DE1230069B - Daten-Fernleitungssystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT . 1230 069 Int. CL:

H04q

H041
Deutsche KL: 21 al-25/01

Nummer: 1230 069

Aktenzeichen: W 35869 VIII a/21 al

Anmeldetag: 23. Dezember 1963

Auslegetag: 8. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft Datennachrichtenübertragungssysteme und im einzelnen Mutiplexsysteme möglichst kleiner Bandbreite zur Zusammenfassung einer Vielzahl von Datenkanälen und eines gemeinsamen Signalkanals in eine Übertragungseinrichtung.

Der zunehmende Bedarf an Datenübertragungsmöglichkeiten hat zu einer unvorhergesehenen Beanspruchung verfügbarer Übertragungseinrichtungen geführt. Bis jetzt sind Datenübertragungsmöglichkeiten in Form von Fernschreibsystemen geschaffen worden, die im allgemeinen auf privaten vermieteten Leitungen abgewickelt wurden, öffentliche Einrichtungen zur Übertragung von Aufzeichnungen sind bisher nur beispielsweise in Form des Telegrafendienstes für einzelne Nachrichten verfügbar gewesen. Die Kosten zur Bereitstellung dieses Dienstes waren hoch, so daß auch die berechneten Gebühren hoch geblieben sind. Es wird jetzt vorgeschlagen, daß ausgedehnte und überall vorhandene öffentliche Fernsprechvermittlungsnetze an die Übertragung von Daten anzupassen. Dieses Netz besteht bereits. Es ist nur noch erforderlich, Systeme zu entwickeln, welche die Femsprechübertragungseinrichtungen möglichst gut für die Übertragung von Daten ausnutzen. Die Schaffung von Datenübertragungsmöglichkeiten über das Fernsprechvermittlungsnetz ermöglicht die gemeinsame Anwendung von niedrigen, für ausgedehnte Bereiche geltenden Gebührensätzen auf den Sprechverkehr und die Übertragung von Daten.

Mit der Erfindung wird bezweckt, die wirksame Ausnutzung von Sprechfernleitungsnetzen für die Übertragung von Daten zu ermöglichen. Der Datenübertragungsverkehr soll dabei von einer Vielzahl von ankommenden Verbindungsleitungen auf eine kleine Zahl von Zwischenamts- und Fernleitungen konzentriert werden. Ferner ist die Schaffung einer vollständigen Duplex-Datenübertragung einer Vielzahl von Datenkanälen über eine einzige Vierdrahtfernübertragungseinrichtung für Sprache erwünscht. Es wird dabei ermöglicht, Überwachungssignale für eine Vielzahl von Datenkanälen gleichzeitig mit dem Nachrichtenverkehr über die gleiche Sprechübertragungseinrichtung zu schicken. Ebenso kann hierbei eine Vielzahl von Datenkanälen und ein gemeinsamer Überwachungskanal in einer Übertragungseinrichtung für Sprache kombiniert werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung wird« dadurch gelöst, daß von einer Fernübertragungseinrichtung guter Qualität für Sprache eine Vielzahl von schmalbandigenFrequenzverschiebungs-Nachrichtenkanälen und ein gemeinsamer Zeitmultiplex-Überwachungszeichenkanal abgeleitet werden und alle Daten-Fernleitungssystem

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

James Oliver Edson, Mansfield, N. J.;

Lewis Clayton Thomas,

North Plainfield, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Dezember 1962
(248 127)

Kanäle auf der Grandlage eines Frequenzmultiplexverfahrens innerhalb einer Bandbreite von 3000 Hz vereinigt werden. Die dafür erforderliche Ausrüstung eines Endsatzes umfaßt eine Vielzahl von in einem Fernsprechfernamt einlaufenden Duplex-Datenfernleitungskreisen, eine jedem Fernleitungskreis zugeordnete Datenkanalschaltung zur Umsetzung des Grundband-Nachrichtenzeichens auf einen zugeordneten Kanal, einen Überwachungs-Zeichenkanal zur Prüfung des Leitungszustandes jedes Fernleitungskreises und zur Erzeugung einer Zeitmultiplex-Impulsfolge, die den Leitungszustand anzeigt, eine Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung zur Erzeugung der geeigneten Frequenzen für die Durchführung der Frequenzumsetzungen zwischen den Grundbandfrequenzen und den zugeordneten Kanalfrequenzen, eine Leitungsschaltung zur Kombination der Nachrichten- und Uberwachungskanäle in ein Sprachfrequenz-Übertragungsband für jede Übertragungseinrichtung und eine Vierdraht-Sprachübertragungseinrichtung. In jedem Kanal wird nur das untere Seitenband übertragen. Es ist außerdem dafür gesorgt, daß abgehende und ankommende Datengespräche auf jedem Fernleitungskreis voneinander unterschieden werden können. Es wird davon ausgegangen, daß jeder Fern-

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leitungskreis im abgehenden Betrieb Datengespräche als frequenzverschobene Zeichen mit einem Mittelwert nahe 1000 Hz überträgt und im ankommenden Betrieb Datengespräche als frequenzverschobene Zeichen mit einem Mittelwert von nahe 2000 Hz empfängt. Der umgekehrte Fall tritt auf, wenn der Fernleitungskreis sich am angerufenen Ende einer Verbindung befindet. Diese Anordnung gibt die Möglichkeit, jede Zweidrahtfernleitung als Zweiwegverbindung zu betreiben. Jeder Fernleitungskreis gibt also von sich aus an die Kanalschaltung eine Markierung, daß er abgehend oder ankommend betrieben wird. In Abhängigkeit von diesem Zeichen werden die ausgewählten Frequenzen von der Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung für jede Kanalschaltung an dem Modulator und den Demodulator angelegt, um den ankommenden oder den abgehenden Gesprächszustand im Hinblick auf diesen Endsatz wiederzugeben.

Die über den Uberwachungskanal übertragenen Zeichen zeigen den »eingehängten« und den »ausgehängten« Zustand der Fernleitungskreise an jedem Ende der Verbindung an. Es wird vorausgesetzt, daß die Zeichengebung von den Fernleitungskreisen mit Hilfe des sogenannten »E«- und »M«-Leitungssystems erfolgt. Bei diesem System sind jeder Fernleitung eine »E«- und eine »M«-Leitung zugeordnet. Erdpotential .auf der »M«-Leitung zeigt den ausgehängten Zustand der nahen Fernleitung und Erdpotential auf der »E«-Leitung den ausgehängten Zustand der fernen Fernleitung an. Mit Hilfe von Zeichen auf diesen beiden Leitungen werden Überwachungszeichen zwischen den beiden Endsätzen einer durchgeschalteten Fernleitungsverbindung übertragen. Erfindungsgemäß werden die »M«-Leitungen von jeder Fernleitung nacheinander geprüft, um eine Zeitmultiplex-Ziffernimpulsfolge zu bilden, die wiederum einen Frequenzverschiebungsmodulator steuert. Die Ausgangsspannung des Modulators wird dann im Frequenzmultiplexverfahren auf die Sprech-Ubertragungseinrichtung dicht unterhalb des untersten Datenkanals gegeben. In ankommender Richtung wird die frequenzverschobene Signalfolge des fernen Endsatzes demoduliert und in ihre digitale Form gebracht. Die digitale Impulsfolge wird demultiplext und die in jedem Zeitabschnitt enthaltene Information auf die verschiedenen, mit den einzelnen Fernleitungskreisen verbundenen »E«-Leitungen verteilt.

Eine gemeinsame Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung liefert die acht Trägerfrequenzen, die zur Umsetzung zwischen den sechs Nachrichtenkanalkreisen und den einzelnen Fernleitungskreisen erforderlich sind, und zusätzlich die Frequenzen, die zur Synchronisierung der Uberwachungskanalzeichen benötigt werden. Die zugeordneten Kanalfrequenzen sind so gewählt, daß sie in harmonischer Beziehung zueinander stehen, so daß sie starr von einem einzigen stabilen Mutteroszillator abgeleitet werden können. Die Erfindung zeichnet sich hierbei aus durch die alleinige Verwendung elektronischer logischer Vermittlungsschaltungen in der Uberwachungssignalschaltung. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kanalschaltung während des Gesprächsaufbaues mit fester Verstärkung und bei der Übertragung der Datennachricht mit geregelter Verstärkung betrieben wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Daten-Fernleitungs-Systems nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Frequenzverteilungs-Diagramm für ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Trägerfrequenz-Stromversorgungsschaltung zur Verwendung in einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 4 ein ins einzelne gehendes Blockschaltbild einer Kanalschaltung nach der Erfindung,

ίο F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Uberwachungs-Signalkanalschaltung nach der Erfindung,

F i g. 6 ein ins einzelne gehendes Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungskanal-Multiplexer-Schaltung zur Verwendung bei der praktischen Ausführung der Erfindung,

F i g. 7 ein ins einzelne gehendes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Uberwachungskanal-Demultiplexer-Schaltung zur Verwendung bei der praktischen Ausführung der Erfindung,

zo F i g. 8 ein Kurvenform-Diagramm zur Erläuterung der Funktion des in F i g. 6 gezeigten Uberwachungskanal-Multiplexers,

F i g. 9 ein Kurvenform-Diagramm zur Erläuterung der Funktion des in F i g. 7 gezeigten Uberwachungskanal-Demultiplexers.

