer bekannten Fernmelde- anlage;
Fig. 2 eine Übersicht einer Fernmeldeanlage nach der Erfindung, und
Fig. 3 einen Zyklus der Fernmeldeanlage nach Fig. 2.
Die in Fig. 1 in einer Übersicht dargestellte Fernmeldeanlage mit Zeitmultiplex enthält eine Anzahl ankommender Hauptverbindungsleitungen 100, 101 und eine Anzahl abgehender Hauptverbindungsleitungen 102, 103. Die Fernmeldeanlage hat einen Arbeitszyklus, der sich stets wiederholt. Die Wiederholungsfrequenz der Arbeitszyklus beträgt z. B. 8000 Hz, was einer Zykluszeit von 125 ,usec entspricht. Jede Hauptverbindungsleitung hat eine Anzahl von Kanälen mit Zeitmultiplex, die je ein gesondertes Zeitintervall des Arbeitszyklus benutzen. Der Arbeitszyklus ist zu diesem Zweck in eine Anzahl untereinander gleicher Zeitintervalle unterteilt, deren Anzahl gleich der Anzahl von Kanälen einer Hauptverbindungsleitung ist. Die Anzahl von Kanälen pro Hauptverbindungsleitung beträgt z. B. 24.
Der Arbeitszyklus ist dann in 24 gleiche Zeitintervalle unterteilt. Diese Zeitintervalle können reihenmässig von 1 bis 24 numeriert werden. Die Bezeichnung T12 z. B. deutet das Zeitintervall der Nummer 12 an. Die Kanäle der ankommenden Hauptverbindungsleitungen werden ankommende Kanäle und die Kanäle der abgehenden Hauptverbindungsleitungen werden abgehende Kanäle genannt. Eine Bezeichnung wie z. B. 100-T21 deutet den Kanal des Hauptewges 100 an, der das Zeitintervall mit der Nummer 21 benutzt. Die Signalübertragung durch jeden Kanal erfolgt durch Impulskodemodulation (PCM). Die Information in einem Zeitintervall wird durch ein aus einer Gruppe von Binärzahlen gebildetes Kodewort gebildet.
Jede ankommende Hauptverbindungsleitung ist an den Eingang einer gesonderten, ankommenden Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Information eines ersten Zeitintervalles des Arbeitszyklus auf ein beliebiges zweites Zeitintervall des Arbeitszyklus angeschlossen. Ferner ist jede abgehende Hauptverbindungsleitung an den Ausgang einer gesonderten, abgehenden Umsetzungsvorrichtung angeschlossen. In Fig. 1 be zeichnen 104 und 105 die Umsetzungsvorrichtungen der ankommenden Hauptverbindungsleitungen 100 und 101 und 106 und 107 die Umsetzungsvorrichtungen der abgehenden Hauptverbindungsleitungen 102 und 103.
Die Ausgänge der ankommenden Umsetzungsvorrichtungen haben eine Verbindung mit den Eingängen der abgehenden Umsetzungsvorrichtungen durch ein Raum vielfach-Schaltnetzwerk 108. Das Schaltnetzwerk enthält zwei Gruppen von Leitungen, die eine zweidimensionale Reihe von Kreuzungspunkten bilden. Jedem Kreuzungspunkt ist eine Torschaltung zugeordnet, die in der Figur durch einen Kreis um den Kreuzungspunkt angedeutet und zwischen den den Kreuzungspunkt bildenden Leitungen geschaltet ist. Die Ausgänge der ankommenden Umsetzungsvorrichtungen sind an gesonderte Leitungen der einen Gruppe von Leitungen und die Eingänge der abgehenden Umsetzungsvorrichtungen sind an gesonderte Leitungen der anderen Gruppe von Leitungen angeschlossen.
