DE19908929A1

DE19908929A1 - Verfahren zur Synchronisation eines Übertragungsgerätes der Telekommunikationstechnik

Info

Publication number: DE19908929A1
Application number: DE1999108929
Authority: DE
Inventors: Klaus Feige; Joern Weldner
Original assignee: HEADROOM VIDEOTECHNIK GmbH
Current assignee: HEADROOM VIDEOTECHNIK GmbH
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-21
Also published as: DE10080505D2; AU3283900A; WO2000052860A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation eines Übertragungsgerätes der Telekommunikationstechnik mit einer freilaufenden Datenquelle. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, mit dem gewährleistet ist, daß die Datenquelle, das Übertragungsgerät, insbesondere ein Invers-Multiplexer, und die Übertragungsstrecke bzw. das Übertragungsnetz so miteinander verknüpft sind, daß unter Nutzung der vorhandenen technischen Ausrüstung eine fehlerfreie Übergabe des Quellsignals erfolgt und daß die Datenbits zeitlich äquidistant sind, wird dadurch gelöst, daß das Übertragungsgerät 1 von einer freilaufenden Datenquelle 6 synchronisiert wird, indem der für die Gewinnung des internen Taktes des Übertragungsgerätes 1 erforderliche Takt aus einer Synchronisiereinheit 2 zugeführt wird, wobei der am Datentakteingang 9 des Übertragungsgerätes 1 ankommende Nutzdatentakt T¶M¶ abgezweigt und in die Synchronisiereinheit 2 geführt und dort mit einem lokalen Taktsignal T¶N¶ verkoppelt und als ein auf den Nutzdatenkontakt T¶M¶ synchronisiertes Signal T¶R¶ der internen Takterzeugung des Übertragungsgerätes 1 zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchroni sation eines Übertragungsgerätes der Telekommuni kationstechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fernsehsignale erfahren zwischen Kamera und Heim empfänger verschiedene Bearbeitung und durchlaufen unterschiedliche Wege. Kriterien zur Auslegung dieser Wege sind u. a. die zulässige Qualitätsbeschränkung, die Kosten, die verfügbare Technik.

Neue Verfahren zur Komprimierung von Fernsehsignalen erlauben es, digitale Übertragungsstrecken mit niedrigen Datenraten zu nutzen. Während ein Signal in höchster Studioqualität 270 Mbit/s Datenrate erfordert, läßt sich eine für den Zuschauer gute Qualität von Bild und Ton mit 4 bis 8 Mbit/s erreichen.

Abgesehen von Satellitenwegen, auf denen solche Raten gebräuchlich sind, bieten die terrestrischen Netze nur entweder niedrigere oder höhere Standardwerte. Speziell zur Heranführung von "sendefertigen" TV-Signalen zu Sendestellen wie Bodenstation, Fernsehturm gibt es einen Invers-Multiplexer, der mehrere niederratige Wege parallel betreibt und somit die oben genannten Gesamtraten zu nutzen erlaubt.

Diese Wege mit 2 Mbit/s Übertragungsrate sind weltweit üblich und oft sehr preiswert verfügbar (internationale Bezeichnung E1).

Ein Problem bei der Nutzung dieses Invers-Multiplexers tritt dann auf, wenn die TV-Signalquelle (zum Beispiel ein Video-Encoder) mehr oder auch weniger Daten pro Zeiteinheit liefert als die Wege übertragen können. Die formale Struktur dieser digitalen Datenströme verbietet die Anwendung klassischer Methoden, solche Datenraten aneinander anzupassen. Wenn zu wenige oder auch zu viele Daten an die Übertragungssysteme geliefert werden, dann tritt im Fernsehsignal ein schwerer und nicht behebbarer Fehler auf, der zum Bildausfall führen kann. Um nun eine starre Kopplung der Bitraten zu erreichen, bietet sich eine Synchronisation des Encoders (Signalquelle) auf den Übertragungstakt an.

