CH620804A5 - Method and device for the digital transmission of messages and additional information with positive-negative stuffing. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Stopfrahmens, bei dem mehrere Grundrahmen einen Überrah-Nachrichtenübertragung, bei dem mehrere zueinander pie- men bilden, in dem die Stopfkanäle einzelnen Informationska-siochrone Impulsfolgen zur Übertragung über ein Zeitmulti- nälen zugeordnet sind und zusammen mit einer Stopfrahmen-plexsystem unter sendeseitigem Hinzufügen positiver Stopfim- 65 kennung übertragen wird.

pulse bei jeder plesiochronen Impulsfolge zu niedriger Impuls- Bei einer Übertragung mehrerer Zusatzinformationen ist folgefrequenz und unter Weglassen von als negative Stopfim- nur eine gemeinsame Stopfrahmenkennung erforderlich.

pulse bezeichneten Impulsen bei jeder plesiochronen Impuls- Für die praktische Durchführung der Erfindung ist es vor-

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teilhaft, wenn jede Zusatzinformation als vierstelliges Codewort ausgebildet wird, in dem die ersten drei Stellen der Stopfinformation und die letzte Stelle - bei negativem Stopfen - dem zugehörigen Informationsbit zugeordnet sind. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn bei Nichtstopfen alternierend auf vier Einsen vier Nullen folgen, wenn bei Positivstopfen zweimal vier Nullen aufeinanderfolgen und wenn bei Negativstopfen auf vier Einsen drei weitere Einsen und das dazugehörige Informationsbit folgen.

Werden eine oder mehrere Zusatzinformationen in einem System PCM 30 übertragen, so erfolgt dies in den Kennzeichenkanälen, wobei der Stopfrahmen ein Überrahmen zum Kennzeichenrahmen und ein Über-Überrahmen zu den Grundrahmen ist. Die Stopfrahmenkennung kann dabei in den zwei unbenutzten Bits des Meldeworts im Kennzeichenrahmen übertragen werden. Dabei ist eine Stopfrahmenkennung von Vorteil, die aus einer alternierenden Folge Null-Null, Null-Eins, Eins-Null und Eins-Eins besteht.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist empfangsseitig eine Synchronisiereinrichtung mit einem,

einem Durchlauf des Multiplexsignales dienenden Schieberegister, mit einer an dieses angeschlossenen Rahmensynchronisierschaltung und einer an dieses angeschlossenen Mehrfach-rahmensynchronisierschaltung vorgesehen, von denen die erstere einen ersten Teiler für Takte und die letztere einen zweiten Teiler für Takte steuert, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein vom Schieberegister und von der Mehrfachrah-mensynchronisierschaltung gesteuerte Stopfrahmensynchroni-sierschaltung vorgesehen ist und dass ein von der Stopfrahmen-synchronisierschaltung und dem zweiten Teiler gesteuerter dritter Teiler für Takte vorgesehen ist.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn in der Stopfrahmensynchroni-sierschaltung eine Überwachungsschaltung für den Stopfrahmen im synchronen Zustand und eine Erkennungsschaltung zur Erkennung des Stopfrahmens und zur Steuerung des dritten Teiles vorgesehen ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Datenmultiplexgerät.

Fig. 2 zeigt ein Dateneinfügungsgerät.

Fig. 3 zeigt einen Pulsrahmen.

Fig. 4 zeigt eine Tabelle der Codewörter im sechzehnten Zeitabschnitt der Grundrahmen.

Fig. 5 zeigt eine Tabelle der Zusatzinformation in einem Über-Überrahmen.

Fig. 6 zeigt eine Tabelle der Stopfrahmenkennung im Über-Überrahmen.

Fig. 7 zeigt eine empfangsseitige Synchronisiereinrichtung einer Digital-Multiplex-Einrichtung.

Fig. 8 zeigt eine Stopfrahmensynchronisierschaltung und

Fig. 9 zeigt einen zweistufigen Teiler.

Fig. 1 zeigt das Prinzip einer Digital-Multiplex-Einrichtung in der dreissig Digitalsignale einer Nennbitrate 64 kbit/s zu einem Digital-Multiplex-Signal einer Nennbitrate 2048 kbit/s gebündelt werden.

Fig. 2 zeigt eine Dateneinfügungseinrichtung, in die ein 2048-kbit/s-Signal eingespeist wird, dessen Kapazität nicht voll ausgenutzt ist. Weiter werden einige 64-kbit/s-Signale zugeführt, die in das 2048-kbit/s-Signal eingefügt werden, soweit Kapazität frei ist.