Fig. 1 zeigt die Torschaltungen 109, 110, 111 und 112, die den Kreuzungspunkten der Leitungen zugeordnet sind, die an die Umsetzungsvorrichtungen 104 und 105 angeschlossen sind, und der Leitungen, die an die Umsetzungsvorrichtungen 106 und 107 angeschlossen sind. Durch wiederholtes Betätigen einer Torschaltung kann eine Verbindung zur Übertragung von Information zwischen dem Ausgang einer ankommenden Umsetzungsvorrichtung und dem Eingang einer abgehenden Umsetzungsvorrichtung hergestellt werden.
Eine Verbindung zur Informationsübertragung zwischen einem ankommenden Kanal und einem abgehenden Kanal der Fernmeldeanlage wird anhand eines Beispiels erläutert. Es sei vorausgesetzt, dass der ankommende Kanal 100-T21 und der abgehende Kanal 103-T17 einen Teil einer einzigen, ununterbrochenen Verbindung bilden und, dass diese Verbindung im Schaltnetzwerk 108 das Zeitintervall T8 beansprucht, Die ankommende Umsetzungsvorrichtung 104 setzt die im Zeitintervall T21 durch den Kanal 100-T21 empfangene Information auf das Zeitintervall T8 des nächstfolgenden Arbeitszyklus um. Das Gatter 110, das im Zeitintervall T8 leitend gemacht werden soll, setzt diese Information auf die abgehende Umsetzungsvorrichtung
107 um, welche die Information auf das Zeitintervall T21 umsetzt und dann einer Hauptverbindungsleitung 103 zuführt.
Die Umsetzungsvorrichtungen und die Gatter werden in bekannter Weise durch nicht dargestellte Zirkularspeicher gesteuert, die die für jede Verbindung notwendige Information enthalten.
Die beschriebene bekannte Fernmeldeanlage kann einen Zustand einer internen Sperrung aufweisen. Ein Versuch zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem ankommenden Kanal und einem abgehenden Kanal scheitert, wenn an dem Ausgang der ankommenden Umsetzungsvorrichtung und an dem Eingang der abgehenden Umsetzungsvorrichtung kein gemeinsames, freies Zeitintervall gefunden werden kann. Eine Fernmeldeanlage, die frei von Innensperrung ist, kann dadurch erhalten werden, dass in dem Schaltnetzwerk 108 2n [theoretisch: (2n-1)] Zeitintervalle pro Arbeitszyklus vorgesehen werden, wobei n die Anzahl von Zeitintervallen pro Arbeitszyklus in einer Hauptverbindungsleitung bezeichnet.
Die ankommenden Umsetzungsvorrichtungen sind in diesem Falle zum Umsetzen der Information von einem ersten der n Zeitintervalle am Eingang auf ein beliebiges, zweites der 2n Zeitintervalle am Ausgang eingerichtet. Die abgehenden Umsetzungsvorrichtungen sind in diesem Falle zum Umsetzen der Information von einem ersten der 2n Zeitintervalle am Eingang auf ein beliebiges, zweites der n Zeitintervalle am Ausgang eingerichtet. Die Zeitintervalle, die auf den Hauptverbindungsleitungen vorgesehen werden, werden weiter unten Kanalzeitintervalle genannt, um diese von den Zeitintervallen im Schaltnetzwerk zu unterscheiden, die weiter unten Schaltzeitintervalle genannt werden.
Bei einem Versuch zum Herstellen einer Verbindung in einer Fernmeldeanlage sind am Ausgang der ankommenden Umsetzungsvorrichtung maximal (n-1) Zeitintervalle besetzt und auch an dem Eingang der abgehenden Umsetzungsvorrichtung werden höchstens (n-1) Zeitintervalle verwendet, so dass insgesamt an dem Ausgang und dem Eingang höchstens 2(n-1) Zeitintervalle besetzt sind. Im theoretischen Falle, dass (2n-1) Zeitintervalle vorgesehen sind, wird somit bei jedem Versuch zum Herstellen einer Verbindung an dem Ausgang und dem Eingang mindestens ein gemeinsames Zeitintervall nicht verwendet.
