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Schaltungsanordnung zur schnellen übertragung von codierten Zeichen
über Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zur schnellen übertragung von codierten Steuerzeichen, die ohne dazwischenliegende
Pausen über Fernmelde-, insbesondere Fernsprechleitungen vorzugsweise mit Tonfrequenzen
übertragen werden.
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In einigen Fernmeldesystemen werden Zeichen, z. B. zur Einstellung
von Koppelfeldern, zur Steuerung verschiedener Schaltglieder usw. in einem Binärcode
übertragen. Dieser Code hat den Vorteil, daß beispielsweise eine Ziffer, zu deren
übertragung bisher mehrere Impulse benötigt wurden, jetzt mit einem einzigen Impuls
bestimmter Frequenzen übertragen wird. So gibt es einen »m-von-n<,:-Code, bei
dem m
von insgesamt n möglichen Frequenzen ein Zeichen bilden.
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Für die übertragung eines solchen Codes ist zwischen jeweils zwei
Codezeichen eine Pause vorgesehen. Diese Pause hat mehrere Aufgaben zu erfüllen.
Sie dient dazu, zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichen Zeichen zu unterscheiden.
In den an der Zeichenübertragung beteiligten Geräten entstehen Ein- und Ausschaltvorgänge,
die jeweils abklingen müssen, wenn die Zeichen richtig empfangen werden sollen.
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Eine derartige Zeichenübertragung erfordert aber eine gewisse Zeit,
die für einige Einrichtungen der Nachrichtentechnik zu groß ist. Aus diesem Grunde
wurden schon Schaltungsanordnungen angegeben, die es erlauben, bei aufeinanderfolgenden
Impulsen ungleicher Frequenz die normalerweise dazwischenliegende Pause wegzulassen
und diese nur noch dann zu berücksichtigen, wenn Zeichen gleicher Frequenz übertragen
werden sollen. Auf diese Weise wurde jedoch nur ein Teil der Pausen zwischen zwei
Impulsen beseitigt.
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Eine andere bekannte Schaltungsanordnung sieht vor, eine Pause zwischen
allen Impulsen wegzulassen, Das wird dadurch ermöglicht, daß jedesmal, wenn zwei
Impulse gleicher Frequenz aufeinanderfolgen, beim zweiten Impuls eine freie Kennzeichnungsfrequenz
gleichzeitig den gesendeten Frequenzen überlagert wird. Bei Impulsen unterschiedlicher
Frequenz besteht in der Unterscheidung zwischen zwei Zeichen ohnehin keine Schwierigkeit.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Bedeutung eines mit Zusatzfrequenzen
überlagerten Zeichens von dem vorhergehend gesendeten Zeichen abhängig ist.
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Eine weitere Schaltungsanordnung vermeidet diesen Nachteil dadurch,
daß die die geradzahligen Zeichenschritte bildenden Impulse zur Kennzeichnung des
einen Aussagewertes durch Hinzufügung weiterer Codefrequenzen und zur Kennzeichnung
des anderen Aussagewertes durch eine Impulslücke gebildet werden. Dieses Verfahren
eignet sich nicht für alle Binärcode, sondern nur für diejenigen, die zur übertragung
einer Nachricht mehrere, und zwar eine immer gleichbleibende Zahl von Zeichen verwendet.
Wenn nämlich an letzter Stelle einer Nachricht eine Impulslücke erscheint, weiß
der Empfänger nicht, ob nun die Nachricht beendet ist oder ob noch eine Impulslücke
ausgewertet werden muß.
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Die bisher aufgeführten Schaltungsanordnungen gestatten es zwar, die
Nachrichtenübermittlung und die Pause zwischen den einzelnen Zeichen abzukürzen.
Wegen der Ein- und Ausschwingvorgänge der an der Zeichenübertragung beteiligten
Einrichtungen ist aber noch eine bestimmte Länge der einzelnen Zeichen erforderlich.
Außerdem werden komplizierte und aufwendige Einrichtungen auf der Sende- und der
Empfangsseite benötigt, um festzustellen, ob zwei oder mehrere aufeinanderfolgende
Impulse gleiche oder unterschiedliche Frequenzen verwenden und ob die empfangenen
Frequenzen reine Zeichenfrequenzen oder Mischfrequenzen sind, die auf die übertragung
eines gleichen Zeichens hinweisen. Durch die Verwendung einer ungleichen Zahl von
Frequenzen ist es schließlich nicht möglich, eine einfache und wirksame Codekontrolle
durchzuführen, die in bekannter Weise bei mehr oder weniger Frequenzen, als das
System einheitlich vorschreibt, die Nachricht als fehlerhaft zu erkennen gestattet.