Fig. 3 zeigt mit den Zahlen I bis XVI bezeichnete Grundrahmen eines Systems PCM 30. In den Zeitabschnitten 1 bis 15 und 17 bis 31 jedes Grundrahmens werden codierte Fernsprechsignale übertragen. In jedem Zeitabschnitt 0 jedes ungeradzahligen Grundrahmens I, III, V... wird ein Rahmenkennungswort und in jedem Zeitabschnitt 0 eines geradzahligen Grundrahmens II, IV, VI... wird ein Meldewort übertragen. D ist ein Meldebit für dringenden Alarm, N ein Meldebit für nicht dringenden Alarm, X ein reserviertes Bit für internationale Verwendung und Y ein reserviertes Bit für nationale Verwendung. Der Zeitabschnitt 16 jedes Grundrahmens dient der Kennzeichenübertragung, wobei die sechzehn Grundrahmen I bis XVI einen Überrahmen bilden. Die ersten vier Bits des sechzehnten Zeitabschnitts des Grundrahmens I dienen zur Übertragung der Kennzeichenrahmenkennung und die Bits 6 und 7 der Übertragung eines Meldewortes. Die Bits 5 und 8 sind unbenutzt. In den Zeitabschnitten 16 der Grundrahmen II bis XVI werden jeweils zwei Kennzeichenwörter von 4 Bits übertragen, die jeweils einem Sprachkanal zugeordnet sind.

In der Dateneinfügungseinrichtung nach Fig. 2 sei beispielsweise der Kanal 1 unbenutzt, was zur Folge hat, dass auch die ersten vier Bits im Zeitabschnitt 16 des Grundrahmens II frei sind. Diese vier Bits würden zur Übertragung der Zusatzinformation ausreichen. Jedoch ist deren Verfälschung durch mehrere nebeneinanderliegende gleichzeitig von Störungen betroffene Bits zu befürchten.

Aus diesem Grund wird für das Zusatzsignal nur eines der freien Bits verwendet. Da das Zusatzsignal vier Bits enthält, wird ein Über-Überrahmen aus 4 • 16 = 64 Grundrahmen gebildet. Das Zusatzsignal steckt demnach im ersten Bit des Zeitabschnitts 16 der Grundrahmen II, XVIII, XXXIV und L. Zur Rahmenkennung dieses Stopfrahmens wird mindestens eines der freien Servicebits 5 und 8 im Zeitabschnitt 16 des Grundrahmens I verwendet.

Fig. 4 zeigt eine Tabelle, die die Belegung des Zeitabschnitts ZA 16 der Grundrahmen GR I bis XVI zeigt.

Fig. 5 zeigt in einer weiteren Tabelle, wie das Bit al des Grundrahmens II im Über-Überrahmen belegt wird, wenn kein Stopfen -0-, Positivstopfen + oder Negativstopfen — vorliegt. In den ersten drei Bits jeder Zusatzinformation ist die geschützte zweiwertige Stopfinformation enthalten. Das vierte Bit enthält im Falle des Negativstopfens ein Informationsbit J.

Fig. 6 zeigt tabellarisch, wie die freien Servicebits XI und X2 im Zeitabschnitt 16 bei ihrem jeweiligen Auftreten im Grundrahmen II, XVIII usw. beaufschlagt werden. Damit kann der Empfänger den Anfang der Zusatzinformationen erkennen. Eine Zusatzinformation nimmt eine Übertragungszeit von 8 ms ein. Demgegenüber ist bei ungünstiger Lage der Bitraten in ihren Toleranzbereichen nur etwa alle 100 ms ein Stopfvor-gang erforderlich.

Fig. 7 zeigt eine empfangsseitige Synchronisiereinrichtung einer Digital-Multiplex-Einrichtung, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitet. Die Synchronisiereinrichtung besteht aus einem 8-Bit-Schieberegister SR, einer Rahmensynchronisierschaltung RS, einer Mehrfachrahmenoder Kennzeichenrahmensynchronisierschaltung MRS, einer Stopfrahmensynchronisierschaltung SS, einem neunstufigen Teiler TL1, einem dreistufigen Teiler TL2 und einem zweistufigen Teiler TL3. Die Erfindung wird mit der Stopfrahmensyn-chronisierschaltung SS und dem Teiler TL3 realisiert.

