DE2036796A1 - Nachrichtenübertragungssystem - Google Patents

Description

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WESTEEHiEiLECTHIC COÄPAHY Incorporated Mordqidst W. R. 4-14

NewYor^l.Y,, 10007,, VStA -

iTachrichteiiübertragimgiBsystem

Die Erfindung betrifft einNaehriehtemiibei*tragaingssystem auf Zeit" teilerbasis, bestehend aus einer Vielzahl iron Leitungen, einem gemeinsamen Hauptübertragungskanal, der iron den Leitungen erreichbar is^ und Einrichtungen für die Übertragung von Signalabtastungen zwischen den Leitungen und dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal während zugeteilter Zeitabschnitt in einem wiederholt ausgeführten Zeitabschnitt-Zyklus.

Das Fernsprechgeheimnis wird in derartigen Systemenmit Hilfe einer Teilung oder Trennung der einzelnen Gespräche bezüglich der Zeit sichergestellt. Jedem Gespräch wird hierbei auf dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal ein extrem kurzes, periodisch wiederkehrendes Intervall zugeteilt, wobei die Verbindung zwischen zwei Leitungen in dem Nachrichtensystem nur während des zugeteilten Intervalls oder Zeitabschnittes hergestellt wird. Die Signalabtastungen (Abtastwerte eines Signals), die die wesentlichen Merkmale der Sprache oder anderer Signale enthalten und die in diesen Zeitabschnitten über den gemeinsamen Haupt-

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Übertragungskanal übertragen werden, werden auf der Empfangs leitung für die Rekonstruktion des ursprünglichen Signals verwendet.

Ein derartiges Fernsprechsystem, das als elektronisches Nebenstellenvermittlungssystem bezeichnet wird und im folgenden kurz PBX-System genannt wird, besteht aus einer Vielzahl unabhängiger Vermittlungseinheiten, die jeweils bei jedem Kunden untergebracht sind und die Gruppe von Telefonleitungen des betreffenden Kunden paarweise über ein Zeitteiler-Vermittlungsnetzwerk und einen gemeinsamen Hauptübertragungskanal verbinden. Alle diese Verxnittlungseinheiten werden gemeinsam von einer fernen Steuereinheit bedient, die aufgrund ihrer elektronischen Komponenten ein Vielfaches des Verkehrsbetrages , den eine einzige Vermittlungseinheit aufbringen kann, übernehmen kann. Wie jedoch noch näher ausgeführt werden wird, wird die Leitungskapazität einer Vermittlungseinheit in einem derartigen System statt dessen von der Natur der internen Zeitteiler-Vermittlungsoperation bestimmte

Die Abtastfrequenz in einem Zeitteiler-Multiplexsystem muß mindestens das Doppelte der höchsten zu übertragenden

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Signalfrequenz betragen. Für Sprache ist daher eine Abtastrate von etwa 8 Kilohertz erforderlich. Typische PBX-Systeme verwenden 24 Zeitabschnitte, die in Intervallen, genannt Rahmen, von 125 Mikroeekunden umlaufen, wobei die Dauer eines Zeitabschnittes 5,2 Mikrosekunden beträgt. Bei der Vermittlung dieser Signalabtastungen zwischen den in Verkehrsbeziehung miteinander stehenden Fernsprechleitungen muß die während der Operation des Zeitteilerschaltere übertragene Energie etwa gleich «ein der Energie des Signal*β zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen, damit eine getreue Reproduktion des ursprünglichen Signale« am Anschluß der Empfangeseite möglich ist. Wenn die Dauer des Zeitabschnittes kleiner gemacht wird, muß eine größere Leistung über den Zeitteilerschalter tibertrafen werden. Genau dieses ist aber die Situation, die die endgültige Begrenzung der maximalen Zahl von Zeitabschnitten pro Rahmen verursacht. Eine derartige Begrenzung schränkt die Gröl!« einer Vermittlungeeinheit im Anweaen des Kunden ernsthaft ein, wobei eine Ausdehnung Über diese Grenze zusätzliche Vermittlungseinheiten erforderlich machen können, was wiederum das PBX-System verteuert.

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Die Aufgabe· der vorliegenden Erfindung besteht nurt darin, die genannten Nachteile der· bekannten PBX-Systeme zui vermeiden.

Für em NaehricMenübertragungssystem auf Z'eittei:ie;rbasis> bestehend: aus einer Vielzahl vom Leitungen* einem gemeinsamen Hauptübertpagungskanali,, der von; den Leitungen- erreichbar üst, und Einrichtungen für die Übertragung vanv Signalabtastungeni zwischen dem Leitungen und dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal während zugeteilter Zeitabschnitte in einem wiederholt ausgeführten, Zeitabschnitt-Zyklus besteht die Erfindung darin« daß die Einrichtungen für die Übertragung von Signalabtastungen derart angeordnet sind« daß sie die Signalabt as tungen von den Leitungen zu dem gemeinsamen Hauptübertragungekanal während eines ersten Zeitabschnitt-Teiles und die Übertragung der Signalabtastungen von dem gemeinsamen Hauptübertragungekanal zu den Leitungen während eines zweiten Zeitabschnitt-Teiles durchführen^

Weitere Merkmale , vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unter-

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zn enitaetanem.

Feiraier Isit es iwc die Erfa-ndiing weseatlick, daß Signale vom Fernsprechapparat eines Teilnehmers mit einer Rate abgetastet werdeiij die mindestens dein Zweifachen der höchsten zu übertragenden Frequenz entspricht. Wird daher angenommen, daß die höchste Frequenz in einem Sprachsignal 4 Kilohertz (kHz) beträgt, dann erfolgt eine Abtastung des Sprachsignals mit der Abtastfrequenz von 8 Kilohertz (kHz).