Die oben beschriebene Fernmeldeanlage enthält im Prinzip eine Umsetzungsvorrichtung für jede ankommende und für jede abgehende Hauptverbindungsleitung, wodurch die Anlage verhältnismässig teuer ist. Während die Fernmeldeanlage in einfacher Weise durch eine sogenannte Expansion in der Anzahl von Zeitintervallen von 2n : n nicht sperrend gemacht werden kann, bietet sie nicht die Möglichkeit, apparative Einsparungen, d. h.
eine wirtschaftlichere Anlage zu erzielen, in der eine bestimmte Sperrmöglichkeit zugelassen wird. Es sei dabei bemerkt, dass bei der übergrossen Mehrheit jeder bisher in der Praxis hergestellten Femmeldeanlagen aus wirtschaftlichen Gründen eine bestimmte Sperrmöglichkeit zugelassen wird. Es wird einleuchten, dass eine Verringerung der Anzahl von Schaltzeitintervallen von 2n auf eine kleinere Anzahl in der beschriebenen Fernmeldeanlage zwar die Sperrmöglichkeit ansteigen lässt, aber nicht gleich eine wirtschaftliche Einsparung mit sich bringt.
Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip der vorliegenden Fernmeldeanlage im Vergleich zur bekannten Fernmeldeanlage der Fig. 1. Fig. 2 enthält eine Anzahl von Gruppen ankommender Hauptverbindungsleitungen und eine Anzahl von Gruppen abgehender Hauptverbindungsleitungen. In Fig. 2 sind zwei Gruppen ankommender Hauptverbindungsleitungen mit 200 bzw. 201 bezeichnet und zwei Gruppen abgehender Hauptverbindungsleitungen mit 202 bzw. 201 bezeichnet und zwei Gruppen abgehender Hauptverbindungsleitungen mit 202 bzw. 203 bezeichnet. Die Bezeichnungen 200-1, 200-2, 200-3 und 200-4 dienen zur Angabe der gesonderten Hauptverbindungsleitungen der Gruppe 200 und die Bezeichnungen 203-1, 203-2, 203-3 und 203-4 dienen zur Angabe der gesonderten Hauptverbindungsleitungen der Gruppe 203. Eine Angabe wie z.
B. 200-2 T21 dient dazu, den Kanal der Hauptverbindungsleitung 200-2 anzugeben, der das Zeitintervall T21 benutzt. In der dargestellten Fernmeldeanlage enthält jede Gruppe vier Hauptverbindungsleitungen. Diese Anzahl wird nur beispielsweise genannt; in der Praxis kann sie grösser oder kleiner sein. DieAnzahlvon vier kann jedoch unter Umständen ein Optimum darstellen.
In Fig. 3 bezeichnen C1 und C2 zwei aufeinanderfolgende Arbeitszyklen der Fernmeldeanlage. Jeder Zyklus ist in 24 untereinander gleiche Kanal-Zeitinter valle aufgeteilt, die durch Ti, T2, Ts... T24 bezeichnet sind. Jedes Kanalzeitintervall ist in zehn unterein wander gleiche Unterzeitintervalle oder Schaltzeitintervalle aufgeteilt, die durch So, Sir,... Ss bezeichnet sind.
Eine Bezeichnung wie Tr-Ss deutet das Schaltzeitintervall Ss des Kanalzeitintervalles Ti an. Die Gesamtzahl von Schaltzeitintervallen innerhalb eines Arbeitszyklus beträgt 240. Die Dauer eines Schaltzeitintenal- les beträgt somit 0,52 ,sec. Die Informationsübertragung von einem ankommenden Kanal auf einen abgehenden Kanal erfolgt in Reihen-Parallelform, wobei die gesonderten I(odewörter in Reihenfolge nacheinander, die gesonderten Binärziffern jedes Kodewortes jedoch parallel gleichzeitig übertragen werden.