Die Gesamtanordnung eines Daten-Fernleitungssystems nach der Erfindung ist in F i g. 1 dargestellt. Auf der linken Seite ist eine Vielzahl von Leitungen 10 mit »Fernleitung 1« bis »Fernleitung 6« getrennt bezeichnet. Es wird vorausgesetzt, daß jede dieser Fernleitungen ein Datengespräch auf der Grundlage eines vollständigen Zweiweg-Duplexbetriebs aufnimmt, und zwar im Hinblick auf die Tatsache, daß das Datensignal für jede Übertragungsrichtung auf schmalbandige Unterkanäle beschränkt ist, die innerhalb des sprachfrequenten Bandes voneinander entfernte Mittenfrequenzen als Übertrager aufweisen. Es wird weiterhin angenommen, daß Amtsvermittlungsausrüstungen auf der linken Seite der Figur vorgesehen sind. Jedem Fernleitungskreis sind außerdem die normalen Signalleitungen zugeordnet. In diesem Fall sind beispielsweise die »M«-Leitungen 15 für abgehende Überwachungs-Signalgebung und »E«-Leitungen 16 für ankommende Überwachungs-Signalgebung gezeigt.

Mit der Erfindung werden neuartige Mittel für die Übertragung von Daten und Uberwachungssignalen von einem durch die angegebenen Fernleitungskreise dargestellten Fernamt zu einem ähnlichen weiteren Fernamt über Vierdrahtsprachübertragungseinrichtungen mit größtmöglichem Wirkungsgrad im Hinblik auf die Datennachrichten je Sprechübertragungseinrichtung geschaffen. Zu diesem Zweck ist entsprechend Fig. 1 eine getrennte Kanalschaltung für jeden Fernleitungskreis vorgesehen, wie beispielsweise die Blockschaltung 11 für den Fernleitungskreis 1 und die Blockschaltung 13 für den Fernleitungskreis 6. Jede Kanalschaltung weist auf der linken Seite eine Zweidrahtfernleitungsverbindung 10 und auf der rechten Seite Verdrahtverbindungen 20 und 21 auf. Diese Schaltungen lassen eine Zweiweg-Duplex-Frequenzverschiebungsübertragung binärer Datensignale zu. Jede Kanalschaltung weicht von den anderen dadurch ab, daß ihr eine besondere Kanalfrequenz zugeordnet ist. Die Frequenzen der Signale auf den Leitungen 20 und 21 für jede Kanalschaltung werden durch die Frequenzen bestimmt, die auf Leitungen, wie beispielsweise die allgemein mit 17 und

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18 für die Kanalschaltungen 11 bzw. 13 bezeichneten kreis 23 her. Am fernen Ende der Vierdrahtleitung

Leitungen, von der Trägerfrequenz-Versorgungs- 23 ist ein durch den Block 19 dargestelltes, gleiches

schaltung 12 zugeführt werden. Fernleitungssystem vorgesehen.

Beispielsweise überträgt jeder Femleitungskreis 10 F i g. 2 gibt eine vollständige Übersicht über die

bei der Aussendung eines Datengesprächs ein fre- 5 Frequenzverteilung eines praktisch ausgeführten Bei-

quenzverschobenes Signal mit einer Mittenfrequenz spiels für einen Daten-Fernleitungsendsatz nach der

von 1170Hz und spricht auf ein ankommendes fre- Erfindung. Die in dem System benutzten Frequenzen

quenzverschobenes Signal mit einer Mittenfrequenz erstrecken sich von etwa 315 bis 5252,5 Hz. In Zeile

von 2125 Hz an. Der bei einem entfernten Amt an- 26 sind die jedem Fernleitungskreis 10 zugeord-

kommende Femleitungskreis, dargestellt durch die io neten Frequenzen dargestellt. Die Unterträger-Nenn-

Fernleitungskreise24 in Fig. 1, empfängt frequenz- frequenz für abgehende Datengespräche beträgt

verschobene Datensignale mit einer Mittenfrequenz 1170Hz und die entsprechende Frequenz für an-

von 2125 Hz und überträgt zur Beantwortung fre- kommende Gespräche 2125 Hz. Der jeder Unterträ-

quenzverschobene Datensignale mit einer Mittenfre- gerfrequenz zugeordnete schwarze Bereich erstreckt

quenz von 1170Hz. In jedem Fall beträgt die Fre- 15 sich auf beiden Seiten um 100 Hz über die Nenn-

quenzverschiebung plus oder minus 100 Hz von den frequenz hinaus. Auf diese Weise kann ein einziges

angegebenen Unterträger-Nennfrequenzen. sprachfrequentes Band ein Zweiweg-Duplex- oder

Das oben angegebene Daten-Fernleitungssystem Datengespräch auf jedem Femleitungskreis mit einem

arbeitet in Anpassung an die in einer älteren An- ausreichenden Frequenz-Sicherheitszwischenraum

meldung beschriebenen Dateneinrichtungen. Diese ao übertragen.

Dateneinrichtungen, die auf dem Betriebsgelände In Zeile 27 der F i g. 2 sind die jeder Hälfte des

eines Teilnehmers angeordnet sind, senden Ge- Vierdraht-Übertragungskreises 23 nach F i g. 1 zuge-

spräche bei 1170Hz aus und empfangen bei 2125Hz. teilten Leitungsfrequenzen gezeigt. Den Kanälen 1

Da die Leitungsschaltungen rechts von den Kanal- bis 6 sind mittlere Nennfrequenzen zugeordnet, die

schaltungen vierdrähtig und die Fernleitungskreise 25 sich von 740 Hz mit einem Abstand von jeweils

zweidrähtig sind, ist ein herkömmliches Vierdraht- 477,5 Hz bis 3127,5 Hz erstrecken. Jeder Bereich

endnetz in den Kanalschaltungen enthalten. nimmt eine nutzbare Brandbreite von plus und minus

Jedem Kanal sind unabhängig von der Übertra- 100 Hz um die Nennfrequenz des Unterträgers ein,

gungsrichtung die gleichen Leitungsfrequenzen züge- wie durch die schwarzen Bereiche angedeutet. Der

ordnet. Daher werden, wie durch die Doppelleitungen 30 verbleibende weiße Abstand ist ein Sicherheitsab-

17 und 18 angezeigt, jeder Kanalschaltung zwei Fre- stand zur Vermeidung von Übersprechen zwischen

quenzen zugeführt, um die Frequenzumsetzung zwi- den Kanälen bei der maximalen vorgesehenen Bitge-

schen den zugeordneten Leitungsfrequenzen und den schwindigkeit von 150 Bit je Sekunde. Nur die Nenn-

