DE2017282A1

DE2017282A1 - Informationsübertragungssystem mit Gegenverkehr und Pulsbetrieb

Info

Publication number: DE2017282A1
Application number: DE19702017282
Authority: DE
Inventors: H-M Christiansen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1971-10-28
Also published as: DE2017282C3; NO131486C; FR2089376A5; GB1339990A; JPS5338888B1; BE765563A; DK133800B; DE2017282B2; CH533932A; ZA711970B; NL7104787A; DK133800C; NO131486B; AT321365B; NL156875B; SE373251B

Description

1 P Λ»Π 1Q7 Π

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAi¹T 8 München 2, ' ^ι· ·' ^!· ^|3/υ

Witteisbacherplatz

7PA

70/6581

Informationsübertragungssystem rait Gegenverkehr und Pulsbetrieb

Die Erfindung bezieht sich auf ein Informationsübertragungssystem mit Gegenverkehr und Pulsbetrieb, insbesondere Zeitmultiplexsystem, bei dem die vorzugsweise mehreren Übertragungskanäle jeweils einer Richtung in einen regelmäßig sich wiederholenden Pulsrahmen eingeordnet sind und bei dem das so gebildetePulssignal zusätzlich Informationen für die jeweils empfangsseitige Erkennung der einzelnen Übertragungskanäle und des Pulsrahmens enthält.

Bei einem Übertragungssystem mit Pulsbetrieb ist es er- forderlich, die dem einzelnen Übertragungskanal zugeordneten Bit auf der Empfangsseite kanalrichtig zu erkennen und auszuwerten. Hierzu dienen die Synchronisationseinrichtungen, für die verschiedene Betriebsformen bekannt sind. Bei-, spielsweise wird jeweils zu Beginn oder an einer zeitlich bestimmten Stelle eines Pulsrahmens ein Übertragungskanal " oder ein Teil desselben für ein Synchronzeichen verwendet (konzentrierte Synchronisation). Bei einem anderen" Synchronisationsverfahren wird das Synchronzeichen gleichmäßig über wenigstens einen Teil der Übertragungskanäle in einem Pulsrahmen gesendet (verteilte Synchronisation). Bei der verteilten Synchronisation ist es ebenso wie bei der konzentrierten Synchronisation fernerhin noch üblich, das

VPA 9/640/0008

Schk/Ath ' ■ ■ - 2 -

1098U/0695

Synchronzeichen nur in jedem zweiten oder dritten Pulsrahmen zu übertragen und in den synchronisationsfreien Impulsrahmen Signale von zusätzlichen Betriebsdiensten, wie der Kennzeichenübertragung und der Dienstgesprächsübertragung einzuordnen. Geht man beispielsweise davon . aus, daß bei einem System mit Pulscodemodulation und 32 Kanälen mit je acht Bit per Abtastwert und Pulsrahmen für die Informationsübertragung pro Pulsrahmen wenigstens 8 Bit für diese Synchronisation und die anderen Dienste verbraucht werden, so ist bereits hieraus ersichtlich, daß ^ relativ viele Bit für die eigentliche Informationsübertragung verloren gehen. Zwar wäre es möglich, die verteilte SynchrOnisation über mehr als einen Pulsrahmen zu er- ^ - strecken, wodurch sich die Anzahl der dem einzelnen Pulsrahmen für solche Dienste entzogenen Bit verringern ließe; in diesem Fall erhöht sich jedoch der technische Aufwand auf der jeweiligen Empfangsseite für die Erkennung des .Synchronzeichens außergewö'hnlioh, da dann Erkennungs.schaltungen für das Synchronzeichen erforderlich sind, die sämtliche zwischen dem Beginn und dem Ende eines Synchronzeichens liegenden Bit erfassen» Im übertragenen Sinn gilt dies auch für die Übertragung eines relativ konzentrierten Synchrohzeichens, wenn dieses unmittelbar der Phasennachstellung der jeweiligen Empfangsseite dient.

Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde:, bei einem Inforfc mationsübertragungssystem der einleitend geschilderten Art einerseits den Anteil, der für die Synchronisationszwecke entzogenen Bit wesentlich zu verringern und andererseits auch den Aufwand für die gesamte Synchronisationseinrichtung klein zu halten.