Die Sprachabtastungen werden dann kodiert und zu einem Sende-/Empfänger übertragen, der ein erstes Register enthalten kann, das eine ausreichende Kapazität besitzt, um alle Stellenwerte des kodierten Abtastwertes zu handhaben und das in der Lage ist_f eine zweiseitige Signalübertragung vorzunehmen.

Das Aus gangs signal des Sende -/Empfängers wird zu einem anderen Register am gemeinsamen Hauptübertragungskanal über ein zweiseitiges Übertragungstor übertragen, das selektiv während eines kurzen Teils eines Zeitabschnittes geöffnet wird.

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Das Abtastsignal auf dem gemeinsamen Nachrichtenübertragungskanal wird über ein anderes zweiseitiges Tor übertragen, und zwar in einem zeitlich später liegenden Teil des gleichen Zeitabschnittes zu einem anderen Sende-/Empfänger, der mit der gerufenen Teilnehmer-Fernsprechstation verbunden ist. Im Anschluß an diesen Zeitabschnitt wird der Abtastwert oder die Signalabtastung dekodiert und zu der Fernsprechstation des gerufenen Teilnehmers übertragen. Ein ähnlicher Nachrichtenpfad besteht auch für die Übertragung der Signalabtastungen der gerufenen Fernsprechstation zu der rufenden, wobei ein zweiter gemeinsamer Nachrichtenkanal vorgesehen ist.

Durch eine derartige Anordnung wird der Vorteil erzielt, daß die Dauer eines Zeitabschnittes soweit verringert werden kann, daß bei einer Abtastfrequenz von 8 Kilohertz mehr als 1000 Zeitabschnitte innerhalb eines ständig wiederholten 125 Mikrosekunden -Rahmens bedient werden können. Dieser Vorteil wird besonders deutlich, wenn man die Zahl von 24 Zeitabschnitten zum Vergleich heranzieht, die von den bekannten Systemen maximal bewältigt werden.

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Für die Erfindung ist weiterhin von Bedeutung, daß eine ähnliche Operation auch in einem Zwei-Draht-System, im Gegensatz zu dem zuvor betrachteten Vier-Draht-System , durchgeführt werden kann. Die Unterscheidung besteht in der Tatsache, daß getrennte Pfade für ankommende und abgehende Signale in einem Vier-Draht-System vorgesehen sind, wohingegen beim Zwei-Draht-System der gleiche Pfad sowohl von den ankommenden als auch den abgehenden Signalen geteilt wird. Gelegentlich können bei Telefongesprächen beide Gesprächsteilnehmer gleichzeitig sprechen. In diesem Fall wird das über den gemeinsamen Hauptnachrichtenkanal übertragene Signal in einem Zwei-Draht-Syeiern eine Zusammensetzung von Signalen sein« die sowohl bei der gerufenen als auch bei der rufenden Sprechstelle erzeugt werden. Das zusammengesetzte Signal« das auf einer Zwei-Draht-Verbindung für jede der rufenden und gerufenen Teilnehmerstationen verfüg* bar ist, wird dann durch eine Subtraktionsoperation vor der De- !codierung verändert, sodaC nur das gewünschte Signal zu jeder der rufenden und gerufenen Fernsprechstationen übertragen wird. Die Zwei-Draht-Operation unterscheidet sich von der Vier-Draht-Operation insoweit, als diese Subtraktionstechnik in jeder Teilnehmerleitung und die Addition der kodierten Signalabtastungen ■ . . ..-.■»'-.- . . ■ ■. ■- . ■ .

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die auf den beiden gemeinsamen Hauptübertragungskanälen vorliegen, vorhanden sind. Das sich ergebende zusammengesetzte Signal wird sowohl zu den rufenden als auch zu den gerufenen Leitungen über die entsprechenden Hauptübertragungs.-kanäle mit Hilfe von Richtungstoren und Sende-/Empfängern zurückübertragen.

Das Additions- und Subtraktionsverfahren hängt von der Technik ab, die für die Quantisierung der Eingangs signale für die Kodierung in Binärform verwendet wird. Wenn zum Beispiel die Quantisierung logarithmisch erfolgt, dann muß auch die Addition und Subtraktion logarithmisch erfolgen.

Bei Zwei-Draht-Konferenzschaltungen kann eine ähnliche Technik angewendet werden. Hierbei mui das zusammengesetzte Signal, das von allen Konferenzteilnehmern empfangen wird, während mehrerer Zeitabschnitte akkumuliert und dann gleichzeitig zu den Konferenzteilnehmern zurückübertragen werden. Auf diese Weise besteht das zusammengesetzte Signal in einfacher Weise aus der Summation aller Signale,, die auf dem gemeinsamen Hauptnachrichtenkanal während der vorausgegangenen Folge

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von Zeitabschnitten empfangen wurden. Hieraus ergibt sich ein entscheidender Vorteil insofern, als jede beliebige Anzahl von Teilnehmern in eine Konferenzschaltung einbezogen werden können, ohne daß ein Verlust oder eine Verringerung der Signale eintritt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Nachrichtensystems, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, ■■'../

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Operationen, die während eines einzigen Zeitabschnitts in dem in Fig. 1 dargestellten System durchgeführt werden,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Nachrichtensystems, das eine andere Ausführungsform der Erfindung darstellt,

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Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Operationen, die während eines einzigen Zeitabschnittes in dem in Fig. 3 dargestellten System durchgeführt werden und

Fig. 5-9 Blockschaltbilder des Systems nach Fig. 3 mit den Modifizierungen für die Durchführung von Konferenz schaltungen und verschiedener anderer Operationen.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein Fernsprechsystem auf Zeitteilerbasis, das von einem System ausgeht, das im folgenden allgemein beschrieben wird, um eine Basis für die ausführliche Beschreibung der durch die Erfindung erzielten Verbesserungen zu geben.

