CH668520A5 - Ausruestung zum pruefen von kanaelen eines pcm/fdm-transmultiplexers. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrüstung zum Prüfen von Kanälen eines PCM/FDM-Transmultiplexers. Bis jetzt wurden solche Transmultiplexer geprüft unter Verwendung eines analogen Generators für weisses Rauschen zusammen mit einem aus Hochpass- und Tiefpassfiltern bestehenden Satz von Filtern, einer Anzahl von auf einer Anzahl von verschiedenen

Frequenzen zentrierten Bewertungsfiltern und mit Kanal-Bandpass- und -Bandstopp-Filtern für jeden interessierenden Kanal oder für eine ganze FMD-Kanalgruppe. Die PCM-Prü-fung wird entweder mit einer PCM-Prüfausrüstung oder einem PCM-Kanalsatz durchgeführt, wobei jeweils ein Kanal zu einer Zeit geprüft wird.

Die vorliegende Ausrüstung verwendet eine Adressierschaltung, um aus einem Speicher gespeicherte digitale Abtastwerte eines analogen Sinussignals in logarithmischer Form an eine Pegelsteuerschaltung anzulegen, welche.den digitalen Pegel mit Hilfe einer Addition eines logarithmischen Massstabes verändert, worauf das Signal in einem Normalformat codiert wird und zwar entweder nach dem Nordamerikanischen n-Gesetz oder nach dem A-Gesetz gemäss CCITT, worauf nach erfolgter Multiplexbildung mit der zugehörigen Signalisierinformation eine serielle Ausgabe mit der entsprechenden Bitrate erfolgt. Die Adressierschaltung ermöglicht die Erzeugung eines Ausgangssignals mit scheinbaren Frequenzen in ganzzahligen Vielfachen von 8000/3989 Hz. Nicht verwendete Kanäle können unter Verwendung einer programmierbaren Speichervorrichtung mit einer Vielzahl von digitalen Signalen gefüllt werden. Die Signalisiersteuerung der interessierenden Kanäle ist von den nicht verwendeten Kanälen getrennt, um die Geräuschimpulsprüfung zu verbessern. Die Signalisierung kann blockiert werden.

Die vorliegende Prüfausrüstung kann an ein übliches Tl-PCM-System angeschaltet werden, um ein kalibriertes Sinussignal an irgendeinen der 24 Kanäle mit einer Frequenz zwischen 2 Hz und 4kHz anzulegen. Zusätzlich kann phaseninko-herentes Geräusch in allen Kanälen ausser dem zu prüfenden oder in keinem der Kanäle ausgegeben werden.

Die Geräuschbewertung und -kennlinien können durch Wechsel eines Festwertspeichers verändert werden. Die Signali-sier-Vielfachleitungen des geprüften Kanals können gleichzeitig getrennt gesteuert werden, was für Geräuschimpulsprüfung vorteilhaft ist. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung betreffen eine feinere Frequenzauflösung und die Möglichkeit einer programmierbaren Verstärkung in einem Digital/Analog-Wandler.

Gemäss einer Ausführungsform kann die vorliegende Ausrüstung in einer Mehrzahl von Betriebsarten betrieben werden, nämlich in einem ersten Modus, in welchem an den zu prüfenden Kanal ein sinusförmiges Signal angelegt ist, während die andern Kanäle digital ruhig sind, d.h. das Signal enthält lauter «1». In einem zweiten Modus liegt ein sinusförmiges Signal am zu prüfenden Kanal, während an die andern Kanäle Geräusch angelegt ist. In einem dritten Modus ist der zu prüfende Kanal digital ruhig und die andern Kanäle ebenfalls digital ruhig. In einem vierten Modus ist der zu prüfende Kanal digital ruhig, während an die andern Kanäle Geräusch angelegt ist.

Für das sinusförmige Signal können angenähert 4096 unterschiedliche Pegel in Schritten von 0,01 dB eingestellt werden.