Der neunstufige Teiler TL1 erzeugt aus einem 2048-kHz-Takt am Eingang TE die Grundtakte von 1048 kHz bis 4 kHz. 4 kHz ist die Wiederholfrequenz des Rahmenkennungswortes, das nur in jedem zweiten Grundrahmen vorkommt. Der Teiler TL1 kann durch einen Rücksetzimpuls am Eingang C3 auf Null gesetzt werden. Der zweite dreistufige Teiler TL2 erzeugt aus dem 4-kHz-Takt Takte mit den Frequenzen 2 kHz, 1 kHz und 500 Hz. 500 Hz ist die Wiederholfrequenz des Rahmenkennungswortes des Mehrfachrahmens. Der zweite Teiler TL2 kann durch einen Rücksetzimpuls am Eingang C4 auf Null gesetzt werden. Der dritte zweistufige Teiler TL3 erzeugt aus dem 500-Hz-Takt Takte mit den Frequenzen 250 Hz und 125 Hz. 125 Hz ist die Wiederholfrequenz des Stopfrahmens. Die beiden Stufen des dritten Teilers TL3 können einzeln durch Setzimpulse an den Eingängen S1 und S2 auf «Eins» oder durch Rücksetzimpulse an den Eingängen Cl und C2 auf «Null»

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gesetzt werden. tes im Zeitabschnitt 16. Wenn die Mehrfachrahmensynchroni-

Ein 2048-kbit/s-Signal am Eingang SE durchläuft das sierschaltung MRS die Mehrfachrahmenkennung erkannt hat,

8-Bit-Schieberegister SR, an dessen Ausgängen 1 bis 8 jeweils öffnet der Rücksetzimpuls am Eingang C4 kurzfristig die acht aufeinanderfolgende Bits parallel zur Verfügung stehen. NAND-Gatter G6 bis G9. Dadurch wird das JK-Flip-Flop FF3 Die Rahmensynchronisierschaltung RS erkennt und überwacht 5 des Teilers TL3 auf den logischen Wert des Bits 5 und das JK-

durch Auswertung des Rahmenkennungswortes den Rahmen- Flip-Flop FF4 auf den logischen Wert des Bits 8 gesetzt. (Zum synchronismus des 2048-kbit/s-Signals. Nach Erkennen des Setzen oder Rücksetzen von Flip-Flops in Low-Power-

Rahmenkennungswortes setzt die den Teiler TL1 durch einen Schottky-TTL-Technik muss ein «Null-Impuls» an den Eingang

Rücksetzimpuls am Eingang C3 auf «Null». Damit ist das des Pr- oder Cl-Einganges gelegt werden.) Ist der Rücksetzim-

System der Grundtakte von 4 kHz bis 1024 kHz mit dem 10 puls invertiert verfügbar, so entfällt der Inverter J. Durch diese

Grundrahmen des 2048-kbit/s-Signals synchron und alle Bit- Anordnung wird der Stopfrahmensynchronismus gleichzeitig und Worttakte des Grundrahmens können in bekannter Weise mit dem Mehrfachrahmensynchronismus hergestellt.

durch logische Schaltungen aus den Grundtakten erzeugt wer- Während des Synchronisiervorganges gibt die Mehrfach-

den. rahmensynchronisierschaltung MRS ein Signal mit dem logi-

Nachdem der Teiler TL1 synchronisiert ist, wertet die )5 sehen Zustand «Null» an den Eingang El ab. Dadurch sind die

Mehrfachsynchronisierschaltung MRS die Bits 1 bis 4 des NAND-Gatter G3 und G4 gesperrt und an den Ausgängen B5'

Codewortes im Zeitschlitz 16 aus. Sobald in diesen Bits das und B8' liegen logische Werte «Null».

Rahmenkennungswort des Mehrfachrahmens, auch Kennzei- Nach Beendigung des Synchronisiervorganges gibt die chenrahmungswort genannt, auftritt, setzt die Mehrfachrah- Mehrfachrahmensynchronisierschaltung MRS ein Signal mit mensynchronisierschaltung MRS durch einen Rücksetzimpuls 20 dem logischen Zustand «Eins» an den Eingang El ab. Damit am Eingang C4 den Teiler TL1 auf «Null». Die Stopfrahmen- sind die NAND-Gatter G3 und G4 geöffnet. Die Überwa-synchronisierschaltung SS wertet die Bits 5 und 8 des Codewor- chungsschaltung mit den Gattern Gl bis G4 vergleicht die Bits tes im Zeitabschnitt 16 aus. Sie besteht, wie Figut 8 zeigt, aus 5 und 8 im Zeitabschnitt 16 mit dem Inhalt der JK-Flip-Flops einer Überwachungsschaltung mit zwei Exklusiv-ODER-Gat- FF3 und FF4 des Teilers TL3. Stimmen die Bits 5 bzw. 8 mit tern Gl und G2 und zwei NAND-Gattern G3 und G4, die den 25 dem Inhalt des JK-Flip-Flops FF3 bzw. FF4 überein, so