Da jede Hauptverbindungsleitung normalerweise zur tZbertra- gung der gesonderten Binärziffern jedes Kodewortes in Reihe nacheinander eingerichtet ist, ist jede ankommende Hauptverbindungsleitung an einen Reihen-Parallel-Umsetzer angeschlossen und ist jede abgehende Hauptverbindungsleitung an einen Parallel-Reihen-Umsetzer angeschlossen. In Fig. 2 bezeichnen 204 und 205 zwei Gruppen von Reihen-Parallel-Umsetzern, die zu den Gruppen ankommender Hauptverbindungsleitungen 200 und 201 gehören, während 206 und 207 zwei Gruppen von Parallel-Reihen-Umsetzern bezeichnen, die zu den Gruppein abgehender Hauptverbindungsleitungen 202 und 203 gehören. Die gesonderten Reihen-Parallel Umsetzer der Gruppe 204 sind in Fig. 2 durch 204-1, 204-2, 204-3 und 204-4 bezeichnet.
Jeder dieser Umsetzer ist an eine gesonderte Hauptverbindungsleitung der Hauptverbindungsleitung 200-1, 200-2, 200-3 und 200-4 angeschlossen. Die gesonderten Parallel-Reihen Umsetzer der Gruppe 207 sind durch 201-1, 207-2, 207-3 und 207-4 bezeichnet. Jeder dieser Umsetzer ist an eine gesonderte Hauptverbindungsleitung der Hauptverbindungsleitung 203-1, 203-2, 203-3 und 203-4 angeschlossen.
Jede Gruppe der ankommenden Hauptverbindungsleitungen ist mit einer gesonderten ankommenden Umsetzungsvorrichtung versehen, die von den Hauptverbindungsleitungen der Gruppe gemeinsam benutzt wird.
In Fig. 2 bezeichnen 212 und 213 die Umsetzungsvorrichtungen der Gruppen der ankommenden Hauptverbindungsleitungen 200 und 201. Da jede ankommende Umsetzungsvorrichtung mit vier Hauptverbindungsleitungen bzw. mit 4n ankommenden Kanälen zusammenwirkt, sollen am Ausgang der abgehenden Umsetzungsvorrichtung und im Schaltnetzwerk mindestens 4n gesonderte Schaltzeitintervalle pro Arbeitszyklus vorgesehen werden. Tatsächlich enthält jeder Arbeitszyklus 10n Schaltzeitintervalle (Fig. 3) entsprechend einer Expansion der Anzahl von Schaltzeitintervallen von 4n. Die in dem gleichen Kanalzeitintervall auf den gesonderten ankommenden Hauptverbindungsleitungen einer Gruppe auftretende Information wird in Reihe der Umsetzungsvorrichtung der Gruppe zugeführt. Zu diesem Zweck ist jede Gruppe ankommender Hauptverbindungsleitungen mit einer Multiplexvorrichtung versehen.
In Fig. 2 werden die Multiplexvorrichtungen der Gruppen 200 und 201 durch 208 und 209 bezeichnet.
Die Multiplexvorrichtung einer Gruppe ankommender Hauptverbindungsleitungen enthält eine Anzahl von Gattern, die ie für sich zwischen dem Ausgang eines gesonderten Reihen-Parallel-Umsetzers und dem Eingang der Umsetzungsvorrichtung der Gruppe geschaltet sind. Die Multiplexvorrichtungen sind einander gleich.
In Fig. 2 sind die Gatter der Multiplexvorrichtung 208 bei 208-1, 208-2, 208-3 und 208-4 angedeutet. Ein im Kanalzeitintervall Tx empfangenes Kodewort wird dem Ausgang des Reihen-Parallel-Umsetzers während des Zeitintervalles (x + 1) in Parallelform angeboten. Die in einem Kanalzeitintervall den Ausgängen einer Gruppe von Reihen-Parallel-Umsetzern angebotenen Kodewörter werden in gesonderten Unterzeitintervallen des Kanalzeitintervalles dem Eingang der Umsetzungsvorrichtung der Gruppe zugeführt. Die zwischen den Ausgängen der Reihen-Parallel-Umsetzern und dem Eingang der Umsetzungsvorrichtung eingeschalteten Gatter werden zu diesem Zweck in geeigneten Subzeitintervallen leitend gemacht.