Eine PBX-Vermittlungseinheit ist hier dargestellt, die die notwendigen Vermittlungs- und Steuerfunktionen ausführt, um eine Anzahl von Fernsprechstationen 100-1 bis 100-n zu bedienen. Eine entfernte Steuereinheit, die nicht dargestellt ist, verarbeitet alle Information, die von der dargestellten Vermittlungseinheit

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bereitgestellt werden, um alle gewünschten Gesprächsverbindungen über die Vermittlungseinheit herzustellen. Die für die Errichtung der aktuellen Zeitteiler-Vermittlungsverbindungen notwendige Information wird von der entfernten Steuereinheit zu dem Vermittlungsspeicher 150 in der Vermittlungseinheit übertragen, wo sie in eine Liste von Torsteuernachrichten eingegeben wird, die zyklisch abgetastet und individuell in einer regelmäßigen Folge zu dem Speicherregister 140 übertragen werden. Danach wird die Nachricht während dem einem bestimmten Gespräch zugeordneten Zeitabschnitt, der durch die Nachricht im Register 140 bestimmt ist, von den Übertragern 130 und übertragen, um eine Folge von Torsteuersignalen zur Verfügung zu stellen, die die Übertragungstore, dargestellt durch die Tore 107, 107·, 108 und 108' öffnen. Dann werden die individuellen Abtastungen des Sprachsignales , das von den rufenden und gerufenen Fernsprechstationen, die aktiv an diesem bestimmten Gespräch beteiligt sind, zwischen den Stationen über die gemeinsamen Hauptnachrichtenkanäle 115 und 120 übertragen.

Zur Erleichterung der Darstellung sind nur zwei der Stationen 100-1 bis 100-n zusammen mitden notwendigen Schaltungen

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für den Nachrichtenverkehr zwischen^ diesen Stationen dargestellt. Bei einer Einrichtung für 24 gleichzeitige Gespräche wird jedes individuelle Gespräch gleichzeitig an den rufen und gerufenen Stationen abgetastet und das resultierende Ablastsignal zwischen den entsprechenden Teilnehmern über einen gemeinsamen Hauptübertragungskanal während eines zugeteilten von 24 Zeitabschnitten in einem umlaufenden Zyklus oder Rahmen übertragen . Eine 8 Kilohertz-Zeitteiler-Abtastrate kann in einem solchen System verwendet werden, um eine Übertragung«- qualität zu erreichen, die einer 3, 5 Kilohertz-Anordnung äquivalent ist,, die nicht auf Zeitmultiplexbasis arbeitet.; Bei dieser Abtastrate hat jede der 24 Sprachabtastperioden oder Zeitabschnitte eine Dauer von 5, 2 Mikrosekunden. Eine solche

Dauer ist notwendig, um eine geeignete Übertragung von Sprachabtastungen durch das Zeitteiler-Vermittlungsnetzwerk zu übertragen, wobei eine getreue Wiedergabe des Originalsignales an der Empfangs stelle gesichert ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anzahl der verfügbaren Zeitabschnitte um eine Größenordnung erhöht worden. Diese Operation wird im folgenden beschrieben.

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Die Einrichtungen, die im Üfoertragimgspfad erJoiPderfieh sind, enthalten die KDdierer 101 mnd.,l©3_a die das Orlginalsprach-Bignal in einimpulscode-moduliertes Signal |PCM| !umwandeln, ILn bekannter Weise variiert die Zahl der Bits, die für die j&oäierung der Sprachsignale in PCM-Signale erforderlich sind, zwischen vier und acht je nach der gewünschten Sprachqualität. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß m Bits verwendet werden. Um m Bits gleichzeitig von den Sende-/Empfängern 105 und 106 zu den Registern 116 und 121, den Steuertoren 107, 107¹, 108 und 108¹ und Hauptübertragungskanälen 115 und 120 zu übertragen, müssen diese in der Lage sein, m Bits zu handhaben. In ähnlicher Weise wandeln auf der Empfangsseite die Dekodier er 102 und 104 die kodierten Sprachsignale in Analogform, zurück, bevor sie von den entsprechenden Fernsprechstationen 100-1 und 10Ö-n empfangen werden. Diese Kodierer und Dekodierer für die Umwandlung zwischen analoger und PCM-Form können einen beliebigen bekannten Aufbau besitzen. Die Sende-/Empfänger 105 und 106 enthalten einfache Schieberegister, die eine Anzahl von Registerstufen besitzen, die der Zahl der Bits in jedem kodierten Sprach-Abtastsignal entsprechen. Auch derartige Register sind längst bekannt.

