DE19541065A1 - Taktableitschaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Taktableit­ schaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf digitale Übertragungs­ systeme und insbesondere auf die Taktableitanordnungen für der­ artige Systeme. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Multi­ plexer-/Demultiplexer, die derartige Taktableitanordnungen auf­ weisen.

Ein Schlüsselmerkmal bei jedem digitalen Übertragungssystem, bei dem eine Vielzahl von Signalen multiplexiert und demultiplexiert werden, besteht in der Schaffung irgendwelcher Sychronisations­ einrichtungen, um sicherzustellen, daß die Taktsteuerung von Übertragungsgeräten, wie z. B. eines Multiplexers-/Demultiple­ xers, an die Taktsteuerung des Signals angepaßt ist.

Üblicherweise wird diese "örtliche" Synchronisation durch Ableiten der Zeitsteuer- oder Taktinformation aus dem digitalen Signal selbst erzielt.

Wenn die Übertragungs-Bitraten vergrößert werden, um eine ent­ sprechende Vergrößerung der Systemkapazität zu erzielen, wird die Genauigkeit der abgeleiteten Zeitsteuer- oder Taktinforma­ tion mehr und mehr kritisch. Ein besonderes Problem bei üblichen Taktableittechniken bei Anwendung bei diesen höheren Bitraten besteht in dem Auftreten von Phasenschwankungen in den abgelei­ teten Taktsignalen, wobei entsprechend die genaue Taktsteuerung verlorengeht. Eine Lösung dieses Problems bestand in der Ent­ wicklung von Taktableit-Begrenzungen, bei denen eine phasen­ starre Schleife eine im wesentlichen phasenschwankungsfreie "Schwungrad"-Synchronisation mit einem empfangenen Digitalsignal ergibt. Eine typische Technik mit phasenstarrer Schleife ist in der GB-A-22 55 480 beschrieben. Obwohl diese Technik eine wirkungsvolle Lösung ergibt, sind die erforderlichen Schaltungen kompliziert und damit relativ kostspielig.

Das Ziel der Erfindung besteht in einer weitgehenden Verringe­ rung oder Beseitigung dieses Nachteils, so daß eine Phasenab­ leitschaltung mit minimalen Phasenschwankungen und geringem Auf­ wand geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. Anspruch 4 an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Taktableit­ schaltung für ein digitales Übertragungssystem geschaffen, das zur Ableitung von Taktinformationen aus einer ternären Datenim­ pulsfolge ausgebildet ist, um auf diese Weise die ternäre Daten­ impulsfolge nachzutakten, wobei die Schaltung Einrichtungen zur Ableitung erster und zweiter binärer Signalfolgen, die den positiv bzw. negativ verlaufenden Impulsen der ternären Daten­ inpulsfolge entsprechen, Einrichtungen zur Kombination der ersten und zweiten binären Signalfolgen zur Erzeugung einer weiteren binären Signalfolge, einen örtlichen Takt einschließen­ de Einrichtungen zur Erzeugung einer Bezugssignalfolge aus der weiteren binären Signalfolge, Einrichtungen zum Nachtakten der ersten und zweiten binären Datenfolgen auf die Bezugssignalfolge und Einrichtungen zur Rekombination der nachgetakteten binären Datenfolgen einschließt, wodurch eine nachgetaktete ternäre Datenfolge erzeugt wird. Gemäß der Erfindung wird die Bezugs­ signalfolge durch Nachtakten der weiteren binären Signalfolge auf den örtlichen Takt, durch Verzögern der nachgetakteten weiteren binären Signalfolge um einen Taktimpuls und Kombinieren der verzögerten binären Signalfolge mit der weiteren binären Signalfolge erzeugt, um ein Taktsignal mit der doppelten Bitrate zu schaffen, dessen Anstiegsflanken mit der weiteren binären Signalfolge ausgerichtet sind und einen Taktbezug für das Nachtakten der ersten und zweiten binären Signalfolgen bilden.

Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird ein Ver­ fahren zum Nachtakten einer ternären Datensignalfolge in einem digitalen Übertragungssystem geschaffen, wobei das Verfahren das Ableiten erster und zweiter binärer Datensignalfolgen, die den positiv bzw. negativ verlaufenden Impulsen der ternären Daten­ signalfolge entsprechen, die Kombination der ersten und zweiten binären Datensignalfolgen zur Schaffung einer weiteren binären Datensignalfolge, die Erzeugung einer Bezugssignalfolge aus der weiteren binären Datensignalfolge und aus einem örtlichen Takt, das Nachtakten der ersten und zweiten binären Datensignalfolgen auf die Bezugssignalfolge und die erneute Kombination der nach­ getakteten binären Datensignalfolgen einschließt, um eine nachgetaktete ternären Datensignalfolge zu erzeugen. Gemäß der Erfindung wird die Bezugssignalfolge durch Nachtakten der weiteren binären Datensignalfolge auf den örtlichen Takt, Verzögern der nachgetakteten weiteren binären Datensignalfolge um einen Taktimpuls und Kombinieren der verzögerten binären Datensignalfolge mit der weiteren binären Datensignalfolge erzeugt, um ein Taktsignal mit der doppelten Bitrate zu erzeu­ gen, dessen Anstiegsflanken mit der weiteren binären Daten­ signalfolge ausgerichtet sind und einen Taktbezug zum Nachtakten der ersten und zweiten binären Datensignalfolgen bilden.