Fernleitungsfrequenzen durchzuführen. Diese Dop- frequenz von 350 Hz für den Unterträger des Uber-

pelleitungen werden innerhalb der Kanalschaltung 35 wachungskanals besitzt den gleichen Frequenzab-

unter Steuerung einer weiteren Signalleitung (nicht stand vom Träger des niedrigsten Datenkanals wie

gezeigt) von den Fernleitungskreisen in Abhängig- die Träger der Datenkanäle untereinander selbst,

keit davon vertauscht, ob der entsprechende Kanal Diese letztgenannte Frequenz wird in der Über-

an dem in F i g. 1 gezeigten Endsatz ein Gespräch wachungskanal-Schaltung 14 direkt erzeugt,

aussendet oder empfängt. 40 Die Unterträger-Kanalfrequenzen werden durch

Zusätzlich zu den sechs Datenkanalschaltungen, eine Intermodulation der Fernleitungsfrequenzen mit die einen Daten-Fernleitungsendsatz nach der Erfin- .ausgewählten Frequenzen der Trägerfrequenz-Versordung bilden, ist eine Zeitmultiplex-Uberwachungs- gungsschaltung 12 erzeugt. Es sind nur acht Trägerschaltung 14 in F i g. 1 gezeigt. Diese Schaltung er- frequenzen erforderlich, um die Frequenzumsetzunzeugt in der abgehenden Richtung eine frequenzver- 45 gen für alle sechs Datenkanäle zwischen den Fernschobene Datenfolge, die aus periodischen Prüfun- leitungs- und Kanalfrequenzen durchzuführen. Die gen der jedem Femleitungskreis 10 zugeordneten oberhalb des Stabdiagramms in Zeile 25 dargestell-M-Leitungen 15 gewonnen wird. In der ankommen- ten sechs Versorgungsfrequenzen werden in den nachden Richtung wird eine frequenzverschobene Daten- folgenden Kanalschaltungen benutzt, um von der anfolge durch Demodulation in die Grundbandform 50 gerufenen Fernleitungsfrequenz von 2125 Hz auf die umgesetzt, und der Zustand jedes Zeitabschnitts wird entsprechenden Überträgerkanalfrequenzen umzusetan jede E-Leitung 16 als Anzeige für jeden Fern- ten. In ähnlicher Weise werden die unterhalb des leitungskreis 10 hinsichtlich des Leitungszustandes Stabdiagramms in Zeile 25 dargestellten sechs Verdes entsprechenden entfernten Femleitungskreises 24 sorgungsfrequenzen in den nachfolgenden Kanalgegeben. Die Leitungsseite der Überwachungs-Signal- 55 schaltungen benutzt, um von der abgehenden Femschaltung 14 ist in gleicher Weise wie die Leitungs- leitungsfrequenz von 1170 Hz auf die entsprechenden seite der Kanalschaltungen 11 und 13 mit den Lei- Unterträgerkanalfrequenzen umzusetzen. Es zeigt tungen 20 und 21 verbunden. Die Überwachungs- sich, daß vier von den oberhalb dargestellten Frequenschaltung 14 wird durch Frequenzen synchronisiert, zen mit vier von den unten angegebenen Frequenzen die in der Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung 12 60 identisch sind und folglich insgesamt acht Trägerfreerzeugt werden und über in Fig. 1 nicht gezeigte Ver- quenzen von der Versorgung genügen, um sechs bindungen zugeführt werden. Kanalschaltungen zu bedienen. Sowohl in den Modu-

Die Frequenzmultiplex-Leitungsschaltung 22 bildet lator- als auch in den Demodulatorabschnitten der

die Endverbindung zwischen den Kanal- und Über- Kanalschaltungen sind Tiefpaßfilter vorgesehen, so

wachungsschaltungen und der Vierdrahtleitung 23. 65 daß nur ein Seitenband in jedem Kanal übertragen

Diese Schaltung kombiniert alle Kanalfrequenzen und wird.

stellt die richtige Impedanzanpassung und den rieh- In der folgenden Tabelle sind die für jede Über-

tigen Übertragungspegel für den Sprachübertragungs- tragungsrichtung erforderlichen Kanalfrequenzen und

die Modulationsträgerfrequenzen angegeben. Die.mit »untere« bezeichneten Frequenzen werden an den Modulatorabschnitt und die mit »obere« bezeichneten an den Demodulatorabschnitt angelegt, wenn der zugeordnete Fernleitungskreis Datengespräche aussendet. Die umgekehrte Anordnung wird benutzt, wenn sich der spezielle Fernleitungskreis am angerufenen Ende einer Verbindung befindet.

Tabelle I

Kanal Nr	Kanal	Modulationsfrequenz	obere
	frequenz	untere	2865
1	740	1910	3342,5
2	1217,5	2387,5	3820
- ■ -3 ·	1695	2865	4297,5
4	2172,5	3342,5	4775
5	2650	3820	5252,5
. 6	3127,5	4297,5	—
Überwachung	350	—

Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung

Die in Form eines Blockschaltbildes in F i g. 3 gezeigte Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung stellt ein brauchbares Ausführungsbeispiel für die Blockschaltung 12 nach Fig. 1 dar. Die Aufgabe der Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung besteht darin, die acht für die Modulation und Demodulation in jeder Kanalschaltung (Blockschaltungen 11 und13 in Fig. 1) erforderlichen Trägerfrequenzen zu erzeugen und zu verteilen und die beiden Taktfrequenzen für die Überwachungssignalschaltung (Blockschaltung 14 in F i g. 1) bereitzustellen. Die Versorgungsschaltung arbeitet auf der Grundlage einer Analog-Digital-Analog-Umwandlung, um die erforderlichen Frequenzen von einem quarzgesteuerten Oszillator abzuleiten.

Die Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung umfaßt einen Mutter-Sinusoszillator 30, eine Rechteckschaltung 31, eine dreistufige acht-auf-eins-Teilerschaltung, einen Impulsformer 33 und eine Vielzahl von Filtern 35, die scharf auf eine bestimmte Harmonische der Grundfrequenz der Ausgangsspannung des Impulsformers abgestimmt sind.

Die Funktion der Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung hängt von der Stabilität des Oszillators 30 ab, der vorzugsweise quarzgesteuert ist und frei bei einer Frequenz von 3820 Hz läuft. Die sinusförmige Ausgangsspannung des Oszillators 30 wird durch die Rechteckschaltung 31 in eine symmetrische Rechteckwelle umgewandelt. Die Rechteckschaltung 31 kann aus einem übersteuerten Verstärker bestehen, der von einem monostabilen Multivibrator mit einer sorgfältig gesteuerten Zeitkonstante gefolgt wird, die gleich der halben Periode der Ausgangswelle des Oszillators ist, um die Erzeugung einer symmetrischen Rechteckwelle sicherzustellen. Die Ausgangsspannung der Rechteckschaltung 31 betreibt eine binäre Zählschaltung 32, die drei bistabile hintereinandergeschaltete Teilerstufen enthält. Die Ausgangsfrequenz der Teilerschaltung beträgt daher 477,5 Hz. Der Impulsformer 33 schließt sich der Teilerschaltung 32 an und bildet scharfe Impulse der letztgenannten Frequenz. Der Impulsformer kann auf einfache Weise aus einem weiteren monostabilen Multivibrator oder Monopulser bestehen, der aber eine sehr kleine Zeitkonstante aufweist. Wie allgemein bekannt, sind die Harmonischen um so ausgeprägter, je schärfer die Impulse sind. Die Ausgangsspannung des Impulsformers 33 wird auf der Leitung 34 an einer Anzahl von allgemein mit 35 bezeichneten hochselektiven Filtern angelegt, die jeweils auf eine bestimmte Harmonische von 477,5 Hz, insbesondere die vierte bis elfte, abgestimmt sind. Jeder dieser Frequenzen ist auf einer der Ausgangsleitungen 36 zur Abgabe an die geeignete Kanalschaltung verfügbar, wie in der

ίο Tabelle I aufgeführt.

Zusätzlich werden, wie gezeigt, die Ausgangsspannung der Rechteckschaltung 31 von 3820 Hz und die Ausgangsspannung des Impulsformers 33 von 477,5 Hz der Überwachungssignalschaltung 14 zugeführt.

--'■ Bei einem praktisch ausgeführten Fernleitungssystem können mit Vorteil doppelte Trägerfrequenz-Versorgungsschaltungen vorgesehen werden, so daß das System im Fall eines Versagens von einer Versorgung auf die andere umgeschaltet werden kann. Außerdem kann eine einzelne Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung bequem mehr als eine Gruppe von Kanalschaltungen im gleichen Amt versorgen.

Kanalschaltungen

Entsprechend der Frequenzverteilung des im einzelnen beschriebenen, speziellen Ausführungsbeispiels der Erfindung können sechs Kanalschaltungen in Verbindung mit einer einzigen Vierdraht-Sprachübertragungseinrichtung benutzt werden. Alle diese Kanalschaltungen sind identisch, mit Ausnahme des Durchlaßbandes der Filter, die den Modulatoren und Demodulatoren zugeordnet sind, und der ihnen zugeführten Versorgungsträgerfrequenzen. F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Kanalschaltung.

5?· Eine Kanalschaltung besteht aus einem Modulatorabschnitt und einem Demodulatorabschnitt, die beide über einen Zweidrahtweg 40 mit einem Fernleitungkreis 10 verbunden sind. Eine Vierdrahtendeinrichtung 44 ergibt eine wirksame Trennung zwi-

■■ sehen den Modulator- und Demodulatorabschnitten auf übliche Weise.