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Die Übertragungstore 107, 107', 108 und 108¹ sind schnelle Tor schaltungen für die Übertragung von digitaler Information zwischen den Sende-/Empfängern 105, 106 und den gemeinsamen Hauptübertragungskanälen 115, 120. Diese Tore sollten in vorteilhafter Weise in der Lage sein, digitale Information in beiden Richtungen zu übertragen, was offensichtlich wird bei der Betrachtung der verschiedenen Anordnungen, die in den Fig. 5 bis 9 dargestellt sind. Auch solche zweiseitigen Tore sind bekannt. Die Hauptübertragungskanäle 115 und 120 bestehen aus m Bit-Leitungen, von denen jede in einem ersten Teil eines Zeitabschnittes eine Signalabtastung empfängt. Er überträgt die Signalabtastungen zu den entsprechenden Registern 116 und 121, die ebenfalls wieder einen konventionellen Aufbau besitzen.

Die erwähnte, mit 24 Zeitabschnitten arbeitende Vermittlungseinrichtung verwendet einen einzigen gemeinsamen Hauptübertragungskanal, der eine Signalabtastung von einer rufenden Fernsprechstatiön während eines Zeitabschnitts empfängt und diese Abtastung zu der gerufenen Fernsprechstation während des gleichen Zeitabschnitts überträgt. In diesem Falle

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arbeitet ein Paar von m-Übertragungstoren, von denen jedes einer der rufenden und gerufenen Fernsprechstationen entspricht, gleichzeitig um die gewünschte Signalübertragung zwischen zwei Fernsprechstationen zu bewirken. Wie im Zusammenhang mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der Erfindung erwähnt wurde, wird jede Signalabtastung, die über einen der beiden Hauptübertragungskanäle 115 und 120 während eines ersten Teiles eines Zeitabschnittes übertragen wird, 'gespeichert.. Ferner werden diese gespeicherten Abtastungen zu den entsprechenden Empfangsstationen in einem späteren Teil des gleichen Zeitabschnittes übertragen.

Diese Unterscheidung wird bei der Betrachtung der Operationen verständlich, die an der Übertragung von Abtastsignalen zwischen zwei in Verkehrsbeziehung miteinander stehenden Fernsprechstationen, beispielsweise den Stationen 100-1 und IQO-n, deutlich. Es wird angenommen, daß die entfernte Steuereinheit die Bedienungsanforderung von einer der beiden Stationen entgegengenommen hat und die notwendige Information zu dem Vermittlungsschalter 150 für den Aufbau einer Verbindung zwischen diesen Fernsprechstationen während eines

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vorab zugeteilten Zeitabschnittes übertragen hat. Daher enthält der Vermittlungsschalter 150 , wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die Bestimmungssignale der entsprechenden Tore, die während des vorab zugeteilten Zeitabschnittes betätigt werden müssen, um eine Signalübertragung von diesen beiden Fernsprechstationen zu ermöglichen.

Es soll beispielsweise einmal betrachtet werden, daß eine Signalabtastung gleichzeitig von den Fernsprechstationen 100-1 und 100-n ausgeht. Diese Abtastungen werden von der analogen Form in PCM-Signale inden entsprechenden Kodierern 101 und 103 umgewandelt und dann zu den entsprechenden Sende-/Empfängern 105 und 106 übertragen. Beim nächsten Auftreten des zugeteilten Zeitabschnittes wird die Information k im Vermittlungsspeicher 150 zu dem Speicherregister 140

übertragen, in einen Torsteuerimpuls in den Übersetzern 130 und 131 umgewandelt und zu den Toren 107 über die Leitung 132 und zu den Toren 108 über die Leitung 135 übertragen, -damit diese Tore gleichzeitig betätigt werden. Über die geöffneten Tore 107 und 108 werden die kodierten Signalabtastungen •von den Sende-/Empfängern 105 und 106 zu den gemeinsamen

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Hauptübertragungskanälen 115 und 120 jeweils übertragen, und zwar für die Registrierung in den entsprechenden Registern 116 und 121« Nach einer kurzen Verzögerung., aber noch innerhalb des vorab zugeteilten Zeitabschnittintervalls, liefern die Übersetzer 130 und 131 gleichzeitig Steuersignale an die Leitungen 133 und 134, die zur Durchschaltung der entsprechenden Tore 108' und 1Q7^J dienen. Diese Operation führt zu Übertragungen von Signalabtastungen von den Registern 116 und 121 zu den Sende-/Empfängern 106 und 105. Danach werden die Signalabtastungen in die Analogform von den Dekodierern 102 und 104 rekonvertiert und zu den jeweiligen Fernsprechstationen 100-1 und 100-n übertragen.

Es sei hier erwähnt, daß die durch das Vermittlungsnetzwerk geführten Pfade bezüglich der Signalabtastungen für einseitige Übertragung ausgelegt sind. Die Sende-/Empfänger werden jedoch nur für einen kurzen Teil innerhalb des gesamten Rahmens von der entsprechenden Fernsprechstation benutzt. Daher kann jeder Sende -/Empfänger auf Zeitmultiplexbasis eine Reihe von Fernsprechstationen bedienen. Auf diese Weise wird die Zahl der Sende-/Empfänger und Übertragungstore, die in dieser

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Einrichtung benötigt werden, drastisch reduziert. Bei einseitiger Übertragung ist es offensichtlich, daß zwei Pfade für jedes aktive Gespräch durch das Vernaittlungsnetzwerk notwendigst nd, und zwar ein Pfad für Senden oder Sprechen und ein anderer Pfad für Empfangen oder Hören. Vor der Abtastperiode werden die kodierten Abtastsignale, die von den