In Fig. 2 wird durch entsprechende Angaben angedeutet, dass die Gatter 208-1, 208-2, 208-3 und 208-4 nacheinander in den Subzeitintervallen S0, Si, S2 und S3 leitend gemacht werden. Die ankommenden Umsetzungsvorrichtungen 212 und 213 sind je zum Umsetzen von Information von einem ersten Schaltzeitintervall des Arbeitszkylus auf ein beliebiges zweites Schaltzeitintervall eingerichtet. In dieser Hinsicht gibt es keinen grundsätzlichen Unterschied in der Wirkung zwischen den ankommenden Umsetzungsvorrichtungen der Anlagen nach den Fig. 1 und 2.
Jede Gruppe abgehender Hauptverbindungsleitungen ist mit einer gesonderten, selektiven Verteilungsvorrichtung versehen. In Fig. 2 bezeichnen 210 und 211 die Verteilungsvorrichtungen der Gruppen 202 und 203. Die Ausgänge der ankommenden Umsetzungsvorrichtungen 212 und 213 haben eine Verbindung mit den Eingängen der selektiven Verteilvorrichtungen 210 und 211 durch das Schaltnetzwerk 214, das in gleicher Weise wie das Schaltnetzwerk 108 der Fig 1 zusammengebaut ist. Fig. 2 zeigt die Gatter 215, 216, 217, 218 die zwischen den Ausgängen der Umsetzungsvorrichtungen 212 und 213 einerseits und den Eingängen der Verteilvorrichtungen 210 und 211 andererseits eingeschaltet sind.
Die Verteilvorrichtungen einer Gruppe abgehender Hauptverbindungsleitungen enthält eine Anzahl von Gattern, die zwischen dem Eingang der Verteilvorrichtung und dem Eingang eines gesonderten Parallel-Reihen-Umsetzers eingeschaltet sind. Die Verteilvorrichtungen sind einander gleich. In Fig. 2 bezeichnen 211-1, 211-2, 211-3 und 211-4 die Gatter der Verteilvorrichtung 211. Das Gatter 211-1 ist zwischen dem Eingang der Verteilvorrichtung 211 und dem Eingang des Parallel-Reihen-Umsetzers 207-1, das Gatter 211-2 ist zwischen dem Eingang der Verteilvorrichtung 211 nnd dem Eingang des Parallel-Reihen-Umsetzers 207-2, usw. eingeschaltet.
Eine Verbindung in der Fernmeldeanlage nach Fig.
2 wird anhand eines Beispiels erläutert. Es sei angenommen, dass eine fortlaufende Verbindung zwischen dem ankommenden Kanal 200-2-T18 und dem abgehenden Kanal 203-3-T12 vorliegt und dass die Verbindung in dem Schaltnetzwerk 214 das Schaltzeitintervall T1 1-S7 benutzt, also das Subzeitintervall 5, des Kanalzeitintervalles Tell. Die im Kanalzeitintervall Tis über die Hauptverbindungsleitung 200-2 empfangene Information wird dem Ausgang des Reihen-Parallel Umsetzers 204-2 in dem Kanalzeitintervall Tio angeboten. In dem Schaltzeitintervall Tls-Sl wird die Information durch das Gatter 208-2 dem Eingang der Umsetzungsvorrichtung 212 zugeführt. Diese Umsetzungsvorrichtung setzt die Information auf das Schaltzeitintervall Tll-S, um.