Der Modulatorzweig im oberen Teil der F i g. 4 umfaßt einen Begrenzer 45, den. Modulator 46, ein Tiefpaßfilter 47, einen mit automatischer Verstärkungsregelung ausgestatteten Verstärker 49', der den Verstärker 49, das Dämpfungsglied 48, die Dämpfungsgliedsteuerung 50 und das Gatter 51 enthält, und ein Sendefilter 52. Der Demodulatorzweig in der unteren Hälfte der F i g. 4 umfaßt ein Empfangsfilter 53, ein Demodulator 54, ein Tiefpaßfilter 55 und einen Verstärker 56.

Der Demodulator setzt das ankommende Leitungssignal auf dem ankommenden Teil der Vierdrahtlei- tung 23 von der zugeordneten Kanalfrequenz auf die Grundbandfrequenz auf dem Fernleitungskreis 10 um. Die Fernleitungsseite der Kanalschaltung enthält einen durch den Widerstand 42 dargestellten, geschalteten Abschwächer. Ein zu dem Abschwächer parallelgeschaltetes Arbeitskontaktpaar Kl-I wird von einem Relais Kl gesteuert, das über eine Leitung OG (outgoing) von dem Fernleitungskreis betätigt wird. Das gleiche Relais steuert mit seinen Umschaltkontakten Kl-2 und Kl-Z die Verbindungen des Modulators 46 und des Demodulators 54 mit den entsprechenden oberen und unteren Trägerfrequenzen von der Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung. Der Abschwächer ist vorgesehen, um den Unterschied in der

Leistung zwischen den 1170-Hz- und 2125-Hz-Datensignalen von dem Fernleitungskreis auszugleichen. Wenn der betrachtete Fernleitungskreis ein Gespräch aussendet, wird zur Betätigung des Relais Kl Erdpotential auf die Leitung OG gegeben und damit der Abschwächer 42 aus der Schaltung herausgenommen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die abgehende Fernleitungsfrequenz 1170 Hz und die ankommende Fernleitungsfrequenz 2125 Hz. Auf diese Weise wird der Pegel der beiden Fernleitungsfrequenzen aneinander angeglichen. Gleichzeitig werden die Umschaltkontakte Kl-2 und Kl-3 betätigt, um die obere Trägerfrequenz an den Demodulator und die untere Trägerfrequenz an den Modulator anzulegen. Wenn das Gespräch nicht von dem betrachteten Endsatz ausgeht, beträgt die abgehende Frequenz 2115 Hz, und das Relais ist nicht betätigt, so daß die Versorgungs-Trägerfrequenzen für den Modulator und Demodulator vertauscht sind und das in den Fernleitungskreis eintretende Signal von 1170 Hz abgeschwächt wird.

Im Modulatorzweig werden abgehende Signale in einem herkömmlichen Begrenzer 45 begrenzt, um zu verhindern, daß Signale zu großer Amplitude an den Modulator 46 angelegt werden. Der Modulator 46 ist vorzugsweise ein symmetrischer Schaltermodulator zur Umsetzung auf die Leitungsfrequenz des speziell zugeordneten Kanals entsprechend Tabelle I. Die sich ergebende Leitungsfrequenz ist die Differenz zwischen der über die Kontakte Kl angelegten Frequenz von der Trägerfrequenzversorgung und der Fernleitungsfrequenz. Die Ausgangsspannung des Modulators wird an das Filter 47 angelegt, das nur das untere Seitenband des Modulationsgemisches durchläßt. Das untere Seitenbandsignal gelangt dann auf einen mit automatischer Verstärkungsregelung versehenen Verstärker mit dem Dämpfungsglied 48, dem eigentlichen Verstärker 49 und der Dämpfungsgliedsteuerung 50. Das Dämpfungsglied 48 und die Dämpfungsgliedsteuerung 50 können aus einem Parallel-Diodennetzwerk mit variabler, von der Ausgangsspannung des Verstärkers 49' abhängiger Vorspannung entsprechend dem USA.-Patent 2 228 866 vom 14.1.1941 bestehen. Eine Regelung findet nur dann statt, wenn das Eingangssignal ein vorbestimmtes Minimum überschreitet. Die Steuerung erfolgt in geeigneter Weise in Form einer Rückwärtsregelung, bei der ein Gleichstrom zur Regelung der Impedanz der Dämpfungsdiode erzeugt wird.

Das Koinzidenz- oder UND-Gatter 51, das die Dämpfungsgliedsteuerung 50 und das Dämpfungsglied 48 verbindet, ist vorgesehen, um die automatische Verstärkungsregelung während des Gesprächsaufbau-Intervalls zu sperren, so daß die Signaltöne mit maximaler Amplitude ankommen. Wie im einzelnen später noch erläutert werden soll, kommen Signale von der Überwachungsschaltung auf den mit CM und CE bezeichneten Leitungen an. Die Leitung CM liefert eine Betätigungs-Eingangsspannung, wenn das anrufende Ende der Fernleitung in den ausgehängten Zustand geht. In ähnlicher Weise liefert die Leitung CE eine Betätigungs-Eingangsspannung, wenn das angerufene Ende der Fernleitung in den ausgehängten Zustand geht. Nur wenn beide Leitungen CM und CE erregt sind, ist die automatische Verstärkungsregelung in Tätigkeit. Während der Gesprächsfortschreitesignalgebung arbeitet der Verstärker 49' daher ungeregelt und mit maximaler Verstärkung. Während des Nachrichtenintervalls wird dagegen die Verstärkung geregelt.

Der Ausgang des Verstärkers 49 ist auf übliche Weise mit der Ausgangsleitung der gemeinsamen Kanalschaltung über das Sendefilter 52 verbunden.

In dem Demodulatorzweig werden von der Fernübertragungseinrichtung ankommende Signale mit der zugeordneten Kanalfrequenz über das Bandpaßfilter 53 an den Demodulator 54 angelegt. Das empfangene Datensignal wird in die Grundband-(Fernleitungskreis-)Frequenz in Abhängigkeit davon umgesetzt, ob der Fernleitungskreis sich im angerufenen oder anrufenden Betriebszustand befindet, wie oben erläutert. Die angelegte Demodulationsträgerfrequenz wird durch die Stellung der Kontakte Kl-2 und Kl-3 des Relais Kl bestimmt, das von dem Fernleitungskreis gesteuert wird. Der Demodulator kann wie der Modulator eine Schalterausführung sein. Das untere Seitenband der Demodulator-Ausgangsspannung wird in dem Tiefpaßfilter 55 ausgesiebt und über den Verstärker 56 mit konstanter Verstärkung an die Vierdrahteinrichtung 44 angelegt. Das wiedergewonnene Grundbandsignal wird über die Leitung 40 an den Fernleitungskreis abgegeben.

Der Modulator 46 und der Demodulator 54 können zur Erzielung eines möglichst kleinen Raumbedarfs vorteilhafterweise transistoriert sein.

Alle Kanalschaltungen sind identisch mit Ausnahme der Filter 47 und 52 im Modulatorzweig und der Filter 53 und 55 im Demodulatorzweig. Die Filter werden entsprechend den Angaben nach Tabelle I ausgewählt.

Überwachungssignalschaltung

Der Zweck der Überwachungssignalschaltung besteht darin, Zweiweg-Überwachungssignal-Informationen für bis zu sechs Nachrichten-Kanalschaltungen über ein schmales Frequenzband der gleichen Vierdraht-Sprachübertragungseinrichtung zur Verfügung zu stellen. In der abgehenden Richtung wird der Gabelschalterzustand der zugeordneten Fernleitungskreise geprüft, und das Ergebnis wird im Zeitmultiplexverfahren zusammengefügt, um eine binäre Datenfolge zu bilden, die einen Frequenzverschiebungsmodulator steuert. In der ankommenden Richtung wird das frequenzverschoben verschlüsselte Signal demoduliert, um eine binäre Datenfolge zu bilden, aus der der Synchronismus wiedergewonnen wird und von der die Gabelschalterzustände gewonnen und zu den entsprechenden Fernleitungskreisen gegeben werden. Zusätzlich ist ein Zeitabschnitt zum Austausch von Störungsinformationen zwischen den Endsätzen reserviert, so daß im Fall eines Signal-, Träger- oder Synchronisationsverlustes alle Fernleitungen als besetzt markiert werden können.

F i g. 5 zeigt ein Gesamtblockschaltbild der Überwachungssignalschaltung nach der Erfindung. Der abgehende Multiplexzweig ist im wesentlichen unabhängig von dem ankommenden Demultiplexzweig.