VTA 9/640/0008 _ 3 _

1098A A/069 5

Bei einem Informationsübertragungssystem mit Gegenverkehr und Pulst» et rieb, insbesondere Zeitmultiplexsystem, bei dem die vorzugsweise mehreren Übertragungskanäle jeweils einer Richtung in einen regelmäßig sich wiederholenden Pulsrahmen eingeordnet sind und bei dem das so gebildete Pulssignal zusätzlich Informationen für die jeweils empfangsseitige Erkennung der einzelnen Übertragungskanäle und des Pulsrahmens enthält, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in dem Übertragungssystem für die Synchronisation der Empfangsseite jeder der beiden Übertragungsstrecken drei Einrichtungen vorgesehen sind, von denen die erste eine Synchronisation der Empfangsseite auf die Bitfolge des Pulssignals bewirkt, die zweite überprüft, ob ein in das Pulssignal eingeblendetes Prüfzeichen (C-Zeichen) für korrekte Rahmen und/oder Kanalsynchronisation zeitrichtig empfangen wird und die dritte bei unrichtigem Empfang des Prüfzeichens die sendeseitige Aussendung eines Rahmens und/oder Kanalsynchronzeichens veranlaßt, auf das die Empfangsseite der G-egenstation mittels einer Phasennachstellvorrichtung synchronisiert wird und die nach Wiederherstellung der Synchronisation die Zurückschaltung der Übertragungsstrecke auf Prüfzeichenbetrieb veranlaßt.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen,- daß es bei einem zunächst phasenrichtig arbeitenden Pulsübertragungssystem ausreichend ist, wenn die Synchronisation lediglich mittels der jeweils empfangenen, der Informationsübertragung dienenden Bit aufrechterhalten wird und nur von Zeit zu Zeit eine Überprüfung der richtigen Synchronisation erfolgt mittels eines Prüfzeichens, das relativ wenige Bit ^ro Zeiteinheit im Vergleich zu einem eigentlichen Synchronzeichen benötigt. In einem festgestellten

VPA 9/640/0008 . ^: - 4 -

109844/0695 BAD ORIGINAL

- ;4 ■■-.. 2m 7282

Störungsfall kann dann mittels eines sehr wirksamen gesonderten Synchron zeichens der Synchroni sin us zwischen der jeweiligen Sende- und Empfangsstation genügend rasch herbeigeführt werden:. Unter .einem- solchen Synchronzeichen wird ein Signal verstanden, tLas eine wesentlich höhere Bitrate als das Irüfzeichen hat und das vorzugsweise in jed-etn Puls rahmen gesendet wird "bis zum· Eintritt des Synchronismus (Bi tr ate - Anzahl der Bit pro 2etteinhei"t). 'Das ist in diesero Fall zulässig, weil bei einer bins ich tuch der Synchronisation gestörten Strecke auch samt liehe Xnfor— mationsbits für die Wiederherstellung der Synchronisation verwendet werden können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems besteht darin, daß die Bit-Anzahl des Prüfzeichens gegenüber der Bit—Anzahl für die Infor* roationsübermittlung in der Zeiteinheit sehr klein ist, vorzugsweise kleiner ist als ein Tausendstel·

Vorteilhaft ist es ferner, wenn bei einem System mit mehreren Übertragungskanälen innerhalb eines Pulsrahmens die Bit des Prüfzeichens über wenigstens einen Teil der Übertragungskanäle und vorzugsweise nur in einem von mehreren aufelnanderfalgenden Pulsrahmen verteilt sind.

Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Prüfzeichen der Prüfzeichenfolge groß gegenüber der Dauer eines Pulsrahmens ist und etwas kurzer als die für die Wiederherstellung einer Synchronisation geforderte Zeitspaⁿn^e·

Bei einer bevorzugten AusführungsfOrm der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei Arten von Kanal- und/oder !ähmen-

VPA 9/640/ΌΟΟ8 _ . - 5 -

109 844/Q6 9E bad

synchronzeichen vorgesehen sind, von denen die eine Art (Α-Zeichen) bei fehlender Gegenverbindung, und die andere Art (B-Zeichen) bei Empfang des Α-Zeichens der Gegenrichtung gesendet wird.

Vorteilhaft ist es weiterhin für ein erfindungsgemäßes Informationsübertragungssystem, wenn als Prüfzeichen ein Kennton vorgesehen ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeisj-iels näher erläutert. In der diesem Ausführungsbeispiel zugeordneten Zeichnung zeigt die Fig..1 zwei Sende/Empfangsstellen in einem Zeitmultiplexsystem, das.beispielsweise ein 32 Kanal-PCM-System sein kann, bei dem die-Analog-Digital-Umsetzung in jedem einzelnen der 32.Kanäle erfolgt. Statt dieser kanaleigenen Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Umsetzung kann auch eine Umsetzung dieser. Art für jeweils mehrere oder alle Kanäle gemeinsam vorgesehen werden. In der Pig. 2 ist ein Überblick über das Α-Zeichen, das B-Zeichen und das C-Zeichen'gegeben.