Das Gatter 216 wird in dem Schaltzeitintervall Tll-S7 leitend gemacht und trägt die Information des Ausganges der Umsetzungsvorrichtung 212 auf den Eingang derVerteilvorrichtung 211 über. In dieser Verteilvorrichtung wird das Gatter 2113 in dem Schaltzeitintervall Tll-S7 leitend gemacht, um die Information von dem Eingang der Verteilvorrichtung auf den Eingang des Parallel-Reihen-Umsetzers 207-3 zu übertragen, der die Information in dem nächstfolgenden Kanalzeitintervall Tn in Reihenform der abgehenden Hauptverbindungsleitung 203-3 zuführt. Die ankommenden Umsetzungsvorrichtungen 212 und 213, das Schaltnetzwerk 314 und die Verteilvorrichtungen 210 und 211 können in bekannter Weise durch nicht dargestellte Zirkularspeicher gesteuert werden, die die für jede Verbindung notwendige Information enthalten.
Für die Verbindung mit dem abgehenden Kanal 203-3-Tr2 wird das Schaltzeitintervall Tll-S7 benutzt.
Insgesamt gibt es für den abgehenden Kanal 203-3-Tt2 zehn Verbindungsmöglichkeiten über die zehn Schaltzeitintervalle Tll-Sk (k = 0, 1,... 9). In ähnlicher Weise kann jeder abgehende Kanal über zehn verschiedene Schaltzeitintervalle erreicht werden. Die zehn Verbindungsmöglichkeiten für jeden ankommenden Kanal mit jedem abgehenden Kanal ergeben eine erhebliche Verringerung der möglichen Sperre beim Versuch der Herstellung einer Verbindung mit einem abgehenden Kanal.
Die Blockierungswarscheinlichkeit des beschriebenen Fernmeldesystems kann annähernd durch die Gleichung:
EMI4.1
dargestellt werden, wobei Ws die Wahrscheinlichkeit, m die Anzahl von Hauptverbindungsleitungen pro Umsetzungsvorrichtung, e einen Expansionsfaktor und 27 den Wirkungsgrad der ankommenden Kanäle bezeichnen. In diesem Beispiel gilt: m = 4, e m = 10 e = 2,5.
Der Anzahl von Subzeitintervallen des Arbeitszyk Ins e.m.n. stellt die beschränkende Arbeitsgeschwindigkeit der Komponenten eine gewisse obere Grenze. In der Praxis ist der Wert von n, d. h. die Anzahl Kanäle pro Hauptverbindungsleitung meistens fixiert. Der Faktor m wird vorzugsweise möglichst gross gewählt, um die Anzahl von Umsetzungsvorrichtungen möglichst -gering zu halten, jedoch erfolgt dies unter dem Gesichtspunkt, dass der durch die Wahl vom m festgelegte Wert von e eine hinreichend niedrige Blockierungswahrscheinlichkeit ergibt.
Die Wirkungsweise eines Parallel-Reihen-Umsetzers, der Information in Parallelform in einem Schaltzeitintervall TX-Sy empfängt und diese Information in Reihenform in einem Kanalzeitintervall T(x +1) aussendet, ist im Prinzip gleich dem eines Parallel-Reihen-Umsetzers, der Information in einem Kanalzeitintervall Tx empfängt und diese Information in dem Kanalzeitinter vall T(n+l) aussendet, da es im Prinzip unwesentlich ist, ob die empfangene Information das ganze Kanalzeitintervall Tx beansprucht oder nur ein Subzeitintervall Sv desselben. Parallel-Reihen-Umsetzer letzterer Art sind in der Technik bekannt und lassen sich ohne grundsätzliche änderungen in auf der Hand liegender Weise in der Fernmeldeanlage nach Fig. 2 verwenden.
Ein Vorteil der Fernmeldeanlage nach Fig. 2 liegt darin, dass Parallel-Reihen-Umsetzer benutzt werden können, die in den meisten der Fernmeldeanlagen mit Zeitmultiplex und Impulskodemodulation bereits vorhanden sind.