Es wird aber jeder Zweig an jedem Endsatz der Übertragungseinrichtung für eine Zweiweg-Signalgebung benötigt.

Der Mutiplexzweig besteht aus dem Multiplexer 60 zur aufeinanderfolgenden Abtastung des Zustandes der Fernleitungskreise auf den Leitungen M-I bis M-6 in den verschiedenen Fernleitungskreisen und zur Bildung einer binären Impulsfolge, aus einem Modulator 61 zur Bildung eines frequenzverschobe-

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n.en Signals aus 4er binären Impulsfolge mit einer chender Ausgangszustand -an Stelle des entgegen'ge-

mittleren Trägerfrequenz am niederfrequenten Ende setzten Zustandes angenommen wird. Die durch

des Sprachfrequenzbandes und aus einem Tiefpaß- Halbkreise dargestellten Koinzidenz-Gatter erzeugen

Sendefilter 62. Die zeitliche Steuerung des Multi- nur dann ein Ausgangssignal, wenn alle Eingänge

plexers 60 wird, wie angegeben, aus einer Rechteck- 5 gleichzeitig erregt sind. Ein Puffergatter erzeugt an-

welle mit 4.77,5 Hz von der in F i g. 3 dargestellten dererseits eine Ausgangsspannung, wenn einer seiner

Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung gewonnen. Der Eingänge erregt ist, verhindert aber Wechselwirkun-

Multiplexer 60 liefert außerdem Signale auf den Lei- gen zwischen den verschiedenen Eingängen,
tungen CM-I bis CM-6 mit unterschiedlichem Blök-

kierpegel an die Kanalschaltungen, um die Bestim- io Multiplexer

mung der Betriebsart der Schaltungen für die auto- ' Das in F i g. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel eines

matische Verstärkungsregelung in den Modulations- Multiplexers für die Uberwachungssignalschaltung

zweigen der Kanalschaltungen zu unterstützen. Der besteht aus einer 1:5-Teilerschaltung 70, die von

Modulator 61 erzeugt ein frequenzverschobenes Si- einer Quelle mit 477,5 Hz in der Trägerfrequenz-Ver-

gnal mit einer mittleren Trägerfrequenz von 350 Hz, 15 sorgungsschaltung betrieben wird, aus einer Zeit-

deren Hub plus und minus 35 Hz beträgt. Die Trä- abschnitts-Speicherschaltung mit den Binärzellen 72

gerfrequenz wird im Modulator 61 selbst erzeugt und bis 74, aus einer binären Sperrzelle 76 und einer

steht vorzugsweise in nicht harmonischer Beziehung Rahmengeschwindigkeits-Binärzelle 75, aus Steuer-

zu allen Kanalfrequenzen. Der Filter 62 stellt die Ver- gattern 77 bis 85 und einem Puffergatter 87. Die

bindung zu der sprachfrequenten Übertragungsein- 20 Teilerschaltung 70 kann drei binäre Stufen enthalten,

richtung entsprechend F i g. 1 her. Der Modulator die normalerweise die Rechteck-Eingangswelle von

kann entsprechend herkömmlichen Verfahren auf- 477,5 Hz durch acht teilen, die aber eine vorzeitig

gebaut sein. triggernde Rückkopplung von der Ausgangsstufe zu

Der Demultiplexzweig besteht aus dem Tiefpaß- den ersten beiden Stufen aufweist, so daß sich eine empfangsfilter 65, das mit der sprachfrequenten 25 Teilung durch fünf ergibt. Die Ausgangsspannung Übertragungseinrichtung 23 verbunden ist, aus dem von 95,5 Hz stellt einen Zeitgeberimpuls für die Demodulator 64 zur Bildung einer binären Impuls- durch den Multiplexer zu erzeugende Serienimpulsfolge und dem Demultiplexer 63 zur Abtastung der folge dar. Im Ausgang der Teilerschaltung kann ein binären Impulsfolge unter der Taktsteuerung der Differentiator zur Erzeugung scharfer Ausgangs-Trägerfrequenz-Versorgungsschaltung und zur Ver- 30 impulse benutzt werden.

teilung der Abtastwerte auf die verschiedenen Fern- F i g. 8 ist ein Kurvenformdiagramm in Verbindung leitungskreise. Der Demodulator 64 spricht in üb- mit dem Multiplexer nach Fig. 6. Die oberste Zeile licher Weise auf die frequenzverschobenen Signale mit zeigt die impulsförmige Ausgangsspannung des Teieiner Mittenfrequenz von 350 Hz und einem Hub lers 70. Das Intervall zwischen den Impulsen bildet von plus und minus 35 Hz an. Seine Ausgangsspan- 35 ein Bit-Intervall von etwa 10,5 Millisekunden Dauer nung besteht aus einer zweistufigen binären Signal- in der Impulsfolge. Neun Intervalle stellen einen folge. Der Demultiplexer 63 leitet Gabelschalter- Rahmen dar, in dem eine Startfolge mit zwei Bits, informationen aus der Signalfolge ab und gibt sie auf ein eventueller Störungsimpuls und ein Überden Leitungen JS-I bis E-6 an die Fernleitungskreise. wachungssignalimpuls für jede der sechs Kanalschal-Entsprechende Signale auf den Leitungen CE-I bis 40 tungen enthalten sind.

CE-6 mit einem unterschiedlichen Blockierpegel Die Ausgangsspannung des Teilers 70 beaufschlagt

unterstützen die Erregung der Verstärker mit auto- die drei Binärstufen 72 bis 74, um die Impulsfrequenz

matischer Verstärkungsregelung in den Kanalschal- von 95,5 Hz durch acht zu teilen. Die direkten und

tungen. Diese Leitungen zeigen den Gabelschalter- komplementären Ausgangsspannungen jeder dieser

zustand der Fernleitungskreise am entfernten Ende 45 drei Binärschaltungen, die außerdem mit A, B, C

an. Zusätzlich leitet der Demultiplexer aus der bezeichnet sind, stehen getrennt zur Verfugung. Eine

Signalfolge eine Bit-Synchronisation und Rahmen- Hilfs-Binärzelle 76, die außerdem mit N bezeichnet

informationen ab. ist, wird einmal für jeden Teilerzyklus durch die Aus-

F i g. 6 zeigt den Multiplexer 60 im einzelnen. In gangsspannung C" der Binärschaltung 74 eingestellt,

dem Ausführungsbeispiel ist der Multiplexer im we- 50 Die Ausgangsspannung N' der Binärschaltung N er-

sentlichen ein taktgesteuerter Parallel-Serienwandler. regt normalerweise das Koinzidenz-Gatter 71 in

Die Bitschaltung kann mit Hilfe sogenannter logi- Reihe mit der Eingangsspannung der Binärschal-

scher NOR-Schaltungen ausgeführt werden. tungy4. Sobald jedoch die Binärschaltung N einge-

In F i g. 6 sind bistabile binäre Teilerschaltungen, stellt ist, verschwindet die Ausgangsspannung N', und Koinzidenzgatter und ein Puffergatter gezeigt. Die 55 es wird ein Impuls vom Teiler 70 zur Binärschal-Binärschaltungen weisen komplementäre Ausgänge tang A gesperrt. Der Rückstelleingang der Binärauf, die durch gestrichene und ungestrichene große schaltung N ist mit ihrem eigenen ungestrichenen Buchstaben bezeichnet sind. Wenn eine positive oder Ausgang über das Koinzidenzgatter 86 verbunden, »Eins«-Ausgangsspannung auf einer Leitung vor- das einen mit dem Ausgang des Teilers 70 verbundehanden ist, ist eine negative oder »Null«-Ausgangs- 60 nen Betätigungseingang hat. Deshalb bewirkt die spannung auf der anderen Leitung vorhanden. ablaufende Flanke des vom Eingang der Binärschal-Wiederholt auftretende Eingangsspannungen gleicher tung A ferngehaltenen Impulses die Rückstellung der Polarität bewirken, daß die Ausgangsspannungen ab- Binärschaltung N.

wechselnd ihren Wert ändern. Binärschaltungen kön- Die Eingangsspannung der Binärschaltung A ist in

nen außerdem mit zwei Eingangspunkten ausgeführt 65 der zweiten Zeile der Fig. 8 gezeigt. Es zeigt sich,

werden, die »einstellen« und »rückstellen« bezeichnet daß ein Impuls in jedem Rahmen unterdrückt ist.

sind. Ein an einen dieser Eingangspunkte angelegtes Die dargestellte Polaritätsumkehr findet im UND-

Eingangssignal bewirkt, daß ein bestimmter entspre- Gatter 71 statt. Die ungestrichenen Ausgangsspan-

nungen der Binärschaltungen A, B und C sind in den folgenden drei Zeilen der F i g, 8 dargestellt.