In der Fig. 1 ist mit I die eine Sende/Empfangsstation und mit II die andere Sende/Empfangsstation eines Systems mit Gegenverkehr bezeichnet. Der zwischen I und II liegende Teil III kann eine Vierdrahtverbindung· sein oder durch· entsprechende Funkwege gebildet werden.

In die Zeitmultiplexeinrichtung 1 des Senders S der Station I münden die einzelnen Leitungen der Senderichtung der Übertragungskanäle ein. Die Zeitmultiplexeinrichtung 1 erhält von._r,e.iner -Taktzentrale 2 die für die Fortschaltung erforderlichen sowie die für die Bildung eines Pulsra.hmens erforderlichen Impulse. Von der Taktzentrale 2 wird weiter-

VPA 9/640/0008 - 6- - ■

10 9 8 U /0695 ■ _BAD

hin ein Synchronzeichengenerator 3 gespeist, der drei Arten von Synchronisierzeichen abgibt. Diese Zeichen sind mit A-Zeiehen, B-Zeichen und C-Zeichen bezeichnet und werden später erläutert. Welches der drei Zeichen, jeweils und wann in die von der Zeitnmltiplexeinrichtung kommende Bitfolge eingeblendet wird, vollzieht eine Einblendschaltung 4, welche ebenfalls von der Taktζentrale gesteuert wird. Im Empfänger E'der Gegenst.ation II ist eine analoge Zeitnmltiplexeinrichtung 5 vorgesehen, die von der dort vorhandenen Taktzentrale 6 analog und in an sich bekannter Weise synchron zur Sendeseite im ungestörten Betriebsfall gesteuert wird. Vom Eingang dieses .Empfängers wird im Teil 7 aus der empfangenen Bitfolge die Bit-Ta:ktfreq.uenz abgeleitet. Die Bit-Taktfrequenz P ■■ ■ dient zur Bit-Synchronisation, der Taktzentrale 6. Weiterhin ist eine Prüfeinrichtung 8 eingeschaltet, die feststellt , ob das bereits erwähnte Prüfzeichen (C-Zeichen), welches charakteristisch für den ungestörten Betrieb ist, zeitrichtig und voll empfangen wird. Außerdem ist an den Eingang des Empfängers E¹ noch eine Kanal- und/oder Rahmen-Synchronzeichen-Erkennungsschaltung 9 angeschaltet, die auf ein Synchronsignal A und auf ein Synchronsignal B anspricht und an für. diese Zeichen getrennten Ausgängen entsprechende Signale abgibt. Ist diese Übertragungsstrecke im störungsfreien Betrieb, also sind der Sender S der Station I und der Empfänger E'der Station II phasensynchron, ^ so wird die Taktzentrale 6 nur über die Bitfolgefrequenz- ^ ableitung 7 synchron gehalten und nur in relativ großen Zeitabständen das C-Zeichen übertragen und in der C-Zeichen/-ETkennungsschaltung 8 überprüft. Solange ein ordnungsgemäßer C-Zeichen-Empfang vorliegt, wird nichts weiter veranlaßt. Fällt dagegen das C-Zeichen aus, beispielsweise

VPA 9/640/0008 ' , ' - 7 -

109844/0695 . BADOR₁Q₁NAL

d'urch Verstümmelung und/oder Phasenverschiebung, so gibt die (J-Zeichen—Erkennungsschaltung 8 ein Signal an den zur Station I gleichartig ausgebildeten Sender S¹ der Station II, welches veranlaßt, daß über die Einblendungsschaltung 10 dieses Senders S^? das A-Zeicben zum Empfänger E der Station I gesendet wird. Das bedeutet, daß im Empfänger E der Station I einerseits die Prüfzeichen-Erkennungsschaltung 11 einen Hinweis über das Fehlen des Prüfzeichens · veranlaßt und andererseits die Kanal- und/oder Rahmensynchron-Erkennungeschältung I2,die auf das A- und das B-Zeichen anspricht, ein entsprechendes Ausgangssignal über den Empfang eines Α-Zeichens veranlaßt. Diese beiden Kriterien aus dem Empfänger E der Station I veranlassen einerseits, daß im Sender S der Station I die Einblendschaltung 4 auf die Aussendung des B-Zeichens umschaltet, welches seinerseits ein Kanal- und/oder Rahmensynchronsignal ist und eine rasche Synchronisation des Empfängers E¹ der Station II veranlaßt. Mit 13 ist die Bittakt-Ableitung, mit 14 ist die Zeitmultiplexeinrichtung und mit 15 die Taktzentrale in E bezeichnet. E ist gleichartig zu E¹. S¹ ist gleichartig zu S.