Das Geräuschsignal besteht aus einer Serie von Harmonischen von 31,25 Hz mit beliebiger Phase und flacher oder pso-phometrisch bewerteter Kennlinie. Zusätzlich zur beliebigen Phase jeder Harmonischen in einem Kanal ist die Phasenbeziehung zwischen den Kanälen ebenfalls zufällig. Dies erfüllt CCITT-Empfehlungen für Geräuschsignale bei Fernmeldeprüfungen. Die vorliegende Ausrüstung ist besonders vorteilhaft für die Prüfung von PCM/FDM-Transmultiplexern. Die Vorteile bestehen in verminderten Kosten zum Aufbau eines Prüfsystems, wobei keine teuren analogen Prüfausrüstungen nötig sind. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, jeden Geräuschkanal auszublenden, nicht nur wenige Kanäle, wie es wegen der hohen Kosten von analogen Filtern bis jetzt häufig der Fall war. Die Geräuschausblendkennlinien sind dabei wesentlich besser. Die Verwendung von programmierbaren Verstärkungsgradfaktoren im Démultiplexer erhöht sowohl die Geräuschunempfindlichkeit als auch die Genauigkeit beim Betrieb im besten Punkt des

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Pegelmessers. Die Adressierschaltung ist vereinfacht durch die Verwendung entweder einer programmierbaren Logik oder eines Mikroprozessors in der Adressierschaltung.

Der Empfänger ist eine Vorrichtung, welcher digitale Abtastwerte eines TDM-Rahmens demultiplexiert, welche Abtastwerte entweder linear, nach dem (x-Gesetz oder nach dem A-Gesetz codiert sein können, die Abtastwerte über eine Speichervorrichtung in eine lineare 16-Bit-Form bringt und das Signal über einen Digital/Analog-Wandler in die analoge Form zurückbringt. Die zugehörige Signalisierinformation wird ebenfalls demultiplexiert. Programmierbare Verstärkungsgradeinstellung ist digital möglich in einer linearen 16-Bit-Decodierstu-fe unter Verwendung einer getrennten «Seite» der Speichervorrichtung.

Weitere Vorteile der vorliegenden Ausrüstung sind feinere Frequenzauflösung, die Möglichkeit inkohärentes Geräusch in jeden Kanal einzugeben zusammen mit digitalem Unterdrücken anstelle der Verwendung von konventionellen analogen Filtern und Geräuschfiltern, getrennte Signalisiersteuerung des zu prüfenden Kanals und aller andern Kanäle für Geräuschimpulsprüfungen und programmierbare digitale Verstärkungsgradeinstellung im Digital/Analog-Wandler von z.B. 0 bis 42 dB in Stufen von 6 dB.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Die Fig. 1 die Kerneinheit eines digitalen Sinusgenerators;

die Fig. 2 eine Takt- und Steuereinheit für die Multiplexbildung mit digitaler Geräuschinformation;

die Fig. 3 die Kerneinheit eines digitalen Empfängers; und die Fig. 4 eine Schaltung zur Taktsteuerung und zur Auflösung des Multiplexers für die Signalisierung.

Die vorliegende Transmultiplexer-Prüfausrüstung erlaubt einem Prüfer, die Daten inklusive die Signalisierdaten in allen Kanälen simultan zu prüfen. Daten im Format T1 mit einer Taktfrequenz von 1,54 MHz bestehen aus einer Mehrzahl von Datenrahmen. Jeder Rahmen weist 24 Kanäle auf, wobei jeder Kanal 8-Bit-Datenwörter aufweist und pro Rahmen ein zusätzliches Rahmenbit vorhanden ist, was total 193 Bits pro Rahmen ergibt. Ein n-Gesetz/Linear-Wandler besteht aus einem Satz von Festwertspeichern und ist mit einer Verstärkungsgradsteu-erschaltung gekoppelt, welche den Verstärkungsgrad durch Adressieren einer besonderen «Seite» eines Festwertspeichers zwischen 0 bis 60,2 dB in Stufen von 6,02 dB steuert. Eine digitale Sättigungsanzeigte gibt an, wenn das Signal zu stark verstärkt wird.

Das Blockschema der Grundausrüstung stellt eine Weiterentwicklung der im Handel erhältlichen programmierbaren Codesignal-Generatoren dar, welche von der Firma Wandel Gol-termann hergestellt werden.