Eine weitere Binärschaltung 75, die außerdem D bezeichnet ist, wird durch die Binärschaltung C beaufschlagt und zeigt für jeden Rahmen eine einmalige Zustandsänderung. Die Ausgangsspannung dieser Binärschaltung steuert die Startfolge in der Impulsfolge.

Die Steuergatter 77 bis 85 sind entsprechend mit den Leitungen Ml bis M 6 zu der Binärschaltung D (51 und 52) und einer Störungsleitung T verbunden, wenn eine solche vorhanden ist. Mit Hilfe einer Kombinationslogik erregen die gestrichenen und ungestrichenen Ausgangsspannungen der Binärschaltungen A bis C nacheinander jedes dieser Gatter während jedes Rahmens. Die folgende Tabelle II zeigt die Eingangsspannungen für die Erregung der verschiedenen Steuergatter von den binären Zählern 72 bis 76 zur Zeitabschnittsspeicherung.

	Tabelle	II	A'	B	B'	C	C"	D'	N	JV'
Gatter				X		X
		X	X			X
I			X			X
2		X		X	X
3	Ausgangsspannungen der Zeitabschnittsspeicher			X	X
4	A	X	X		X
5	X		X		X		X
6							X	X
51	X	X		X		X			X
52
T	X
	X

Ein Vergleich der obenstehenden Tabelle II mit den Kurvenformen der Fig. 8 zeigt klar, daß jedes Steuergatter nur während eines Zeitabschnitts je Rahmen erregt ist. Beispielsweise tritt im Zeitabschnitt Ml das Zeitintervall, in dem die Leitung Ml abgetastet wird, auf, wenn die Ausgangsspannung der Binärschaltung A nach unten gerichtet ist und der Komplementärwert der Ausgangsspannungen der Binärschaltungen B und C nach unten gerichtet sind, d. h. alle die gleiche Polarität aufweisen. Auf ähnliche Weise können die anderen Zeitabschnitte abgeleitet werden. Die endgültige Ausgangsspannung der Steuergatter hängt vom Zustand der Leitungen Ml bis M 6 ab. Eine willkürliche, aber als Beispiel gewählte Ausgangsimpulsfolge in nicht auf Null zurückkehrender Form ist in der letzten Zeile der F i g. 8 gezeigt. Die Zeitabschnitte oder Abtastintervalle treten zwischen den vertikalen gestrichelten Linien auf. Die Impulsfolge könnte bedeuten, daß die Fernleitungen 1 bis 3 sich in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen im eingehängten Zustand befinden, und die Fernleitungen 4 bis 6 in zwei aufeinanderfolgenden Rahmen im ausgehängten Zustand sind. Jeder Rahmen ist etwa 94,3 Millisekunden lang. Folglich wird jede Fernleitungs-Signalleitung in jeder Sekunde nahezu elfmal geprüft.

Die Erzeugung der Startfolge 51-52 hängt von der Ausgangsspannung der Binärschaltung D ab, die einmal in jedem zweiten Rahmen einen Zyklus durchläuft. Demgemäß ändert sich die Startfolge von Rahmen zu Rahmen mit Übergängen entgegengesetzter Polarität, wie gezeigt. Diese Anordnung wird zur Wiedergewinnung der Rahmen-Synchronisation im Demultiplexer benutzt.

Das Steuergatter 85, das außerdem mit T bezeichnet ist, sendet in gezeigter Weise eine Störungsanzeige an den Fernleitungskreis am fernen Ende. Die Quelle für die Störungsanzeige ist nicht dargestellt. Im Fern-

.5 leitungskreis am fernen Ende kann eine Zeitgeberschaltung benutzt werden, die, wenn der Störungszustand eine gewisse Minimalzeit, beispielsweise 3 Sekunden, andauert, alle ankommenden Signale als eingehängt markieren und alle Verbindungen

ίο auftrennen kann. Die Einfügung dieses Zeitabschnitts in die angenommene Signalfolge soll zeigen, daß auch andere Informationen neben dem Gabelschalterzustand durch das Überwachungssignalsystem übertragen werden können.

Zum Schluß werden alle individuellen Ausgangsspannungen der Steuergatter in Reihe durch das Puffergatter 87 an den Modulator gegeben. Dieser ist nicht im einzelnen gezeigt, da eine große Zahl bekannter, frequenzverschoben getasteter Oszillatoren

ao diese Funktion erfüllen kann.

Demultiplexer

Die in dem eben beschriebenen Multiplexer erzeugte Impulsfolge, die als frequenzverschobenes

as Signal durch den Modulator übertragen wird, wird am entgegengesetzten Endsatz empfangen und in einem Demodulator bekannten Aufbaus demoduliert, dessen Einzelheiten nicht Teil der Erfindung bilden. Die demodulierte Impulsfolge wird an einen Demultiplexer gegeben, von dem ein ins einzelne gehendes Blockschaltbild in F i g. 7 gezeigt ist.

Der Demultiplexer empfängt vom Demodulator eine Impulsfolge, von der Rahmenbezugswerte, der Gabelschalterzustand der Fernleitungskreise am anderen Ende und gegebenenfalls der Störungszustand der Überwachungsschaltung am anderen Ende abgeleitet werden können. Die Gabelschalterzustände werden zu den sechs Verbindungs-Fernleitungskreisen auf den Leitungen El bis E6 gegeben.

Damit der Demultiplexer bestimmen kann, welcher Zeitabschnitt in der Impulsfolge die benötigte Information enthält, muß die Information bezüglich der Rahmen- und Bitsynchronisation wiedergewonnen werden. Es muß daher ein örtlicher Taktgeber mit den Impulsen der Startfolge in der Datenfolge synchronisiert werden. Aus diesem Grund ist ein größerer Teil des Demultiplexers für die Wiedergewinnung der Synchronisation bestimmt.
Der Demultiplexer nach F i g. 7 besteht aus einer Teilerschaltung 1:40 96, die durch ein örtliches Taktsignal von 3820 Hz betrieben wird, aus dem ein Bitfrequenzsignal mit 95,5 Hz abgeleitet wird, aus einer weiteren dreistufigen Teilerschaltung mit den Binärschaltungen 97,98 und 99, von der die Rahmenfrequenz gewonnen wird, aus einer von der Startfolge in der Impulsfolge gesteuerten logischen Start-Stop-Schaltung mit den Monopulsern 100, 101, 102 und 106 und den Flip-Flops 105, 110 und 113, aus den Steuer-Koinzidenzgattern 114 bis 125 und aus den Ausgangsregistern 126 bis 131.

Die örtliche Trägerfrequenzversorgung liefert eine Rechteckwelle mit 3820 Hz über das Koinzidenz- oder UND-Gatter 95 zur Teilerschaltung 96. Diese bewirkt eine Teilung von 1: 40 auf die Bitgeschwindigkeitsfrequenz der Signalfolge. Das große Teilverhältnis erlaubt eine Synchronisation bei jeder der vierzig Unterteilungen innerhalb eines Bitintervalls. Das UND-Gatter 95 läßt sich mit Hilfe der später

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zu beschreibenden logischen Schaltung öffnen und schließen, um die Teilung in Phase mit einer Startfolge in der ankommenden Impulsfolge einzuleiten.

Da die Rahmengeschwindigkeit ein Neuntel der Bitgeschwindigkeit beträgt, wäre ein Teiler 1:9 erforderlich. -Es wird jedoch an Stelle dessen hier ein Teiler "1:8 benutzt, der in jedem Rahmen für ein Bit-Intervall angehalten wird. Während des Anhalte-Intervalls wird die Impulsfolge auf das Vorhandensein einer- Startfolge geprüft. Die Steuerspeicher umfassen die binären Zähler 97, 98 und 99, die auch mit A, B und C bezeichnet sind. Diese werden in Reihe mit" der Ausgangssparinung von 95,5 Hz des Teilers 96, beaufschlagt. Von jeder dieser Binärschaltungen wird eine Ausgangsspannung abgeleitet und an das Koinzidenz-UND-Gatter 132 angelegt, das ein monostabiles Flip-Flop oder Monopulser 100, auch mit P bezeichnet, einmal während jedes Rahmens ansteuert. Das UND-Gatter 132 erzeugt eine Ausgangsspannung nur für jeden achten Zählwert und triggert den Monopulser P, der einen schmalen Impuls vorbestimmter Länge erzeugt. Die Vorderflanke dieses Impulses stellt das Flip-Flop 110, auch mit G bezeichnet, zurück. Die Ausgangsspannung G dieses Flip-Flops betätigt normalerweise das Gatter 95, das die Rechteckwelle mit 3820 Hz vom örtlichen Oszillator zum Teiler 96 durchläßt. Wenn das Flip-Flop G zurückgestellt ist, wird die 3820-Hz-Welle gesperrt, und der Steuerspeicher mit den Binärschaltungen A, B und C beendet den Teilvorgang.