™ Fernsprechstationen 10.0-1 und I00-n geliefert werden, in ihren

entsprechenden Sende-/Empfängern 105 und 106 gespeichert. Während der Abtastperiode, d. h„ dem zugeteilten Zeitabschnitt werden die Inhalte der Sende-/Empfänger mit Hilfe der Übertragungstore und gemeinsamen Hauptübertragungskanäle ausgetauscht, wobei die letzteren von allen Fernsprechstationen benutzt werden, die an der Vermittlungseinheit angeschlossen sind. Wie bereits angedeutet, wird der Inhalt der Empfänger

fe zu den Dekodierern übertragen, nachdem die Abtastperiode

beendet ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist der zugeteilte Zeitabschnitt in vier Arbeitsintervalle von 20, 40, 20 und 40 Nanosekunden, bei einer Gesamtlänge von 120 Nanosekunden eingeteilt. Ferner zeigt Fig. 2 die Folge der Operationen, die während

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des Zeitabschnittes durchgeführt werden. Danach werden in den ersten 20 Nanosekunden die Register 116 und 121 an den gemeinsamen Hauptübertragungskanälen gelöscht oder auf null zurückgestellt zur Vorbereitung auf den Empfang der nächsten kodierten Signalabtastung. Danach wird in einem 40 Nanosekunden dauernden Intervall die Signalabtastung, die im Sende-/Empfänger

105 zur Verfügung steht, über das Übertragungstor 107 und den gemeinsamen Hauptübertragungskanal 115 zu dem Register 116 übertragen. In ähnlicher Weise wird während dieses 40 Nanosekunden langen Intervalls die Signalabtastung, die in dem Sende-/Empfanger 106 zur Verfügung steht, über das Übertragungstor 108 und den gemeinsamen Hauptnachrichtenkanal 120 zu dem Register 121 übertrage::. iii dem folgenden 20 Nanosekunden dauernden Intervall werden die Sende-/Empfänger und 106 gelöscht oder auf null zurückgestellt, als Vorbereitung auf die Rückkehr der Signalabtastungen in dem letzten 40 Nanosekunden-Intervall des Zeitabschnitts. In diesem Falle wird die Signalabtastung im Register 116 zu dem Sende-/Empfänger

106 über den Hauptübertragungskanal 115 und das Tor 108* übertragen, während die Abtastung im Register 121 über den Hauptübertragungskanal 120 und das Tor 107' zu dem Sende-/ Empfänger 105 übertragen wird.

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Während des nächsten Zeitabschnittes wird die gleiche Operation für ein anderes Paar von Gesprächsteilnehmer wiederholt. Dabei befinden sich ihre Kenngrößen oder mindestens die Kenngrößen der durchzuschaltenden Tore ihrer Verbindung bereits im Vermittlungsspeicher 150, und zwar gespeichert in der nächsten Folgeposition. Daher läuft der Vermittlungsspeicher 150 zyklisch über alle Steuerwörter, die den aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten entsprechen. Bei einer Abtastrate von 8 Kilohetz ist eine Abtastung durch den Vermittlungsspeicher 150 innerhalb von 125 Mikrosekunden beendet. Da jeder Zeitabschnitt nur 12Q NanoSekunden erfordert, können mehr als 1000 Zeitabschnitte innerhalb des 125 Mikrosekunden -Rahmenintervalls gehandhabt werden. Im Gegensatz hierzu steht der 3,2 Mikrosekunden dauernde Zeitabschnitt h des erwähnten Systems, das nur 24 Zeitabschnitte je Rahmen

verarbeiten kann.

Die im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläuterte Einrichtung kann als Vier-Draht-System mit einseitiger Übertragung srichtung bezeichnet werden. Eine alternative Lösung, die Vorteile für Konferenzschaltungen aufweist, die noch ausführlich erläutert

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werden wird, kann als Zwei-Draht-System bezeichnet werden, in dem Signalabtastungen in beiden Richtungen über den gleichen Übertragungspfad übertragen werden. Eine derartige Einrichtung zeigt die Fig. 3. Die Einrichtungen und Verbindungen sind im wesentlichen die gleichen, wie sie auch in Fig. 1 dargestellt sind, mit der Ausnahme, daß jeder Leitung eines Subtraktionsschaltung hinzugefügt wurde, wie beispielsweise die Subtraktionsschaltungen 3OQ und 301, die jeweils den Fernsprechstationen 100-1 und 1-0'0-n zugeordnet sind. Diese Schaltung führt eine Subtraktionsoperation aus zwischen der kodierten abgehenden Signalabtastung und der Zusammensetzung der ankommenden und abgehenden Signalabtastungen, die von dem Vermittlungsnetzwerk empfangen werden. Das Ergebnis der Subtraktion ist die gewünschte ankommende kodierte Signalabtastung. In diese Einrichtung ist ferner auch eine Addier schaltung 305 einbezogen, die, wie ihr Name sagt, dazu dient, die kodierte Signalabtastung von jeder an dem Gespräch beteiligten Fernsprechstation zu addieren. Die sich ergebende Summe wird zu dem Summenpufferspeicher 310 übertragen. Alle diese genannten Schaltungen können leicht aus bekannten Anordnungen implementiert werden.

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Die Arbeitsweise der in Pig. 3 dargestellten Einrichtung geht aus dem Zeitdiagramm in Fig. 4 hervor. In diesem Falle ist der Zeitabschnitt in fünf verschiedene Intervalle von jeweils 20, 40, 20, 20 und 40 Nanosekunden eingeteilt, während der gesamte Zeitabschnitt 140 Nanosekunden in Anspruch nimmt. Die Operationsfolge kann durch das Netzwerk der Fig. 3 verfolgt werden, indem wieder ein Gespräch betrachtet wird, das zwischen den Fernsprechstationen 100-1 und 100-n besteht.