Wenn ein Zyklus eines Sinussignals N mal abgetastet wird und die N Abtastwerte mit einer Abtastfrequenz von SF ausgegeben werden, dann hat das resultierende Signal eine scheinbare Frequenz f = SF/N. Wenn jeder X-te Abtastwert untergedrückt wird, dann ist die scheinbare Frequenz f = XSF/N.

Wenn N eine Primzahl ist, dann werden alle Abtastwerte nur einmal ausgegeben, bevor sich das Muster wiederholt, wodurch Harmonische reduziert werden. Zur Steuerung des Pegels wird jeder Abtastwert mit einem Kalibrierfaktor multipliziert. Tatsächlich wird ein Signal mit maximalem Pegel in logarithmischer Form gespeichert, um den Pegel einzustellen, dann wird der Logarithmus eines Dämpfungsfaktors in Form seines Zweierkomplements addiert, was einer Subtraktion entspricht, und das Resultat wird über einen programmierbaren Festwertspeicher in ein Format gemäss dem |i-Gesetz gebracht.

Die Einrichtung ermöglicht:

1. Eine Frequenzauflösung von 8000/3989 Hz gegenüber einer solchen von 8000/797 Hz der bekannten Ausrüstungen.

Dabei wird ein 12-Bit-Adressenschema zur Adressierung von 3989 Sinusabtastwerten verwendet.

2. Ein logarithmisches Kalibrierschema ergibt grössere Genauigkeit gegenüber bekannten Ausrüstungen.

3. Die Schaltung ist so ausgelegt, dass Mehrfach-Ausgangs-signale für einen Abtastwert während eines gegebenen Rahmens erzeugt werden können. Auf diese Weise können Kanaleinheiten mit erweitertem Bandbreitenprogramm richtig geprüft werden. Die Demultiplexer-Einheit decodiert die empfangenen Daten korrekt und gibt das entsprechende analoge Equivalent ab.

Ein Rahmen besteht aus 24 (oder 30) Datenkanälen. Programmkanäle verwenden 2, 3, 4 oder 6 Kanalzeitschlitze pro Rahmen. Die vorliegende Ausrüstung ist programmierbar für einen Betrieb in Modi mit 1, 2, 3, 4 oder 6 Zeitschlitzen.

In Fig. 1 ist eine digitale Sinusgenerator-Kerneinheit allgemein mit 10 bezeichnet. Diese Einheit erhält von einer ausserhalb gelegenen Steuerschaltung Eingangssignale als Information über die Frequenz und den Signalpegel. Die Einheit 10 errechnet ein Ausgangssignal von parallelen PCM-Daten im üblichen T1 Format und koppelt die Ausgangs-PCM-Daten zum Parallel/Serie-Wandler und Signalisiermultiplexer, der in Fig. 2 beschrieben ist. Beim Format T1 handelt es sich um ein PCM-Si-gnal der ersten Hierarchiestufe, nämlich ein 24-Kanal-PCM-Si-gnal, das nach dem (i-Gesetz codiert ist. Ein Systemtaktsignal, typischerweise von 1,54 MHz wird aus dem Signal im Format T1 der zu prüfenden Kanaleinheit oder Kanalbucht entnommen und an eine Adressensteuerung 12 angelegt. Die Adressenstufe besteht aus einer Speicherschaltung 14 für Eingangsdaten, einer Datenauswahlschaltung 16, einer Addierschaltung 18 zur Durchführung der Addition A + B = C, einer Adressenhalte-schaltung 20 und der Adressensteuerung 12.