Die- Serienimpulsfolge wird im oberen Unken Teil der Fig. 7 empfangen und sofort auf zwei Wege aufgeteilt, von denen einer den Polaritätsumkehrer 90 enthält. Der Buchstabe/ nahe dem Symbol 90 deutet an, daß es sich um einen Inverter und nicht ein Koinzidenz- oder Puffergatter handelt. Das direkte und das invertierte Datensignal werden an getrennte Monopulser 101 und 102, auch mit DP und DN (data positive transition and data negative transition) bezeichnet, gegeben, die scharfe Ausgangsimpulse bei jedem Übergang der Signalwelle erzeugen. Der Monopulser 101 liefert eine Ausgangsspannung bei positiv gerichteten Übergängen und der Monopulser 102 bei negativ gerichteten Übergängen.

Der auch mit G bezeichnete Flip-Flop 110 wird normalerweise beim ersten Übergang der Signalwelle eingestellt, vorausgesetzt, daß er die richtige Polarität aufweist. Es soll daran erinnert werden, daß die Startfolge ihre Polarität von einem Signalrahmen zum nächsten ändert. Das auch mit H bezeichnete Flip-Flop 10 ist vorgesehen, um die Polarität des letzten Übergangs zu speichern. Dieses Flip-Flop steuert die Einstellung des Flip-Flops G. Das Flip-Flop H weist drei Eingänge auf, einen komplementären Eingang, der am Ende jedes Rahmens durch die Ausgangsspannung des MonopulsersP gesteuert wird, einen Einstell-Eingang, der durch positiv gerichtete Übergänge der Signalwelle gesteuert wird, und einen Rückstelleingang, der durch negativ gerichtete Übergänge der Signalwelle gesteuert wird. Die letzteren Eingänge sind außer während einer Freiwahlfolge nach dem Verlust der Synchronisation gesperrt. Die Ausgangsspannung H des Flip-Flops H stellt zusammen mit einem negativ gerichteten Übergang der Signalfolge das Flip-Flop G ein. Die Ausgangsspannung H' kann zusammen mit einem positiv gerichteten Übergang ebenfalls das Flip-Flop G einstellen.

In dieser logischen Steuerschalfjing ist eine weitere Sicherung enthalten. Der auch "mit T bezeichnete Monopulser 106 wird durch die Rückflanke des Impulses P getriggert und erzeugt einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer von einem, Bitintervall. Die Ausgangsspannung T wird im Inverter 111 umgekehrt und in gleicher Weise an die Koinzidenz-Gatter 107 und 108 angelegt, an dessen Eingängen außerdem die entsprechenden Signale H und H' und die Signalübergangs-Ausgangsspannungen DP und DN der Monopulser 101 und 102 liegen. Die Ausgangsspannungen der Gatter 107 und 108 werden im Puffergatter 109 kombiniert, das zum Einstelleingang des Flip-Flops G führt. Das Ergebnis dieser Sicherung besteht darin, daß das Flip-Flop G nur durch einen Übergang der Signalwelle eingestellt werden kann, der innerhalb eines Intervalls von einem Bit nach Sperrung des Zählvorgangs des Steuerspeichers durch das Flip-Flop G aufgetreten ist, ohne das ein Signal

ao für den Verlust der Synchronisation erzeugt werden kann.

Andererseits betätigt das Flip-Flop H die Gatter 107 und 108 nur dann, wenn seine Ausgangsspannungen in Phase mit dem Signalübergang sind.

Für den Fall, daß ein Übergang der Signalwelle nicht vorhanden ist oder die falsche Polarität besitzt, ist das auch mit K bezeichnete Flip-Flop 113 vorgesehen, das ein Signal für den Verlust der Synchronisation erzeugt. Das Flip-Flop K verbleibt normalerweise im zurückgestellten Zustand, da sein Rückstelleingang über das Puffergitter 112 mit den gleichen Signalen verbunden ist, die das Flip-Flop G einstellen. Die zu diesem Zeitpunkt vorhandene Ausgangsspannung K' betätigt die Signaleingangs-Gatter 91 und 92, die zu den Signalregistern führen. Die Ausgangsspannung K hat im gleichen Zeitpunkt eine Polarität, die die Gatter 103 und 104 sperrt, welche die Einstell- und Rückstelleingänge des Flip-Flops H steuern. Das Flip-Flop K wird jedoch am Ende des Impulses T über das Koinzidenzgatter 133 eingestellt, wenn das Flip-Flop G nicht durch das Auftreten eines Startfolgeübergangs in der Signalfolge in den eingestellten Zustand zurückgebracht worden ist.

F i g. 9 zeigt ein Kurvenformdiagramm zur Erläuterung der Funktion des Synchronisations-Wiedergewinnungssystems des Demultiplexers. In der ersten Zeile ist das Beispiel für eine Datenfolge gezeigt, die der im Multiplexer erzeugten und in der letzten Zeile der Fig. 8 gezeigten ähnlich ist. Es wird jedoch angenommen, daß eine Startfolge 51-52 bei der Übertragung verlorengegangen ist und es daher erforderlich ist, den nächsten richtigen Übergang zu suchen. Die Binärschaltung A erzeugt normalerweise vier Perioden einer Rechteckwelle aus der Welle mit 95,5 Hz am Ausgang des Teilers 96, gefolgt von der Unterdrückung einer halben Periode auf Grund der Einwirkung des Flip-Flops G. Die Binärschaltungen B und C teilen nacheinander von der Ausgangsspannung der Binärschaltung A herunter, wie in den Zeilen 3 und 4 der F i g. 9 gezeigt. Bei jeder vollständigen Zählung bis auf acht wird der Impuls P erzeugt, wie in Zeile 5 dargestellt. Dieser Impuls beaufschlagt wiederum den Monopulser T, der eine Prüfspannung zu dem Zeitpunkt erzeugt, in dem die Startfolge auftreten soll, wie in Zeile 6 gezeigt. Das Flip-Flop G wird durch jeden Impuls P zurückgestellt und soll während des Impulses T in den eingestellten Zustand zurückkehren, wenn eine Startfolge

mit der richtigen Phasenlage auftritt. Wenn das Flip-Flop G nicht durch das Ende des Impulses T eingestellt wird, wird das Flip-Flop K eingestellt, wie in der drittletzten Zeile der F i g. 9 gezeigt. Das Flip-Flop H ändert normalerweise seinen Zustand mit jedem Impuls P, außer wenn der Synchronismus verlorengegangen ist, was durch die Einstellung des Flip-Flops K angezeigt wird.

Auf der linken Seite der ersten Zeile in F i g. 9 hätte eine Startfolge (gestrichelt dargestellt) während des Impulsintervalls T auftreten sollen. Sie ist jedoch beispielsweise auf Grund von Rauschen auf der Übertragungseinrichtung nicht vorhanden. Daher wird das Flip-Flop K eingestellt. An das Register werden keine weiteren Daten abgegeben, aber die Ausgangsspannungen der Monopulser DP und DN werden an den Einstell- und Rückstelleingang des Flip-Flops H über die Gatter 103 und 104 gelegt, die vorher gesperrt waren. Dann stellt ein von einem positiven Übergang der Datenfolge abgeleiteter Impuls DP das Flip-Flop H ein, und ein von einem negativen Übergang dei Datenfolge abgeleiteter Impuls DN stellt es zurück. Wegen des Puffergatters 134 zwischen den Ausgängen der Gatter 103 und 104 und des Puffergatters 109 stellt entweder ein Impuls DN oder DP das Flip-Flop G ein. Die Gatter 103 und 104 sind nur für die Dauer des Impulses P nach einer Rahmenzählfolge erregt, wie sich eindeutig aus der F i g. 7 ergibt.