Im ersten 20 Nanosekunden dauernden Intervall werden die Hauptübertragungskanalregister 116 und 121 sowie der Summen· pufferspeicher 310 gelöscht, indem sie auf null zurückgestellt werden. Die kodierten Signale, die in den Sende-/Empfängern 105 und 106 gespeichert sind, und die Signalabtastungen von den entsprechenden Pernsprechstationen 100-1 und 100-n darstellen, werden danach zu den entsprechenden Hauptübertragungskanalregistern 116 und 121 über die zweiseitigen Tore 107 und 108 durchgeschaltet. Diese Maßnahme erfolgt während des zweiten Intervalles von 40 Nanosekunden Dauer in dem

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Zeitabschnitt (vgl. Fig. 4). Im folgenden 20 Nanosekunden-Intervall werden die Signalabtastungen, die laufend in den Registern 116 und 121 gespeichert werden, gleichzeitig zu der Addierschaltung 305 übertragen, deren Summensignal sofort zu dem Summenpufferspeicher 310 für eine kurze Zeitspeicherung übertragen wird. Die Register 116 und 121 sowie die Sende-/Empfänger 105 und 106 werden während des nächsten 20 Nanosekunden-Intervalis gelöscht. Dann wird im letzten 40 Nanosekunden-Intervall die zusammengesetzte Signalabtastung vom Summenpufferspeicher 310 zu den beiden Sende-/Empfängern 105 und 106 über den gleichen Übertragungspfad übertragen, der während der ersten Übertragung von den Sende-/Empfängern zu den Hauptübertragungskanalregistern belegt wurde.

Nach dem zugeteilten Zeitabschnitt wird das zusammengesetzte Signal fcu den Subtahierschaltungen 300 und 301 übertragen, derart, daß das von der Fernsprechstation 100-1 abgeleitete Abtastsignal in Analogform in dem Kodierer 104 umgewandelt und zu der Fernsprechstation 100-n übertragen wird. In ähnlicher Weise wird das von der Fernsprechstation 100-1 abgeleitete Abtastsignal im Kodier er 102 in Analogform

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für die Übertragung zu der Fernsprechstation 100-1 umgewandelt. " *

Diese Operationsfolge erfordert 20 Nanosekunden mehr als die Operationsfolge der Anordnung gemäß Fig. 1. Bei einer Abtastfrequenz von 8 Kilohertz ist die Zahl der Zeitabschnitte,

P die von dem Vermittlungsspeicher 150 bewältigt werden kann,

auf 893 reduziert. Die Anordnung gemäß Fig. 3 ist jedoch in besonderer Weise anwendbar für Mehrparteien-Konferenzschaltungen. In Fig. 5 sind beispielsweise vier Fernsprechleitungen 500 - 503 in einer Konferenzschaltung zusammengeschaltet. Eine derartige Anordnung erfordert, daß jeder . Konferenzteilnehmer die Signalabtastungen empfängt, die von allen anderen geliefert werden. Zu diesem Zwecke ist der

^ zusätzliche Summenpufferspeicher 510 angeschlossen, um das

kumulative Summensignal, das im Pufferspeicher 310 gespeichert ist, zu empfangen.Im allgemeinen sind bei η Konferenzschaltungsteilnehmern, n-1 Zeitabschnitte erforderlich, wenn η eine gerade Zahl ist. η Zeitabschnitte sind dagegen erforderlich, wenn η eine ungerade Zahl ist. Daher sind bei vier Konferenzschaltungsteilnehmern 500 - 503 drei Zeitabschnitte notwendig. Beispielsweise werden Abtastungen , wie es in

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der Nachrichtenfolge im Vernaittlungsspeicher 150 angegeben ist, von den Leitungen 500 und 501 jeweils über die Tore 107 und 521 in einem ersten Zeitabschnitt und von den Leitungen 502 und 503 jeweils über die Tore 520 und 108 in einem zweiten Zeitabschnitt übertragen. Die Abtastungen von den Leitungen 500 und 501 werden in der Addierschaltung 305 addiert und ihre Summe im zusätzlichen Summenpufferspeieher 510 über den Pufferspeicher 310 während des ersten, dieser Konferenzschaltung zugeteilten, Zeitabschnittes gespeichert. Während des zweiten Konferenzzeitabschnittes wird der Inhalt des Pufferspeichers 510 zu den Abtastungen hinzuaddiert, die von den Leitungen 502 und 503 empfangen wurden. Die Addition erfolgt in der Addier schaltung 305, wobei das Ergebnis im Pufferspeicher 310 gespeichert wird. Während dieses zweiten Konferenzzeitabschnittes wird auch dieses zusammengesetzte Signal vom Pufferspeicher 310 auf die Konferenzleitungen 502 und 503 über die gleichen zweiseitigen Tore 520 und 108 übertragen, von denen zuvor Signalabtastungen von den entsprechenden Konferenzleitungen empfangen wurden. Um dieses sich ergebende zusammengesetzte Signal sowohl auf die Leitungen 500 und 501 zu

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übertragen, wird ein zusätzlicher Konferenzzeitabsehnitt benutzt, so wie es in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Falle wird das zusammengesetzte Signal im Pufferspeicher 310 für die Übertragung auf die Leitungen 500 und 501 während des dritten Konferenzzeitabsehnittes über die zweiseitigen Tore 107 und 521 zurückgehalten. Alle Konferenzzeitab-

ψ schnitte erscheinen nacheinander während des wiederholten

Umlaufes der Zeitabschnitte.