Die Frequenzinformation in einem linearen 12-Bit-Format mit einer Frequenz 3989/Abtastfrequenz wird in die Eingangs-halteschaltung 14 eingeschrieben. Diese Daten werden dann normalerweise über die Datenauswahlschaltung 16 zur Addierstufe 18 dürchgegeben, wobei das Ausgangssignal der Addierstufe 18 an den andern Eingang der Addierschaltung 18 zurückgeführt ist. Auf diese Weise wird die Frequenzinformation, die darstellend ist für die Anzahl der Adresssprünge, wiederholt zu sich selbst addiert, wodurch eine Serie von Adressen von 107 bis 4096 erzeugt werden. Dieser Vorgang erfolgt unter der Steuerung der Adressensteuerung 12. Die Adressensteuerung 12 empfängt ein Kanalmarkiereingangssignal, das eine Breite von 8 Bit aufweist und während des dem gewünschten Kanal zugeordneten Zeitschlitzes stimmt. Das andere Eingangssignal an der Schaltung 12 ist der Systemtakt. Wenn die Addierschaltungen überfliessen, steuert die Adressensteuerschaltung 12 die Daten-wählschaltungen so, dass sie dem Rest einen bestimmten Wert zuaddieren und gleichzeitig wird die Adressenhalteschaltung 20 zweimal angesteuert, um eine weitere gültige Adresse zu erzeugen.

Der programmierbare Festwertspeicher 22 enthält 12-Bit-Wörter, die logarithmisch kalibrierte Abtastwerte eines Zyklus einer Sinusschwingung darstellen. Es sind 3989 Abtastwerte vorhanden und auf einer Leitung 24 erscheint für jeden Abtastwert ein getrenntes Vorzeichen-Bit. Die Abtastung ist leicht unsymmetrisch, um Singularitäten bei den Nulldurchgängen zu vermeiden. Der Ausgang der Speicher 22 ist mit einer weiteren Addierstufe 26 gekoppelt, welche das digitale Signal auf dem gewünschten Pegel kalibriert. Das gespeicherte Signal ist so kalibriert, dass es dem Maximalwert entspricht, so dass die Pegel in dieser Addierstufe 26 gedämpft werden. Dies wird erreicht durch Addieren des Zweierkomplements eines 12-Bit-Dämp-fungscodes, der durch Computersimulation bestimmt wurde. Bei Verwendung einer Addition mit dem Zweierkomplement, was in Wirklichkeit eine Subtraktion ist, sollte die Addierstufe

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26 immer überfliessen, was eine richtige Arbeitsweise angibt. Das Pegelsignal ist an die Halte/Decoderschaltung 28 angelegt, von wo es an die Addierschaltung 26 gelangt. Das Pegeleingangssignal ist das Zweierkomplement des logarithmischen Dämpfungscodes, wie er in Nachschlagetabellen abgelegt ist. Nahe beim Nulldurchgang und mit hohen Dämpfungspegeln wird die Addition nicht mehr überfliessen, was angibt, dass der PCM-Nullcode ausgegeben werden sollte (der niederste Pegel) mit einem ungültigen resultierenden Code und die Ausgangsstufe wird getaktet, um für diesen Abtastwert ein Ausgangssignal mit lauter «1» abzugeben. Der resultierende logarithmische Code wird dann in einem Festwertspeicher 30 in das Format gemäss dem (i-Gesetz oder nach Auswechslung des Fetswertspei-chers 30 gemäss dem A-Gesetzt codiert, so dass auf den Leitungen 32 nach dem (i-Gesetz codierte Daten zusammen mit einem Vorzeichen-Bit abgegeben werden. Die Schaltung 34 zur Steuerung des Unterschreitens des Zweikomplements, welche Schaltung durch den Systemtakt getaktet und durch den Kanaltakt markiert wird, erzeugt ein Ausgangsfreigabesignal auf Leitung 36, welches angibt, wenn die arithmetische Schaltung für das Zweierkomplement überläuft, was angibt, dass irgendeine nachfolgende Stufe, an welche dieses Signal angelegt wird, ein Signal mit lauter «1» abgeben soll. Die Daten nach dem jx-Gesetz auf den Leitungen 32 bestehen aus einem kompandierten 7-Bit-Code plus dem Polaritätsbit.