Der nächste Übergang tritt bei der gestrichelten vertikalen Linie Q auf, entsprechend einem Signalübergang zwischen den Bitintervallen Γ und Ml. Dabei tändelt es sich offenbar nicht um einen Startübergang, aber die logische Schaltung prüft den Übergang durch Betätigung des Gatters 95, das den Teiler 96 triggert. Der Steuerspeicher zählt bis acht und erzeugt einen Impuls P, gefolgt von einem Impuls T. Das Flip-Flop G wird zurückgestellt. Der Ausgang H hat seine Polarität umgekehrt, aber der Signalübergang ist immer noch negativ gerichtet. Infolgedessen wird das Flip-Flop G nicht in den eingestellten Zustand zurückgebracht, bis zum Zeitpunkt R, zu dem ein positiv gerichteter Übergang in der Datenfolge auftritt. Der Teiler zählt dann wiederum bis acht. Zum Zeitpunkts werden ImpulseP und T erzeugt. Das Flip-Flop H ändert seinen Zustand, und das Flip-Flop G ist zurückgestellt. Der Übergang ist in diesem Fall der gleiche wie zum Zeitpunkt R. Daher wird das Flip-Flop G nicht in seinen eingestellten Zustand zurückgebracht, und das Flip-Flop K bleibt eingestellt. Der nächste Übergang tritt zum Zeitpunkt T auf und stellt einen wirklichen, negativ gerichteten Startübergang dar. Der Zählvorgang schreitet bis zum Zeitpunkt V fort, indem ein positiv gerichteter Übergang auftritt. Dieser stimmt daher in seiner Polarität mit der Ausgangsspannung des Flip-Flops H überein. Beide Flip-Flops G und K sind eingestellt, und die Datenverteilung kehrt in ihren Normalzustand zurück. In den Zeitpunkten V und W treten die Startsignale normal mit der richtigen Polarität auf, und das Flip-Flop K bleibt zurückgestellt.

Wenn keine Synchronisationsstörungen vorhanden sind, gehen die direkten nund invertierten Datensignalimpulse zu den Koinzidenzgattern 91 und 92. Diese Gatter sind betätigt, wenn das Flip-Flop K zurückgestellt ist und während eines Prüfintervalls, das durch die Ausgangsspannung des Monopulsers 94 bestimmt ist, welcher einen Impuls konstanter Dauer während jedes Bitintervalls erzeugt, das durch die Ausgangsspannung der Teilerschaltung 96 festgelegt ist. Die geprüften Daten werden auf die Ε-Leitungen durch Register verteilt, die aus einfachen bistabilen Schaltungen mit Einstell- und Rückstelleingängen bestehen. Die Register können vorteilhafterweise Reed-Relais steuern, so daß Erd- oder Batteriepotential auf den Leitungen E verfügbar ist. Die Einstell- und Rückstellausgänge der Gatter 91 und 92 sind zu den Einstell(S)- und Rückstell(i?)-Eingängen der Register

ίο 126 bis 131 über die Gatter 114 bis 125 geführt. Diese Gatter sind für jedes Register paarweise vorhanden, und die Paare werden nacheinander durch Ausgangsspannungen der Binärschaltungen A, B und C betätigt. In der folgenden Tabelle III sind die Eingangsspannungen der Steuergatter aufgeführt.

TabeUe III

Gatter	A	Ä	B	B'	C	C
114 bis 115	X			X		X
116 bis 117		X	X			X
118 bis 119	X		X			X
120 bis 121		X		X	X
122 bis 123	X			X	X
124 bis 125		X	X		X

An Hand dieser Tabelle und Fi g. 9 läßt sich leicht erkennen, daß ein und nur ein Register über ein und nur ein Paar Steuergatter mit dem Daten-Eingangspunkt während eines gegebenen Zeitabschnitts verbunden ist. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Bits ist das Register entweder eingestellt öder zurückgestellt während des entsprechenden Zeitab-Schnitts. Die Steuergatter, der Steuerspeicher und die Register stellen daher tatsächlich einen Serien-Parallel-Wandler dar.

Die Erfindung ist zwar an Hand eines speziellen Ausführungsbeispiels beschrieben worden, jeder Fachmann kann jedoch zahlreiche Abänderungen treffen, ohne vom Schutzumfang der Patentansprüche abzuweichen. '

Beispielsweise sind die erfindungsgemäßen Kanalschaltungen nicht auf die Übertragung von Nachrichten beschränkt. Es können auch unter Verwendung geeigneter Endsatzausrüstungen Wähl-, Ruf-, Besetzt- und Wiederholungssignale auf diesen schmalbandigen Kanälen übertragen werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Zweiweg -Vielkanal - Nachrichtenübertragungssystem, bei dem zwei Fernleitungsendsätze über eine Vierdraht-Sprachband-Ubertragungseinrichtung verbunden sind und jeder Endsatz eine Vielzahl von unabhängigen Datennachrichten aussenden und empfangen kann und entsprechende Gabelschalterzustände bereitstellt, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von schmalbandigen, von jeder Hälfte der Vierdraht-Ubertragungseinrichtung (23) abgeleiteten Frequenzmultiplex-Kanälen (11,13, F i g. 4), welchen in den Fernleitungsendsätzen (10, 24) jeweils eine unabhängige Datennachricht aufmoduliert wird und wobei in jedem Endsatz Gabelschalterzustände (E- und M-Leitungen 15 und 16) nacheinander geprüft (14) werden, um eine diese Zustände darstellende Folge von Impulsen zu bil-

.·■; -4 i:r^f '.'·-■-■■;■■■ ΓΜ 609 730/278

.· den, welche im Zeitmultiplexverfahren auf einen weiteren Kanal (14) gegeben wird.
;

2. Nachrichtenübertragungssystem nach An-

■ sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (11, 13) mit einem Amt mit Hilfe individueller Fernleitungskreise (10, TRl bis TR6) und mit einer Übertragungseinrichtung (23) mit Hilfe von Verbindungsleitungen (20, 21) verbunden ist

. und daß über diese Kreise eine Zweiweg-Duplex-Frequenzverschiebungsübertragung binärer Datensignale möglich ist.

3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viel-

■ zahl schmalbandiger, von jeder Hälfte der Über-

' tragungseinrichtuqg (23) .abgeleiteter Frequenz- 1.5. multiplexkanäle eine Überwachungssignalschaltung (14) mit Leitungen (15, 16) für eine ab-

,„ gehende und ankommende Überwachungssignalgebung umfaßt.

4. Nachrichtenübertragungssystem nach An-"Spruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Träger-^Vfrequenz-Versorgungs- und Erzeugungsschaltung

(12 und Fig. 3), die mit Ausgangsleitungen (36) verbunden ist, deren Frequenzen harmonisch zueinanider in Beziehung stehen.

5. "Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz-VerSörgungs- und Erzeugungsschal-

• tung (12) besteht aus einem stabilen Mutteroszillator (30) mit einer einzigen Ausführungsfrequenz, aus einer Rechteckschaltung (31), aus einer Frequenzteiler-Schaltung (32), die mit dem Ausgang des Oszillators (30) verbunden ist und eine Ausgangsspannung einer vorbestimmten Subharmonischen der Oszillatorfrequenz abgibt, aus einem ; mit der Ausgangsspannung der Teilerschaltung (32) betriebenen Impulsformer (33), der scharfe, im Takte der Frequenz der Subharmonischen auftretende Impulsspitzen erzeugt, die reich an harmonischen Frequenzanteilen sind, und aus einer Vielzahl von scharf auf ausgewählte der harmonischen Frequenzen abgestimmten Bandpaßfiltern (35), denen die scharfen Impulsspitzen zugeführt werden.

6. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen (36) zur Bestimmung des Frequenzabstandes der schmalbandigen Kanäle mit ersten und zweiten Modulationseinrichtungen (46, 54 in F i g. 4) verbunden sind.

7. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Modulationseinrichtungen jeweils eine Vielzahl von individuellen, einzeln mit jedem individuellen Fernleitungskreis (TRl bis TR6) verbundenen symmetrischen Modulatoren (46, 54) umfassen, um die Datennachricht von einer Grundbandfrequenz auf dem Fernleitungskreis auf die eines zugeordneten Nachrichtenkanals der Übertragungseinrichtung (23) umzusetzen, ferner eine Vielzahl von Tiefpaßfiltern (47, 52, 53, 55) umfassen, die nur eines der in jedem der Modulatoren (46, 54) erzeugten Seitenbänder durchlassen, und aus einer Vielzahl von geregelten Verstärkern (49, 56) für das von jedem der Filter durchgelassene Seitenband.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 730/278 11. G6 © Bundesdruckerei Berlin