Die Schaltung kann zum Nachtakten von ternären Daten in einem digitalen Zwischenverstärker verwendet werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer digitalen Multiplexer-/ Demultiplexer-Anordnung ist,

Fig. 2 schematisch einen digitalen Prozessor zur Ver­ wendung in der Multiplexer-/Demultiplexer- Anordnung nach Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine Taktableitschaltung zur Verwendung in dem Prozessor nach Fig. 2 zeigt, und

Fig. 4 u. 5 Signalschwingungsformen für die Schaltung nach Fig. 3 zeigen.

Gemäß Fig. 1 schließt die Multiplexer-/Demultiplexer-Anordnung einen digitalen Prozessor 11 ein, der mit einem Satz von Unter­ kanal-Eingängen 110 und Unterkanal-Ausgängen 111 gekoppelt ist.

Typischerweise umfassen die Unterkanäle drahtgebundene Eingänge und Ausgänge und führen Daten mit einer Rate vom 2 mb/s. Der Prozessor 11 ist weiterhin mit zwei Lichtleiter-Abschlußeinhei­ ten (OLTU1 und OLTU2) verbunden, die eine Schnittstelle zu einem optischen Übertragungsnetz 12 bilden, das beispielsweise ein passives optisches Netz einschließt. Im Betrieb wird ledig­ lich eine der Leitungsabschlußeinheiten zu einer bestimmten Zeit in Betrieb gesetzt, während die andere Einheit eine Reserve im Fall eines Systemausfalls bildet.

Der Prozessor ist ausführlicher in Fig. 2 gezeigt und schließt Einrichtungen 21 zur Regeneration und Einrichtungen 22 zum Nach­ takten ternär kodierter Daten, beispielsweise HDB3-Daten von dem Unterkanal-Eingang oder von den Leitungsabschlußeinheiten ein. Der Regenerator 21 gibt zwei binäre Signalfolgen DP und DN ab, die den positiv verlaufenden bzw. negativ verlaufenden Impulsen der ternären Datensignalfolge entsprechen. Diese Signale werden jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen 23P und 23N zugeführt, deren Takteingänge eine Taktinformation von den Nachtaktungseinrich­ tungen oder der Taktableitschaltung 22 empfangen. Die nachge­ takteten HDB3-Signale werden parallel zwei Ausgangspuffern 24A und 24B zugeführt. Der Prozessor empfängt vier Unterkanal- Eingangssignale von den von ihm bearbeiteten Geräten und führt eine Regeneration oder Nachtaktung oder Neu-Taktung dieser Daten aus, um zwei identische Kopien der Eingangs-Datensignalfolge zur Übertragung an das Netz zu liefern. Alarmsignale, wie z. B. für den Eingangssignalverlust, das Vorhandensein von AIS und von HDB3-Kodierfehlern werden von den Eingangs-Datensignalfolgen abgeleitet. In der Rückwärtsrichtung empfängt der Prozessor acht Eingänge von den Empfangsseiten der optischen Leitungsabschluß­ einheiten. Die Alarmsignale werden aus diesen Datensignalfolgen gesammelt, und wahlweise kann der Prozessor eine Überprüfung auf Rahmenausricht- und Rahmenfehler durchführen. Die Unterkanal- Ausgänge werden entweder einzeln oder als Block von vier Aus­ gängen geschaltet.

Die Taktableiteinheit ist in Fig. 3 gezeigt, während die zuge­ hörigen Signalschwingungsformen in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Um das Verständnis der Technik zu erleichtern, ist die Zeitachse nach Fig. 5 gegenüber der nach Fig. 4 komprimiert. Die positiv verlaufenden und negativ verlaufenden Teile der HDB3-Datensignalfolge werden zur Erzeugung jeweiliger Daten­ signalfolgen DP und DN verwendet. Diese Datensignalfolgen werden in einem NAND-Verknüpfungsglied 31 (Fig. 3) kombiniert, um eine einzige Datensignalfolge D (Fig. 4) zu liefern. Diese Datensig­ nalfolge D wird dann nachgetaktet (Fig. 5), wobei der externe Takt SLCLK verwendet wird, um eine Schwingungsform R1, die auf den nächsten positiv verlaufenden Taktimpuls zeitbezogen ist, und eine zweite Schwingungsform R2 zu erzeugen, die gegenüber R1 um einen Taktimpuls verzögert ist. Es ist verständlich, daß, obwohl die Schwingungsform R2 direkt erzeugt werden kann, es bequemer ist, diese Schwingungsform indirekt aus R1 zu erzeugen. Die Schwingungsformen D und R2 werden dann in einem XOR-Verknüp­ fungsglied 32 (Fig. 3) kombiniert, um einen Takt mit der doppel­ ten Bitrate (Fig. 5) zu erzeugen, dessen Anstiegsflanken mit der Datensignalfolge ausgerichtet sind und der zum Nachtakten der Eingangs-Datensignalfolge verwendet werden kann. Die Abfall­ flanken des XOR-Ausganges sind mit dem Reservetakt ausgerichtet, so daß der Taktimpuls ein Impuls-/Pausenverhältnis innerhalb gesetzter Grenzen aufweist. Die Abfallflanken sind Phasenschwan­ kungen ausgesetzt, weil sie nicht auf die Datenfrequenz bezogen sind, doch stellt dieses keinen Nachteil dar, weil die Abfall­ flanken in dem Nachtaktungsvorgang nicht verwendet werden.