Stopfrahmen im Synchronzustand überwacht, und aus einer erscheint am Ausgang B5' bzw. B8' ein logischer Zustand

Erkennungsschaltung, die den Stopfrahmen beim Synchroni- «Null».

siervorgang erkennt und den Teiler TL3 auf den entsprechenden Wert setzt. Die Erkennungsschaltung besteht, wie Figur 8 Die Mehrfachrahmensynchronisierschaltung MRS wertet zeigt, aus zwei D-Flip-Flops FF1 und FF2 sowie NAND-Gat- 30 die Signale an den Klemmen B5' und B8' in derselben Weise tern G6 bis G9 und einem Inverter J. aus, wie die Signale an den Klemmen B1 bis B4. Bei der anstei-

Der Teiler TL3 besteht aus zwei JK-Flip-Flops FF3 und genden Flanke des 8-kHz-Taktes, d. h. zu Beginn des Zeitab-

FF4, wie Figur 9 zeigt. Die JK-Flip-Flops sind in Low-Power- schnitts 16 müssten die Signale an den Klemmen B1 bis B4, B5'

Schottky-Technik realisiert. Der J-Eingang und K-Eingang des und B8' den Wert «Null» haben. Tritt zweimal hintereinander

Flip-Flops FF3 sind offen und haben dadurch bei dem verwen- 35 eine Abweichung auf, so leitet die Mehrfachsynchronisierschal-

deten Baustein den Wert logisch «Eins». tung MRS einen neuen Synchronisiervorgang ein.

Die D-Flip-Flops FF1 und FF2 übernehmen mit der anstei- Am Ausgang SA der Synchronisiereinrichtung nach Figur 7

genden Flanke des 8-kHz-Taktes die Bits 5 und 8 des Codewor- wird das 2048-kbit/s-Signal wieder abgegeben.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE folge zu hoher Impulsfolgefrequenz in einem Grundrahmen

   1. Verfahren zur digitalen Nachrichtenübertragung, bei verschachtelt werden, der Informationskanäle für Informatio-dem mehrere zueinander plesiochrone Impulsfolgen zur Über- nen, einen Synchronisierkanal für eine Rahmenkennung und tragung über ein Zeitmultiplexsystem unter sendeseitigem Hin- Stopfkanäle für eine aus Stopfinformation und - bei negativem zufügen positiver Stopfimpulse bei jeder plesiochronen Impuls- 5 Stopfen - aus einem Informationsbit bestehende Zusatzinfor-folge zu niedriger Impulsfolgefrequenz und unter Weglassen mationen enthält, und bei dem die plesiochronen Impulsfolgen von als negative Stopfimpulse bezeichneten Impulsen bei jeder empfangsseitig unter Eliminierung der Stopfimpulse getrennt plesiochronen Impulsfolge zu hoher Impulsfolgefrequenz in werden.

   einem Grundrahmen verschachtelt werden, der Informations- Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus den «Nach kanäle für Informationen, einen Synchronisierkanal für eine io richtentechnischen Fachberichten», Band 42,1972, VDE-Ver-Rahmenkennung und Stopfkanäle für eine aus Stopfinforma- lag GmbH, Berlin-Charlottenburg, Seiten 245 bis 256, bekannt, tion und - bei negativem Stopfen - aus einem Informationsbit Zur Übertragung der Zusatzinformationen werden bei dem bestehende Zusatzinformationen enthält, und bei dem die pie- dort beschriebenen System jeweils acht Bits des Rahmens ' siochronen Impulsfolgen empfangsseitig unter Eliminierung benötigt.

   der Stopfimpulse getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, 15 Aus den Seiten 235 bis 243 derselben Druckschrift ist weiter dass jede Zusatzinformation seriell unter Bildung eines eine verteilte Anordnung der Bits der Zusatzinformation im

   Stopfrahmens, bei dem mehrere Grundrahmen einen Überrah- Grundrahmen bekannt.

   men bilden, in dem die Stopfkanäle einzelnen Informationska- Aus der Zeitschrift «Fernmelde|echnik» (1971), 7, Seite 203,

   nälen zugeordnet sind, und zusammen mit einer Stopfrahmen- ist weiter ein Positivstopfverfahren bekannt, bei dem plesio-kennung übertragen wird. 20 chrone Datensignale mit der Bitrate fs in synchrone Daten-
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, signale mit der Bitrate fk>fs umgewandelt werden, die ihrerseits dass mehreren Zusatzinformationen eine gemeinsame zu einem Multiplexsignal zusammengefasst werden. Die Litera-Stopfrahmenkennung zugeordnet wird. turstelle befasst sich nur mit der Umwandlung der digitalen
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Signale. So erfolgt auch die Übertragung der Stopfinformation dass jede Zusatzinformation als vierstelliges Codewort ausge- 25 im Rahmen der einzelnen Digitalsignale und nicht im Rahmen bildet wird, in dem die ersten drei Stellen der Stopfinformation des Multiplexsignals.