Fig. 2 zeigt die Schaltungen für die Taktgebung und Steuerung für die Multiplexbildung von digitaler Geräuschinformation, für die Geräuscherzeugung und für die Signalisierung und ist als Ganzes mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet. Der Prüfsignalweg für alle 24 zu prüfenden Kanäle kann mit Geräusch belastet werden. Die Vielfachleitungen für die Signalisierung und Steuerung können gleichzeitig geprüft werden. Geräusch kann gleichzeitig in eine Mehrzahl von Kanälen eingefügt werden. Daher können Prüfungen von ganzen Kanalsätzen oder ausgewählten Kanälen ablaufen unter Belastung mit Geräusch oder mit Standard-Übertragungsprüfungen. Das gleichzeitige Prüfen einer Mehrzahl von Kanälen ergibt eine beträchtliche Kostenreduktion bei den Prüfgeräten.

Die Taktsteuerschaltung 52 erzeugt die gleichen Ausgangssignale, die eine Programmkanaleinheit abgeben würde, wenn die Einheit 52 auf einen Zeitschlitz pro Rahmen und eine Abtastfrequenz von 8 kHz eingestellt ist. Ein Geräusch-Festwert-speicher 54 wird durch eine andere Schaltung mit irgendeiner gewünschten Adresse adressiert. Der Geräuschfestwertspeicher 54 enthält 6144 Abtastwerte für die 24 Kanäle oder 256 Abtastwerte pro Kanal. Dies ist eine bewertete harmonische Serie von phaseninkäherenten Sinussignalen im Abstand von 31,25 Hz (in Übereinstimmung mit CCITT-Standards). Diese Geräuschdaten werden im Multiplex in den parallelen Datenpfad eingefügt und dann in serielle Daten zusammen mit den Daten gemäss dem |i-Gesetz gewandelt. Die Signalisierinformation sowohl des zu prüfenden Kanals als auch der andern Kanäle wird im Multiplex in den seriellen Datenstrom eingefügt. Das Ausgangsfreigabesignal steuert den Parallel/Serie-Wandler an, um diesen zu blockieren für einen Zeitschlitz, wenn immer die Betriebsweise «digital ruhig» verwendet wird, d.h. alles «1». Die gezeigten Steuerleitungen geben die Möglichkeit, folgende Ausgangs-5 signale abzugeben.

Kanal in Prüfung

1. Sinussignal

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3. «digital ruhig»

4. «digital ruhig»

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Geräusch phaseninkohärentes Geräusch

Das Komplement von Bit 8 schaltet den Zähler 56 weiter, um den Festwertspeicher 54 zu takten. Das Geräusch wird in der Auswahlschaltung 58 in die nach dem n-Gesetz codierten 20 Daten eingefügt. Ein Parallel/Serie-Wandler 60 wandelt das Ausgangssignal der Schaltung 58 in serielle Daten. Eine Ausgangssteuerschaltung 62 wird durch das Ausgangssignal des Parallel/Serie-Wandlers 60 freigegeben und übermittelt selektiv entweder Ausgangs freigäbe- oder digitale Ruhesignale im For-25 mat TI an die zu prüfende Kanalbucht.

Der Datenausgang des Parallel/Serie-Wandlers 60 ist mit dem Signalisiermultiplexer 66 verbunden, wobei die seriellen Ausgangsdaten auf Leitung 64 erscheinen. Die Signalisierung auf den Vielfachleitungen A und B ist mit ausgewählten Kanä-30 len CHN oder mit allen andern Kanälen verbunden.

Fig. 3 zeigt die Kerneinheit eines digitalen Empfängers zum Empfang von digitalen Daten auf Leitung 102 im Format T1 und ist als Ganzes mit den Bezugszeichen 100 bezeichnet. Diese Einheit 100 gibt ein NF-Signal an Leitung 104 und die Signali-35 sierinformation auf Vielfachleitungen A und B auf Leitungen 106 bzw. 108 ab. Der serielle PCM-Datenstrom auf Leitung 102 wird in einem Serie/Parallel-Wandler 110 in ein paralleles 8-Bit-Format gewandelt und dann in die Halteschaltung 112 eingeschrieben. Die nach dem |x-Gesetz codierten 8-Bit-Daten werden 40 dann durch einen programmierbaren Festwertspeicher 114 in lineare 16-Bit-Daten gewandelt und zwar mit dem gewünschten digitalen Verstärkungsgrad, letzteres in Stufen von 6,02 dB. Das Ausgangssignal der Schaltung 114 wird dann in einem Digital/Analog-Wandler 116 in die analoge Form gebracht. Die 45 Signalisierinformation wird durch den Signalisierdemultiplexer 118 von den Daten getrennt und an die Signalisierungs-Viel-fachleitungen A und B angelegt.