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Es ist auch noch eine Schaltungsanordnung bekannt, beispielsweise
aus der deutschen Patentschrift 1047 871, die bei der zyklischen Wiederholung
ausgesendeter Frequenzkombinationen, die für alle Ziffern der gleichen Frequenzvorratsgruppe
entstammen,
zur Kennzeichnung der Ziffernstelle eine zusätzliche
charakteristische Begleitfrequenz aussendet. Im Empfänger werden alle Frequenzen
unmittelbar den zugehörigen Einzelfrequenz-Empfangskreisen zugeleitet, aber nur
die Empfangsrelais zur Auswertung freigegeben, die der durch die Begleitfrequenz
gekennzeichneten Ziffernstelle zugehören.
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Dadurch können die so übertragenen Ziffern in beliebiger Reihenfolge
dem Empfangsspeicher zugeführt werden. Diese Schaltungsanordnung ist jedoch nicht
geeignet, codierte Steuerzeichen ohne dazwischenliegende Pausen schnell nacheinander
zu übertragen, weil auch hier wegen der Ein- und Ausschwingvorgänge eine bestimmte
Länge der Zeichen eingehalten werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben,
bei der die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermieden werden und die
es außerdem gestattet, die übertragungszeit der Zeichen so weit wie möglich abzukürzen.
Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß in der sendenden Stelle Schaltmittel
angeordnet sind, die alle über die Leitung zu übertragenden Steuerzeichen einer
Zeichenfolge in zyklischem Wechsel in unterschiedliche Gruppen einteilen und jedes
der Steuerzeichen mit einem die Gruppe kennzeichnenden Begleitzeichen (z. B. mit
keinem, einem oder mehreren) versehen, und daß sich an der empfangenden Stelle Schaltmittel
befinden, die in Abhängigkeit von der Art des Begleitzeichens das vollständige Steuerzeichen
entsprechend dem Gruppenkennzeichen zu einem einzigen der Empfangskanäle leiten.
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Dadurch, daß die Pausen zwischen jeweils zwei Zeichen weggelassen
wurden, hat sich die übertragungsgeschwindigkeit der Zeichen auf die Hälfte verringert,
wenn man annimmt, daß die Zwischenpausen genau so lang sind wie die Zeichen. Während
in den bekannten Schaltungsanordnungen in der Zeichendauer die Ein- und Ausschwingzeiten
mitberücksichtigt werden mußten, erlaubt es die Erfindung, die Arbeitsgeschwindigkeit
um diese Zeiten zu erhöhen.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erfordert zwar einen zusätzlichen
Tonfrequenzsender und -empfänger sowie einen zweiten Empfangskanal; diese Einrichtungen
sind jedoch viel weniger aufwendig als die Einrichtungen des Senders in den bekannten
Schaltungsanordnungen, die erst feststellen müssen, ob zwei gleiche Zeichen nacheinander
durchgegeben werden sollen und die Einrichtungen des Empfängers, die je nach
der Art der empfangenen Zeichenfrequenzen zwei unterschiedlichen Zeichen die gleiche
Bedeutung geben. Der Gesamtaufwand für eine derartige Anlage wird außerdem noch
dadurch verringert, daß wegen der schnellen übertragungsgeschwindigkeit die sonst
erforderlichen Zwischenspeicher entfallen können, weil die an der sendenden Stelle
anfallenden Zeichen mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sie erzeugt werden,
sofort weitergegeben werden.
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Jeder der Empfangskanäle muß in der Lage sein, alle ankommenden codierten
Zeichen aufzunehmen und auszuwerten. Deshalb sind auch alle Empfangskanäle gleich
aufgebaut, so daß sich bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung der Vorteil
ergibt, daß es gleichgültig ist, ob das erste zu übertragende Zeichen mit einem
Begleitzeichen versehen ist oder erst das zweite. Es sind auch schon Schaltungsanordnungen
bekannt, bei denen vor dem eigentlichen Steuerzeichen oder gleichzeitig mit diesem
eine Schlüsselfrequenz übertragen wird, die dazu dient, eine für mehrere Leitungen
gemeinsame Empfangseinrichtung anzuschalten oder einen Sprachschutz für die Dauer-
der Zeichenübertragung sicherzustellen. Diese Schlüsselzeichen werden im Gegensatz
zu der vorliegenden Erfindung entweder kurzzeitig vor einer Zeichenübertragung oder
während der gesamten Dauer der Nachricht übertragen.