Dabei ergibt sich ein praktisches Problem daraus, daß marktübliche Encoder im allgemeinen nicht extern synchronisierbar sind. Traditionell ist ein Multiplexer nicht auf das Quellsignal synchronisierbar. Die Über tragungsstrecke weist in der Regel echt synchrone oder quasi-synchrone (plesiochrone) Schnittstellen auf. Zur fehlerfreien Übertragung im Netz muß die gesendete Datenrate definierte Taktfehlergrenzen einhalten (im allgemeinen +/- 50 ppm). Da die Verteilung der Quell daten auf die abgehenden Wege eines Inversmultiplexers taktstarr und Verlustfrei sein muß, muß dessen Sende teil synchron zum Quelltakt arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, mit dem gewährleistet ist, daß die Datenquelle, das Übertragungsgerät, insbesondere ein Multiplexer, und die Übertragungsstrecke bzw. das Übertragungsnetz so miteinander verknüpft sind, daß unter Nutzung der vorhandenen technischen Ausrüstung eine fehlerfreie Übergabe des Quellsignals erfolgt und daß die Datenbits zeitlich äquidistant sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach wird das Übertragungs gerät von einer Datenquelle synchronisiert, indem der für die Gewinnung des internen Taktes des Übertragungs gerätes erforderliche Takt aus einer Synchronisier einheit zugeführt wird, wobei der am Datentakteingang des Übertragungsgerätes ankommende Nutzdatentakt abgezweigt und in die Synchronisiereinheit geführt und dort mit einem lokalen Taktsignal verkoppelt wird, welches nun als ein auf das Nutzdatensignal synchronisiertes Signal der internen Takterzeugung des Übertragungsgerätes zugeführt wird.

Damit wird gewährleistet, daß alle marktüblichen, beim Kunden vorhandenen Encoder genutzt werden können. Das Übertragungsgerät, insbesondere der Invers-Multiplexer, kann dann in zeitlich äquidistanten Schritten den Datenstrom auf die abgehenden Wege, das Übertragungs netz, verlustfrei aufteilen. Die Übertragungsstrecke ist von Ende zu Ende bittransparent, es gehen keine Daten verloren.

Da die TV-Signalsenke, hier ein Decoder (Receiver), sich prinzipiell auf die gerade aktuelle Datenrate einstellt, ist auf der Empfangsseite kein Problem vorhanden. Für diese Funktion sorgen die angewendeten Codier- und Übertragungsstandards MPEG und DVB.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs beispiel einer Anordnung zur Synchronisation eines Multiplexers auf ein Quellsignal näher erläutert werden. In der zugehörigen einzigen Figur ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Erfindung gezeigt.

In der Figur ist eine Anordnung dargestellt, die aus einem Invers-Multiplexer 1 mit Daten- bzw. Taktein gängen 8, 9 auf der Seite der Datenquelle 6 und Daten ausgängen A bis D auf der Seite des Übertragungsnetzes ÜN, einer externen E1-Synchronisiereinheit 2 und einer Datenquelle 6 gebildet ist.

Im Ausführungsbeispiel nach der Figur ist die Daten quelle 6 ein TV-Encoder mit einer Datenrate (Nutzdaten rate) von zum Beispiel 4 Mbit/s. Der TV-Encoder liefert einen Quelldatenstrom, der genau einstellbar ist.

Die Nutzdaten (Nutzlast) D_M (zum Beispiel mit 4 Mbit/s) werden über den Dateneingang 8, zusammen mit dem begleitenden Nutzdatentakt T_M über den Takteingang 9, für die vorgegebenen 4 Mbit/s dem Invers-Multiplexer 1 zugeführt.

Im Invers-Multiplexer 1 gelangen die 4 Mbit/s-Nutzdaten D_M mit einer zulässigen Toleranz von +/- 50 ppm in einen Eingangspuffer 10 für Daten zur Zwischen speicherung.

Von der Übertragungsnetzseite (aus Richtung ÜN) gelangen, nach den bekannten Lösungen zur Taktung über die Eingänge A bis D des Invers-Multiplexers 1, 2 Mbit/s-Takte mit einer Toleranz von +/- 50 ppm in den Invers-Multiplexer 1. Die interne Takterzeugung des Multiplexers 1 ist jedoch nur rechnerisch angepaßt, praktisch sind die Takte immer ungleich, so daß zuviel oder zuwenig Bits anstehen und ein Über- oder Leerlauf des Eingangspuffers 10 auftritt.

Um dies zu verhindern, werden dem Invers-Multiplexer 1 nach der Erfindung die Taktsignale nicht von der Übertragungsnetzseite ÜN, sondern aus der externen E1- Synchronisiereinheit 2 zugeführt. Diese Taktsignale werden im Invers-Multiplexer 1 in beschriebener Weise aufbereitet.

Dem Invers-Multiplexer 1 wird ein 2 Mbit/s-Takt aus der Synchronisiereinheit 2 über zum Beispiel den Eingang D in der Art des Taktes geliefert, wie er üblicherweise von der Übertragungsnetzseite ÜN kommen würde. Dieser Takt ist aus dem ankommenden 4 Mbit/s-Nutzdatentakt T_M am Nutzdatentakteingang 9 des Invers-Multiplexers 1 gewonnen, indem der 4 Mbit/s-Nutzdatentakt T_M abgelei tet und zur Synchronisation des lokalen Taktsignals in der Synchronisiereinheit 2 verwendet wird.