In Fig. 4 ist die Taktsteuerung für den Empfänger nach Fig. 3 gesetzt. Die Taktsteuerschaltung 70 hat Eingänge für die Ka-50 nalnummer, die Kanalansteuerung, den Systemtakt und den Signalisierrahmen. Die Ausgänge dieser Schaltung sind Ausgänge für Bit 8, Signalisierrahmen, Signalisieransteuerung, Takt, Rahmen- und Datenansteuerung.

andere Kanäle «digital ruhig»

phaseninkohärentes Geräusch phaseninkohärentes Geräusch «digital ruhig»

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3 Blätter Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Ausrüstung zum gleichzeitigen, selektiven und programmierbaren Prüfen einer Mehrzahl von Kanälen eines Transmul-tiplexers, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Sinussignals, durch Mittel (22, 26) zur logarithmischen Darstellung dieses Signals und zur Addition eines logarithmischen Dämpfungsfaktors, um eine Pegelsteuerung durchführen zu können, durch Mittel (22) zur Speicherung von digitalen Abtastwerten der genannten Darstellung des Sinussignals, durch Mittel (30) zum Codieren der digitalen Abtastwerte in ein gewüschtes Codeformat und zur Multiplexbildung dieses Signals mit Signalisierdaten, und durch Mittel (12) zur programmierbaren und selektiven Adressierung der Speichermittel, um die gespeicherten digitalen Abtastwerte in einer Anzahl von Kanälen pro Rahmen ausgeben zu können, um Transmultiplexer zu prüfen.
2. 2. Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Codiermittel (30) ausgelegt sind, um ein Codeformat dem |i-Gesetz abzugeben.
3. 3. Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Codiermittel (30) ausgelegt sind, um ein Ausgangssignal mit einem Format gemäss dem A-Gesetz abzugeben.
4. 4. Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unverwendete Kanäle des Transmultiplexers mit phaseninkohärentem Geräusch belegt sind.
5. 5. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festwertspeicher (54) vorhanden ist zur Speicherung des genannten Geräusches.
6. 6. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Festwertspeicher (54) auch zur Speicherung von Information über die Geräuschbewertung und für die digitale Verstärkungsgradsteuerung ausgelegt ist.
7. 7. Ausrüstung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch digitale Empfangsmittel (100) zum Empfang von seriellen/digitalen Daten und zur Ausgabe eines analogen NF/Signals und zum Abtrennen der im Empfangssignal enthaltenen Signalisierinformation.
8. 8. Ausrüstung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel (58), um die Geräuschdaten als Multiplex in den parallelen Datenpfad einzufügen und durch Mittel (60) zur Wandlung der Geräuschdaten und der parallelen Daten in serielle Daten.
9. 9. Ausrüstung nach Anspruch 1, ausgelegt für den Betrieb in verschiedenen Moden, dadurch gekennzeichnet, dass an einen zu prüfenden Kanal selektiv entweder ein sinusförmiges Signal oder ein Geräuschsignal oder ein Signal aus einer Reihe von Bits gleicher Art («0», «1») anlegbar ist.
10. 10. Ausrüstung nach Anspruch 7, weiter gekennzeichnet durch Mittel (110) zur Wandlung der ankommenden seriellen Daten in parallele Daten und durch Mittel (114) zur Decodie-rung dieser nach dem A-Gesetz oder nach dem [i-Gesetz codierten Daten in ein 16-Bit-Linearformat.
11. 11. Ausrüstung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festwertspeicher (30) vorhanden ist zur Durchführung dieser Wandlung.
12. 12. Ausrüstung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Festwertspeicher (30) Speicherplatz aufweist zur Speicherung von Verstärkungsgraddaten.