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Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Während
in F i g. 1 der zeitliche Ablauf der Zeichenübertragung gezeigt ist, werden
an Hand der F i g. 2 Einzelheiten eines Mehrfrequenzcodeempfängers beschrieben,
soweit dieses zum Verständnis der Erfindung notwendig ist.
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In F i g. 1 zeigt die Linie a eine Folge von fünf Zeichen,
die ohne Zwischenschaltung von Pausen vom Sender zum Empfänger übertragen werden
solr len. Gemäß der Erfindung werden dabei diese Zeichen abwechselnd in zwei Gruppen
unterteilt, die unterschiedlich behandelt werden. Die eine Gruppe ist mit dem Buchstaben
b und die andere mit dem Buchstaben c gekennzeichnet. Während die Zeichen
der Gruppe b unverändert auf die Leitung gegeben werden, wird den Zeichen
der Gruppe c ein Begleitzeichen d beigegeben und gleichzeitig mit übertragen.
Wie ein Vergleich der Zeichen c mit den Zeichen d
zeigt, können die Begleitzeichen
d voreilend gesendet werden. Wenn diese Voreilung etwa in der Größenordnung
der Zeichen-Lauf- und -Auswertungszeit liegt, dann kann das codierte Steuerzeichen
um diese Zeit kürzer gehalten werden.
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Der Sender ist also so eingerichtet, daß eine ihm zugeordnete bis
zwei zählende Abzählkette jedem zweiten Zeichen das Begleitzeichen beifügt. Der
Empfänger ist in F i g. 2 dargestellt. Die Zeichen treffen über die LeitungLtg
an Wicklung 1 des Eingangstransformators Trl ein. Dieser Transformator hat
drei Ausgangswicklungen, an die zwei Zeichenempfangskanäle EK1 und EK2 sowie ein
Tonfrequenzempfänger TE angeschlossen sind.
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Der Tonfrequenzempfänger TE dient zur Aufnahme des Begleitzeichens.
Sobald ein derartiges Zeichen am Empfänger anliegt, spricht eine Umschalteeinrichtung,
die hier als Relais U dargestellt ist, an und betätigt eine Reihe von Schaltmitteln.
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An die Wicklungen II und IV des Eingangstranssforinators Tr
1 sind die beiden Empfangskanäle EK1 und EK2 angeschlossen. Jeder dieser
Kanäle besteht aus einem Filter Fl bzw. F2 und einem RegelverstärkerRVI bzw. RV2,
deren Ausgänge an einen zweiten Transformator Tr2 angeschlossen sind. Beide Empfangskanäle
arbeiten also auf einem gemeinsamen Transformator Tr2, an dessen Ausgang sich eine
Reihe von Einzel-ZeichenempfängemE1 bis E6
befinden. An diese abgestimmten
Empfänger sind dann 2-Code-Kontrolleinrichtungen Kl bzw. K2 und die AuswerteschaltgliederAS1
bzw. AS2 angeschaltet.
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Es wird im folgenden der Empfang eines Mehrfrequenzcodezeichens beschrieben,
das in einem »2-von-6«-Code gesendet wurde. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
ist jedoch nicht auf diesen Code beschränkt. Es können in gleicher Weise auch andere
Binärcode, z. B. Zweifrequenzcodezeichen oder andere Nachrichten, zu deren übertragung
ein
oder mehrere Impulse erforderlich sind, verwendet werden. Als übertragungsmittel
für die einzelnen Zeichen können nicht nur Ton-, sondern auch andere außerhalb des
Tonfrequenzbandes liegende Frequenzen verwendet werden.
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In F i g. 2 sind für jeden Empfangskanal nur die Filter, die
Regelverstärker, die Code-Kontrolleinrichtungen und die Auswerteschaltglieder getrennt
dargestellt, während die Einzelfrequenzempfänger gemeinsam für beide Empfangskanäle
sind. Je nach dem Aufbau dieser Schaltglieder kann es gegebenenfalls zweckmäßig
sein, auch die Einzelfrequenzempfänger individuell je Empfangskanal vorzusehen,
oder gegebenenfalls auch mehrere Glieder für beide Kanäle gemeinsam. Diese geringfügigen
Abweichungen verändern jedoch den Gegenstand der Erfindung nicht.