Der gleiche Vorgang vollzieht sich, wenn zwar der Streckenabschnitt von I naoh II ordnungsgemäßen Betrieb hat, jedoch eine Störung im Streckenabschnitt von II nach I auftritt.

Wird das Übertragungssystem in Betrieb genommen, so wird zunächst von den beiden Einblendschaltungen 4 und 10 beiderseits das B-Zeichen ausgesendet, welches .bereits eine Synchronisation der Empfänger E bzw. E¹ auf den vorgeordneten Sender S bzw. S¹ erzwingt. Nach erfolgter Synchroni<sation schaltet dann jede der Einblendschaltungen 4 bzw. auf die Aussendung des C-Zeichens (Prüfzeichen) um und der ordnungsgemäße Gegenverkehr ist sichergestellt.

VPA 9/640/0008 - 8 -

10 9 8 A A/0 89 5

BAD ORIGINAL

In der Pig. 2 ist in einem PulsverteilungssGhenia gezeigt > wie das Α-Zeichen, das B-Zeichen und das 0-Zeichen in die. Pulsrahmenfolge eingefügt sein können. Mit R sind die einzelnen Pulsrahmen kenntlich gemacht und untereinander nur durch Indizes unterschieden. Mit -K sind die im einzelnen Pulsrahmen liegenden Kanäle bezeichnet und z.B. mit 12 pro Pulsrahmen angenommen. Von der Zeit t_Q bis t, ist ein störungsfreier Betrieb angenommen. Es wird also von -ΐ~ bis t. das C-Zeichen (Prüfzeichen) gesendet und zwar z.B. nur in jedem η-ten Pulsrahtnen. Das C-Zeichen umfaßt z.B. 8 Bit,die gleichförmig über die Kanäle jedes η-ten Pulsrahmens verteilt sind. Das C-Zeichen hat also eine kleine Bitrate. Zur Zeit t. ist der Eintritt einer kurzen bis tv, dauernden Störung angenommen, die den Synchronismus zwischen dem Sender und dem Empfänger aufhebt. Daraufhin beginnt in jedem Pulsrahtnen die Aussendung dee A-Zeichens. Das A-Zeichen umfaßt z.B. ebenfalls 8 Bit, die jedoch zeitlich konzentriert sind, z.B. in nur einem Kanal; das A-Zeichen hat also eine hohe Bitrate im Vergleich zum C-Zeichen. Die Aussendung des A-Zeiahens hat zur Folge, daß sich der einzelne Empfänger, z.B. E^!, auf den zugehörigen Sender, z.B. S, synchronisiert, und zwa,r z.B. beim η-ten Pulsrahmen. Ist in dem einzelnen Empfänger E bzw. E' Synchronismus hinsichtlich des Α-Zeichens mit dem jeweils vorgeordneten Sender S¹ bzw. S vorhanden, so wird vom jeweiligen Empfänger z.B. E¹ über den nachgeordneten Sender S¹ die Aussendung des B-Zeichens veranlaßt. Auch das B-Zeichen ist zeitlich konzentriert und umfaßt z.B. 8 Bit, die in einem Kanal konzentriert sind. Das B-Zeichen hat also ebenfalls eine hohe Bitrate im Vergleich zum C-Zeichen. Wird das B-Zeichen jeweils empfangen, so veranlaßt es die Umschaltung der Einblendschalung z.B. lOdes diesem Empfänger z.B. E¹ nachgeordneten Senders S¹ auf Auesendung des C-Zeichens. Dieser \- Zeitpunkt ist in der Fig. 2 mit t, bezeichnet. Das System läuft dann wieder so wie in der Zeit von t_Q bis t.,.;

VPk 9/640/0008 - 9 -

10 9 8 4 4/0695

^: . . ■ : ■" .' BAD ORIGINAL

Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgetnäße Ausbildung bei einem Übertragungssystem mit relativ vielen Übertragungskanälen pro Pulsrahmen. Es ist jedoch auch bei Übertragungssystem·^ anwendbar, bei denen die Pulsrahmen nur einen Kanal umfassen.Anstelle von Pulscodemodulation kann bei einem Übertragungssystem mit mehreren Kanälen auch Pulsdeltamodulation treten. - .