Eine andere Einrichtung für eine Mehrparteien-Konferenz schaltung ist in Fig. 6 dargestellt. In diesem Falle ist ein zusätzliches Speicherregister 601 und sind ferner die Übersetzer 602 und 603 vorgesehen. Die Steuersignale für die zweiseitigen Tore im Speicher 150 werden zu den Übersetzern ^ 130 und 131 während des ersten Konferenzzeitabschnitts

übertragen, um eine Signalübertragung von den Leitungen 500 und 501 zu ermöglichen, wobei gleichzeitig diese Torsteuersignale in dem Register 601 gespeichert werden. Während des zweiten Konferenzzeitabsehnittes kann daher das sich ergebende zusammengesetzte Signal gleichzeitig auf alle Konferenzleitungen 500 - 503 übertragen werden, indem der Inhalt der Register 120 und 601 gleichzeitig zu den

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entsprechenden zweiseitigen Toren übertragen wird. Die Kombinationsschaltungen 600 und 604 stellen sicher, daß das zusammengesetzte Signal zu jeder der Konferenz leitungen übertragen wird. Diese Alternative erfordert allerdings zusätzliche Schaltungen, sie hat jedoch den Vorteil, verfügbare Zeitabschnitte einzusparen in solchen Fällen, wo die Geschwindigkeit ein wesentliches Merkmal eines Systems ist.

Die Konferenzeinrichtung, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung betrachtet wurde, verwendet eine Übertragung von Signalabtastungen in digitaler Form anstelle der Analogform, wie sie in bekannten Einrichtungen verwendet wird. Der Vorteil der digitalen Übertragung besteht in der Bewahrung des gleichen Signalpegels über die Übertragungsoperation für alle Konferenzteilnehmer. Bei den bekannten Einrichtungen wird die Energie des analogen Signales auf alle Konferenzteilnehmer aufgeteilt. Wenn daher ein Konferenzteilnehmer zu zwei anderen spricht, wird die Energie seiner Sprache im besten Fall gleichmäßig zwischen den beiden Empfängern aufgeteilt, wobei angenommen wird,

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daß die Leitungsschaltungen aller Konferenzteilnehmer richtig abgeschlossen sind. Jeder zusätzliche Konferenzteilnehmer verringert den Signalpegel entsprechend. Bei einer solchen Einrichtung ist es unpraktisch, mehr als vier Konferenzteilnehmer für eine einzige Konferenzschaltung zuzulassen, ohne daß eine zusätzliche Verstärkung eingeführt wird. Bei der Ausführung gemäß der Erfindung mit einem digitalen Signal kann jede beliebige Anzahl von Konferenzteilnehmern in einer Konferenzschaltung zusammengefaßt werden, ohne daß Signalverluste oder -Schwächungen eintreten.

Wie in den Fig. 7-9 dargestellt ist, kann die Redundanz in den Addier- und Pufferspeicherschaltungen zusammen mit einer Unterteilung der Vermittlungsspeicher-Übersetzungsschaltungen einen ununterbrochenen Betrieb bei reduzierter Kapazität sicherstellen, wenn ein einziger Fehler oder bestimmte Mehrfachfehler auftreten. Daher ist in Fig. 7." j^der der beiden Hauptübertragungskanäle 115 und 120 mit einer eigenen Addier schaltung und eigener Pufferspeicherschaltung ausgerüstet, d. h. mit der Addier schaltung 700

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dem Summenpufferspeicher 701 und dem zusätzlichen Summenpufferspeicher 702 für den Hauptübertragungskanal 115 und der Addier schaltung 710, dem Summenpufferspeicher 711 und dem zusätzlichen Summenpufferspeicher 712 für den Hauptübertragungskanal 120. Der Vermittlungs speicher ist seinerseits in zwei gleiche Abschnitte 150 und 150¹ eingeteilt, wobei jeder Abschnitt einen getrennten Zugriff besitzt, wodurch zwei unabhängige Speicher mit der gleichen Wortlänge gebildet werden. Die beiden Speicher laufen synchron mit dem Übersetzer 130, der dem Abschnitt 150,und dem Übersetzer 131, der dem Abschnitt 150' zugeordnet ist. Wenn in einem der beiden Hauptübertragungskanäle 115 oder 120 oder in einer der Addierschaltungen 305, 700 oder 710 ein Fehler auftritt, dann ist der andere Hauptübertragungskanal und der zugeordnete Abschnitt des Vermittlungs Speichers verfügbar, um die Operation des Systems fortzusetzen. Wenn beispielsweise die Hauptverbindungsleitung 115, der Addierer 305 und der Vermittlungsspeicherabschnitt 150 alle gleichzeitig fehlerhaft arbeiten, kann das System in Betrieb gehalten werden, indem der Hauptübertragungskanal 120, der Addierer 710 und der Vermittlungsspeicher -

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abschnitt 150' verwendet werden.

Alternative Einrichtungen für die Aufrechterhaltung dieser In-Betrieb-Bedingung sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Fig. 8 zeigt, daß drei Zeitabschnitte jedem Gespräch zugeordnet werden, was bedeutet, daß die Kapazität des Systems auf ein Drittel der normalen Kapazität verringert ist^ In diesem Fall wird ein Abtastsignal von der Teilnehmerleitung 500 im zusätzlichen Summenpufferspeicher 712 während des ersten Zeitabschnittes gespeichert. Im zweiten Zeitabschnitt wird ein Abtastsignal von der Leitung 503 zu dem Abtastsignal im Pufferspeicher 712 hinzuaddiert und die sich ergebende Summe auf die Leitung 503 zurückübertragen. Schließlich wird im dritten Zeitabschnitt, der diesem Gespräch zugeordnet ist, die Resultatsumme, die sich im Pufferspeicher 711 befindet, auf die Leitung 500 zurückübertragen.