Der Lücken aufweisende Takt, der am Ausgang des XOR-Verknüp­ fungsgliedes erzeugt wird, wird zum kontinuierlichen Rücksetzen des Zählers 33 (Fig. 3) verwendet. Wenn eine Null oder eine Impulspause in dem Ausgangssignal auftritt, so kann der Zähler laufen, bis er seinen Endwert erreicht, bei dem QA = QB = QC = 1 ist und unter dieser Bedingung wird ein einzelner Taktimpuls am Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 34 erzeugt. Dieser Taktim­ puls wird zum Nachtakten der Null-Werte verwendet. Obwohl die­ ser Takt nicht auf die Datensignalfolge bezogen ist, werden keine Phasenschwankungen eingeführt, weil die Null-Werte oder Impulspausen keinerlei Taktinformation enthalten. Es besteht keine Notwendigkeit, die nachgetakteten Daten zu dekodieren, bevor sie den Ausgangspuffern 23 (Fig. 2) zugeführt werden, um eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Sendemöglichkeit zu schaffen.

Claims (7)

1. Taktableitschaltung für ein digitales Übertragungs­ system, das zur Ableitung von Taktinformationen aus einer ternären Datenimpulsfolge ausgebildet ist, um auf diese Weise die ternäre Datenimpulsfolge nachzutakten, wobei die Schaltung Einrichtungen zur Ableitung erster und zweiter binärer Signal­ folgen (DP, DN), die den positiv bzw. negativ verlaufenden Impulsen der ternären Datenimpulsfolge (HDB3) entsprechen, Einrichtungen zur Kombination der ersten und zweiten binären Signalfolgen zur Lieferung einer weiteren binären Signalfolge (D), einen örtlichen Takt einschließende Einrichtungen zur Erzeugung einer Bezugssignalfolge (XOR) aus der weiteren binären Signalfolge, Einrichtungen zum Nachtakten der ersten und zweiten binären Datenfolgen auf die Bezugssignalfolge, und Einrichtungen zur Rekombination der nachgetakteten binären Datenfolgen ein­ schließt, um auf diese Weise eine nachgetaktete ternäre Daten­ impulsfolge zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalfolge durch Nach­ takten der weiteren binären Signalfolge auf den örtlichen Takt, Verzögern der nachgetakteten weiteren binären Signal­ folge und Kombinieren der verzögerten binären Signalfolge mit der weiteren binären Signalfolge erzeugt wird, um ein Taktsignal mit der doppelten Bitrate zu erzeugen, dessen Anstiegsflanken mit der weiteren binären Signalfolge ausgerichtet sind und einen Taktbezug zum Nachtakten der ersten und zweiten binären Signal­ folgen ergeben.

2. Taktableitschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgetakteten Signale als zwei identische parallele Signale erzeugt werden.

3. Taktableitschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ternären Signale HDB3-Signale sind.

4. Verfahren zum Nachtakten eines ternären Datensignals in einem digitalen Übertragungssystem, wobei das Verfahren die Ableitung erster und zweiter binärer Signalfolgen (DP, DN), die den positiv bzw. negativ verlaufenden Impulsen der ternären Datenfolge (HDB3) entsprechen, die Kombination der ersten und zweiten binären Signalfolgen zur Schaffung einer weiteren binä­ ren Signalfolge (D), die Erzeugung einer Bezugssignalfolge (XOR) aus der weiteren binären Signalfolge und aus einem örtli­ chen Takt, das Nachtakten der ersten und zweiten binären Daten­ folgen auf die Bezugssignalfolge und die erneute Kombination der nachgetakteten binären Datenfolgen einschließt, wodurch eine nachgetaktete ternäre Datenfolge erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalfolge durch Nach­ takten der weiteren binären Signalfolge auf einen örtlichen Takt, durch Verzögern der nachgetakteten weiteren binären Signalfolge um einen Taktimpuls und durch Kombinieren der verzögerten binären Signalfolge mit der weiteren binären Signal­ folge zur Erzeugung eines Taktsignals mit der doppelten Bitrate erzeugt wird, dessen Anstiegsflanken mit der weiteren binären Signalfolge ausgerichtet sind und einen Zeitbezug zum Nachtakten der ersten und zweiten binären Signalfolgen ergeben.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgetakteten Signale als zwei identische Signale parallel erzeugt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ternären Signale HDB3-Signale sind.

7. Datenübertragungs-Zwischenverstärker, der mit einer Taktableitschaltung nach einem der Ansprüche 1-3 versehen ist.