Die Zeitdauer, nach der sich ein Prüfzeichen jeweils in der Bitfolge wiederholt, wird mit Vorteil so lange gewählt, daß sie der Differenz aus maximal zulässiger Zeit für die Wiederherstellung der Synchronisation und der für den eigentlichen Synchronisiervorgang in der Synchronisationsschaltung erforderlichen Ze^Nit entspricht. In der Praxis wird man zweckmäßig· die erwähnte Zeitdauer noch etwas kürzer wählen, um eine gewisse Toleranz zur Erhöhung derSicherheit im System zu erhalten. Bei einem 32 Kanal-PCM-System mit 8 Bit pro Kanal und 8 kHz Abtastfrequenz, bezogen auf den einzelnen Kanal, hat es sich als zulässig erwiesen, das Prüfzeichen nur in jedem 50. oder ,60. Pulsrahmen als Zeichen mit relativ wenigen Bit zu senden. Beispielsweise umfaßte dieses über den Pulsrahmen verteilte Prüfzeichen 10 bis 11 Bit, wobei wesentlich war, daß jedes Bit als das geringstwertige Bit in einem anderen Kanal des Pulsrahmens entnommen war'. Dies bringt die geringstmögliche Störung des einzelnen Kanals durch das Prüfzeichen. Das Α-Zeichen und das B-Zeichen umfaßten jeweils wenigstens 8 Bit und waren konzentriert wenigstens in einem Kanal in einem Pulsrahmen und wurden solange in aufeinanderfolgenden Pulsrahmen als konzentrierte Synchronisation gesendet, bis der Synchronismus zwischen der Sende/Empfangsseite beider Übertragungswege voll wiederhergestellt war.

6 Patentansprüche

2 Figuren . -■ 10 - ^:

VPA 9/640/0008.

109844/0695 _BA

Claims

Patentansprüche

ί T.Jlnformationsübertragungssystem mit Gegenverkehr und Pulsbetrieb, insbesondere Zeitmultiplexsystem, bei dem die vorzugsweise mehreren Übertragungskanäle jeweils einer Richtung in einen regelmäßig sich wiederholenden Pülsrahm m eingeordnet sind und bei dem das so gebildete Pulssignal zusätzlich Informationen fur die jeweils empfangsseitige Erkennung der einzelnen Übertragungskanäle und des J-ulsrafamens enthält, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Übertragungssystem für die Synchronisation der Empfangsseite jeder der beiden Übertragungsstreeken drei Einrichtungen vorgesehen sind, von denen die erste eine Synchronisation der Empfangsseite auf die Bitfolge des Pulssignals bewirkt, die zweite überprüft, ob ein in das Pulssignal eingeblendetes Prüfzeichen (C-Zelchen) für korrekte Rahmen und/oder Kanalsynchronisation zeitrichtig empfangen wird und die dritte bei ,unrichtigem Empfang des Prüfzeichens die sendeseitige Aussendung eines Rahmen- und/oder Kanalsynchronzeic'hens veranlaßt, auf das die Empfangsseite der Gegenstation mittels einer Phasennachstellvorrichtung synchronisiert wird und die nach Wiederherstellung der Synchronisation die Zurückschaltung der Übertragungsstrecke auf Prüfzeichen-

P betrieb veranlaßt.
2. Informationsübertragungssystero η ac a· Anspruch 1, da d u-r c h. g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Bit-Anzahl des Prüfzeichens gegenüber der Bit-Anzahl für die Informationsübermittlung in der Zeiteinheit sehr klein ist, vorzugsweise kleiner als ein Tausendstel ist.

VPA 9/640/00,08 - ii -

. .■ ..- "■ . ■' - BAD ORIGiNAL

109844/0695
3. InforTnationsübertragungssysteiD nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem System mit mehreren Übertragungskanälen innerhalb eines Pulsrahmens die Bit des Prüfzeichens über wenigstens einen Teil der Übertragungskanäle und vorzugsweise nur in einem von mehreren, aufeinanderfolgenden Pulsrahmen verteilt sind.
4. Infonnationsübertragungssystexn nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Prüfzeichen der Prüfzeichenfolge groß gegenüber der Dauer eines Pulsrahmens ist und etwas kürzer als die für die Wiederherstellung einer Synchronisation geforderte Zeitspanne. . .
5. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprüche bis 4, d a du r c h . g e k e η η ζ e i c h η e ΐ , daß zwei Arten von Kanal- und/oder Rahmensynchronζeichen vorgesehen sind, von denen die eine Art (A-Zeichen) bei fehlender Gegenverbindung und die andere Art (B-Zeichen) bei Empfang des Α-Zeichens der Gegenrichtung.gesendet wird.
6. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfzeichen ein Kenntonzeichen vorgesehen ist.

BAD

109844/0695