Gemäß der in Fig. 9 dargestellten alternativen Methode ist ein Speicherpuffer 901 und ein zusätzlicher Übersetzer 902 vorgesehen, die einen ununterbrochenen Betrieb

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auf einer Zwei-Zeitabschnitt-je-Gespräch-Basis gestatten. Auch hier wird wieder ein Abtastsignal von der Leitung 500 im zusätzlichen Summenpufferspeicher 512 während des ersten Zeitabschnittes gespeichert. Gleichzeitig wird die Information für die Durchschaltung des zweiseitigen Tores 109 zu dem Speicherpuffer 901 übertragen. Im zweiten Zeitabschnitt wird daher das Signal von der Leitung 503 zum Inhalt des Pufferspeichers 712 hinzu addiert und die Summe gleichzeitig über die Tore 107¹ und 108 auf beiden Leitungen 500 und 503 übertragen.

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Claims (1)

1. 3α

   PATENTANSPRÜCHE

   1. j Nachrichtenübertragungssystem auf Zeitteilerbasis,

   bestehend aus einer Vielzahl von Leitungen, einem gemeinsamen Hauptübertragungskanal, der von den Leitungen erreichbar ist, und Einrichtungen für die Übertragung von Signalabtastungen zwischen den Leitungen und dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal während zugeteilter Zeitabschnitte in einem wiederholt ausgeführten Zeitabschnittzyklus, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (105, 106) für die Übertragung von Signalabtastungen derart angeordnet sind, daß sie die Signalabtastungen von den Leitungen (100-1, 100-n) zu dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal (115, 120) während eines ersten Zeitabschnitt-Teiles und die Übertragung der Signalabtastungen von dem gemeinsamen Hauptübertragungs kanal zu den Leitungen während eines zweiten Zeitabschnitt-Teiles durchführen.

   2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Hauptüber-

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   tragungskanal (115, 120) ein Register (116, 121) enthält, das für den Empfang der Signalabtastungen während des ersten Zeitabschnitt-Teils und für die Übertragung der Signalabtastungen während des zweiten Zeitabschnitt-Teiles vorgesehen ist.

   3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabtastungen von den Leitungen (100-1, 100-n) vor ihrer Übertragung durch die Übertragungseinrichtungen (105, 106) auf den gemeinsamen Hauptübertragungskanal (115, 120) kodiert undnach ihrer Übertragung vom gemeinsamen Hauptübertragungskanal von den Übertragungseinrichtungen dekodiert werden.

   4. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen (105, 106) vorgesehen sind, um Signalabtastungen einer ersten (lOQ-1) von einer Anzahl von Leitungen, die in Nachrichtenverkehr miteinander

   . stehenj, auf einen ersten gemeinsamen Hauptüber-

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   tragungskanal (115) und von einer zweiten Leitung [100-n) eine Anzahl von Leitungen, die in Nachrichtenverkehr miteinander stehen, zu einem zweiten gemeinsamen Hauptübertragungskanal (120) während "des ersten Zeitabschnitt-Teiles zu übertragen und um die Signalabtastungen von dem ersten Hauptübertragungskanal zu der zweiten fe Leitung und von dem zweiten Hauptübertragungskanal

   zu der ersten Leitung während des zweiten Zeitabschnitt-Teils zu übertragen.

   5. Nachrichtenübertragungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (305) für die Addition von Signalabtastungen, die von dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal (115, 120) von den Leitungen (100-1, lOO-n), die in Nach-

   P richtenbeziehung zueinander stehen, übertragen werden

   und für die Übertragung der addierten Signalabtastungen von dem gemeinsamen Hauptübertragungskanal zu den Leitungen vorgesehen sind, und daß ferner Einrichtungen (300, 301) für die Subtraktion der Signalabtastung

   OBIGIMAL INSPECTED 009886/1619

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   is ■ ■«-

   vorgesehen sind, die von jeder Leitung von den addierten Signalabtastungen übertragen werden, und daß schließlich Einrichtungen (102, 104) für die Übertragung des Differenzsignales auf die Leitungen vorgesehen sind.

   6. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnis der addierten Signalabtastungen zu einem Pufferspeicher (310) übertragen wird und der Inhalt des Pufferspeichers dann auf den gemeinsamen Hauptübertragungskanal (115, 120) und zu den Leitungen (100-1, 100-n) übertragen wird.

   T. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Pufferspeicher (510) vorgesehen ist, der den Inhalt des ersten Pufferspeichers (310) empfängt und diesen zu der Addiereinrichtung (305) gleichzeitig mit den Signalabtastungen einer weiteren Leitung oder weiteren Leitungen (502, 503) in einem zweiten Zeitabschnitt überträgt, wobei das zusammengesetzte Signal in der Addiereinrichtung (305) zu jeder der Leitungen (500 - 503) übertragen wird, von

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   denen die Signalabtastungen ausgehen.

   8. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das sich ergebende zusammengesetzte Signal von der Addier einrichtung (305) zu einigen der Leitungen (500, 501) in einem Zeitabschnitt -Teil und zu anderen Leitungen in einem anderen Zeitabschnitt-Teil übertragen wird.

   ORiGiWAL

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