In der Synchronisiereinheit 2 erzeugt ein in einem Phasenregelkreis (PLL) 11 vorhandener steuerbarer, lokaler Quarzoszillator 16 ein Taktsignal T_N. In der Synchronisiereinheit 2 verkoppelt nun der Phasenregelkreis 11 (PLL) den Nutzdatentakt T_M mit dem Takt T_N. Passende Frequenzteiler im Phasenregelkreis 11 gleichen die Vergleichsfrequenz der vom Nutzer gewählten Nutzdatenrate an die Vergleichsfrequenz des Phasenregelkreises 11 an. Mit Hilfe des so gewonnenen Taktes T_R wird ein 2 Mbit/s-Leersignal T_R1 (ohne Nutzdaten) gewonnen.

Dieses Leersignal T_R1 wird dem 2 Mbit/s-Eingang D des Invers-Multiplexers 1 zugeführt. Aus dem Leersignal T_R1 wird in der internen Eingangs-Baugruppe 15 des Invers- Multiplexers 1 der Takt T_R zurückgewonnen. Der Takt T_R zwingt den Invers-Multiplexer 1, und damit auch den Datenverteiler 14, über die interne Takterzeugung 13, exakt synchron zum Takt T_M alle Arbeitsschritte durchzuführen.

Im Ergebnis bestimmt nun der Quelldatentakt zeitlich die Funktionen des Invers-Multiplexers 1, die Datenquelle 6 und der Invers-Multiplexer 1 laufen synchron.

Wenn nun die Taktfrequenz dieser Anordnung immer innerhalb der zulässigen Grenzen der Übertragungs frequenz des Netzes liegt, dann können die Nutzdaten fehlerfrei übertragen werden.

Die Taktfrequenz üblicher öffentlicher 2 Mbit/s-Netze/-ver bindungen darf eine Abweichung von +/- 50 ppm auf weisen. Ein Video-Encoder, als Datenquelle 6, läßt sich üblicherweise in 1 Bits-Schritten einstellen, seine Stabilität im Nenngebrauchsbereich und Lebenszyklus liegt innerhalb der +/- 50 ppm-Grenze.

Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist es mög lich, durch Kombination und Modifikation der beschrie benen Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu reali sieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Invers-Multiplexer

2

Synchronisiereinheit

3

4

5

6

Datenquelle

7

8

Dateneingang

9

Datentakteingang

10

Eingangspuffer

11

Phasenregelkreis (mit Frequenzteiler)

12

Leersignalerzeugung

13

Interne Takterzeugung

14

Datenverteiler

15

Eingangsbaugruppe

16

Lokaler Oszillator
D_M

Nutzdaten
T_M

Nutzdatentakt
T_N

2 MHz-Takt
T_R

Taktsignal
T_R1

Leersignal

Claims

1. Verfahren zur Synchronisation eines Übertragungs gerätes der Telekommunikationstechnik mit einer freilaufenden Datenquelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsgerät (1) von der freilaufenden Datenquelle (6) synchronisiert wird, indem der für die Gewinnung des internen Taktes des Übertragungsgerätes (1) erforderliche Takt aus einer Synchronisiereinheit (2) zugeführt wird, wobei der am Datentakteingang (9) des Übertra gungsgerätes (1) ankommende Nutzdatentakt (T_M) abgezweigt und in die Synchronisiereinheit (2) geführt und dort mit einem lokalen Taktsignal (T_N) verkoppelt und als ein auf den Nutzdatentakt (T_M) synchronisiertes Signal (T_R) der internen Takter zeugung des Übertragungsgerätes (1) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Invers-Multiplexer (1) von einer Datenquelle (6) synchronisiert wird, indem der für die Gewinnung des internen Taktes des Invers- Multiplexers (1) erforderliche Takt aus einer Synchronisiereinheit (2) zugeführt wird, wobei der am Datentakteingang (9) des Invers-Multiplexers (1) ankommende Nutzdatentakt. (T_M) abgezweigt und in die Synchronisiereinheit (2) geführt und dort mit einem lokalen Taktsignal (T_N) verkoppelt und als ein auf den Nutzdatentakt (T_M) synchronisierter Takt (T_R) der internen Takterzeugung des Invers-Multiplexers (1) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Gewinnung des internen Taktes des Übertragungsgerätes (1) erforderliche Takt aus einer externen Synchronisiereinheit (2) zugeführt wird, wobei der am Datentakteingang (9) des Übertragungsgerätes (1) ankommende Nutzdatentakt (T_M) abgezweigt und in die Synchronisiereinheit (2) geführt und dort mit einem lokalen Taktsignal (T_N) verkoppelt und als ein auf den Nutzdatentakt (T_M) synchronisiertes Signal (T_R) der internen Takter zeugung des Übertragungsgerätes (1) zugeführt wird.