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Ein am Zeichenempfänger gemäß F i g. 2 über die Leitung Ltg
eintreffendes Zeichen gelangt zunächst über die Wicklung II des Eingangstransfonnators
Tr 1
zu dem Filter F l. Die Bedeutung dieses Filters ist in Zusammenhang
mitder Erfindung uninteressant und braucht deshalb hier nicht beschrieben zu werden.
Danach kommt das Zeichen über einen Kontakt 1 u
zu einem bekannten
RegelverstärkerRVL Dieser Regelverstärker hat die Aufgabe, die ankommenden Zeichenfrequenzen
unabhängig vom Eingangspegel der Zeichen auf einen bestimmten Pegel einzuregeln
sowie das durch die hart eingetasteten Mehrfrequenzcodezeichen entstehende Schaltfrequenzspektrum
durch Verrunden der Eingangsflanken zu dämpfen.
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Anschließend kommt das Zeichen über den Transformator Tr 2 zu den
Einzelfrequenzempfängern E 1
bis E6. Beidem angegebenen Code
müssen nun zwei dieser sechs Empfänger ansprechen, was in bekannterWeise durch die
beiden Code-Kontrolleinrichtun-en Kl und K2 überwacht wird. Gleichzeitig erhalten
beide Auswerteschaltglieder AS1 und AS2 von den betätigten Einzelfrequenzempfängern
die Nachricht, welche Frequenzen gesendet wurden. Hat nun die Code-Kontrolleinrichtung
Kl festgestellt, daß das empfangene Zeichen eindeutig ist, gibt :sie das AuswerteschaltgliedAS1
frei, so daß das ausgewertete Ergebnis über die Ausgänge a 1 bis a
6 weitergeleitet werden kann.
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Sobald jedoch das Begleitzeichen an der Wicklung 111 des Eingangstransformators
Trl anliegt und vom Tonfrequenzempfänger TE empfangen wird, schaltet dieser die
Umschalteeinrichtung U ein. Diese Einrichtung betätigt eine Reihe von Umschaltern
1 u
bis 6u, die den zweiten Empfangskanal zur Aufnahrne der folgenden
Nachricht vorbereiten. Der Regelverstärker RY1 wird durch Öffnen des Kontaktes lu
abgetrennt und statt dessen dieser Empfangskanal mit einem geeigneten Widerstand
Wl abgeschlossen. Dafür wird durch Schließen des Kontaktes 4 u der Empfangskanal
EK 2 geöffnet und der Regelverstärker RV2 empfangsbereit geschaltet. Durch Öffnen
des Kontaktes 5 u und Schließen des Kontaktes 6 u wird
die Code-Kontrolleinrichtung Kl ab- und die Kontrolleinrichtun-K2 angeschaltet,
so daß jetzt bei Vorliegen eines eindeutigen Codezeichens das Auswerteschaltglied
AS2 über die Ausgänge b 1 bis b 6 die empfangene Nachricht
weitergeben kann. Durch diese Schaltmaßnahme, die zur Beschleunigung der Zeichenübertragung
sogar eine kurze Zeit vor dem Eintreffen des codierten Steuerzeichens vorgenommen
werden kann, haben die Einrichtungen des Empfangskanals EKI genügend Zeit, ihre
Ausschwingvorgänge ungestört zu beenden, während im Empfangskanal WK2 das folgende
Zeichen empfangen wird.
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Ist das Senden des zweiten Zeichens beendet, so verschwindet auch
die Pilotfrequenz, und der Empfangskanal EK1 ist für das nächste Zeichen erneut
empfangsbereit. In dieser Zeit können die Einrichtun,-en des zweiten Empfangskanals
EK2 für die Aufnahme des folgenden Zeichens vorbereitend ausschwingen.
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Alle Empfangskanäle sind, wie aus der F i g. 2 hervorgeht,
vollkommen gleich aufgebaut. Sollte der Zeichensender so eingerichtet sein, daß
er nicht das zweite, sondern schon das erste Zeichen mit einem Begleitzeichen versieht,
dann arbeitet der Empfänger genauso einwandfrei, ohne daß an ihm auch nur eine Umschaltung
vorgenommen werden muß. Wird nämlich in einem Fernmeldesystem vor der Nachricht
ein Schlüsselzeichen gesendet, das einen zentralen Empfänger an die Leitung anschaltet,
dann kann unter der Voraussetzung, daß der Schlüsselzeichenempfänger beispielsweise
den zentralen Zeichenempfänger so verzögert auslöst, daß auch das nächste ohne Begleitzeichen
gesendete Zeichen noch einwandfrei empfangen werden kann, das Schlüsselzeichen als
Begleitzeichen verwendet werden.