   und die letzte Stelle - bei negativem Stopfen - dem zugehöri- Im CCITT-Grünbuch, Vol. III-2. Ree. G. 741, Line Transmis-

   gen Informationsbit zugeordnet sind. sion, 1973, Seite 407, werden mehrere Grundrahmen zu einem
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, Überrahmen zusammengefügt, in dem für jeden Kanal eine dass bei Nichtstopfen alternierend auf vier Einsen vier Nullen 30 Zusatzinformation übertragen wird. Die Rahmenstruktur ist folgen, dass bei Positivstopfen zweimal vier Nullen aufeinan- von vornherein so konzipiert, dass die Bits einer Zusatzinfor-derfolgen, und dass bei Negativstopfen auf vier Einsen drei wei- mation verteilt sind.

   tere Einsen und das dazugehörige Informationsbit folgen. Aus der «Siemens-Zeitschrift», 48 (1974), Beiheft Nachrich-
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, tenübertragungstechnik, Seiten 269 bis 275, ist weiter ein dass bei plesiochronen Impulsfolgen mit Kennzeichenkanälen 35 System PCM 30 beschrieben, bei dem dreissig Sprachsignale die Zusatzinformationen in diesen übertragen werden. mittels Pulscodemodulation (PCM) in dreissig Kanälen übertra-
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, gen werden. Ein weiterer Kanal dient der Übertragung einer dass in Kennzeichenkanälen vorhandenen unbenutzten Servi- Rahmenkennung oder eines Meldewortes und ein letzter im cebits die Stopfrahmenkennung zugeordnet wird. Pulsrahmen, an sechzehnter Stelle stehender, der Übertragung
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, mit zwei unbenutzten Servi- 40 von Kennzeichen für die Sprachsignale. Wie in der «Siemens-cebits, dadurch gekennzeichnet, dass als Stopfrahmenken- Zeitschrift», 49 (1975), 7, Seiten 466 bis 472, näher ausgeführt nungswort eine alternierende Folge Null-Null, Null-Eins, Eins- ist, wird für die Kennzeichen ein sechzehn Grundrahmen Null und Eins-Eins dient. umfassender Überrahmen gebildet. Da pro Grundrahmen zwei
8. 8. Empfangsseitige Synchronisiereinrichtung zur Durchfüh- Kennzeichenwörter übertragen werden können, wären somit rung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem einem Durch- 45 zweiundreissig Kennzeichenwörter zulässig. Da nur dreissig lauf des Multiplexsignals .dienenden Schieberegister, mit einer benötigt werden, dient eines der Kennzeichenrahmenkennung an dieses angeschlossenen Rahmensynchronisierschaltung und und ein anderes als weiteres Meldewort, wobei allerdings nur einer an dieses angeschlossenen Mehrfachrahmensynchroni- zwei der vier Bits benötigt werden.

   sierschaltung, von denen die erstere einen ersten Teiler für Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Bündelung oder

   Takte und die letztere einen zweiten Teiler für Takte steuert, 50 Einfügung plesiochroner Digitalsignale in einen Pulsrahmen dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Schieberegister (SR) mit dem Positiv-Negativ-Stopfverfahren eine Lösung anzuge-und von der Mehrfachrahmensynchronisierschaltung (MRS) ben, bei der einerseits wie bei dem bekannten System für Posi-gesteuerte Stopfrahmensynchronisierschaltung (SS) vorgese- tiv-Negativ-Stopfen eine Verfälschung der Zusatzinformation hen ist, und dass ein von der Stopfrahmensynchronisierschal- durch Doppel- und Mehrfachfehler verhindert wird und die tung (SS) und dem zweiten Teiler (TL2) gesteuerter dritter Tei- 55 andererseits eine Einfügung plesiochroner Impulsfolgen in den 1er (TL3) für Takte vorgesehen ist. Pulsrahmen des bekannten Systems PCM 30 zulässt. Doppel-

   und Mehrfachfehler treten dann auf, wenn unmittelbar benachbarte Bits gestört werden.

   Aufgehend von einem Verfahren der einleitend geschilder-

   bo ten Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jede Zusatzinformation seriell unter Bildung eines