DE2201075A1

DE2201075A1 - Fernueberwachungssystem fuer pcm-uebertragungssysteme

Info

Publication number: DE2201075A1
Application number: DE19722201075
Authority: DE
Inventors: Roberto Camiciottoli; Dino Marchini
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1971-01-29
Filing date: 1972-01-11
Publication date: 1973-05-24
Also published as: GB1369062A; SE382146B; US3770913A

Description

DB 23I 19899 A/71

oon-imc vom 29.1.71

2201075 3523-71/H

SOCIETA¹ ITALIANA TELECOMUNICAZIONI SIEMENS s.p.a.,

Mailand / Italien

Fernüberwachungssystem für PCM-Übertragungssysteme

Die Erfindung betrifft ein Fernüberwachungssystera für PCM-Übertragungssysteme zur Konitrolle der Zwischenverstärker in beiden Übertragungsrichtungen einer Strecke zwischen zwei Endstellen von einer einzigen Endstelle aus durch Übertragung von Signalen, die von einer Bipolar itä'tsges et zmäßigke it abweichen.

Bei PCM-Übertragungssystemen tritt das Problem auf, die in die Ubertragungsstrecke eingeschalteten Verstärker zu überwachen. Sie können schadhaft werden, oder ihre charakteristischen Parameter können sich mit der Zeit in untolerierbarer Weise verändern. Die hierdurch in die Übertragung eingeführten Fehler müssen vermieden werden.. Zur Lösung dieses Problems eignen sich drei verschiedene Arten von Fernüberwachungssystemen:

a) Systeme, die den Verstärkern über die eigentliche Leitung (d.h. die PCM-Übertragungsleitung) Signale senden und auf derselben Leitung die Antworten empfangen;

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b) Systeme, welche die Abfragekriterien über eine spezielle Dienstschleife senden und über diese auch die Antworten empfangen; und

c) Systeme, die den Verstärkern bestimmte Abfragesignale (sogenannte Abfragemuster) auf der eigentlichen Leitung senden und die Antworten über eine spezielle Dienstscbleife empfangen.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist von dieser letztgenannten Art.

Es ist ein Fernüberwachungssystem bekannt, bei dem auf der eigentlichen Übertragungsleitung ein PCM-Signal gesendet wird, das Niederfrequenzkomponenten enthält, die sich durch Einführen von Bipolaritätsabweichungen mit einem der einzuführenden Niederfrequenz entsprechenden Rhythmus ergeben. Am Ausgang eines beliebigen, in Betrieb befindlichen Verstärkers erscheint daher dieses gesendete PCM-Signal. Ein spezielles Tiefpaßfilter sondert die Niederfrequenzkomponente aus und sendet sie über eine Dienstschleife zur Endstelle, wo ihre Amplitude gemessen wird. Um eine zu große Dämpfung der Signale zu vermeiden, verwendet man in einem solchen Fernüberwachungssystem für die Dienstschleife Pupinleiter.

Die verwendbaren Frequenzen des Tonfrequenzbandes sind hierbei begrenzt, und zwar sowohl durch die kritische Frequenz (Grenzfrequenz) des Pupinkabels als auch durch die Notwendigkeit, einen ausreichenden Abstand zwischen den Frequenzen einzuhalten, damit keine zu aufwendigen Filter erforderlich sind. Im übrigen gestattet es ein

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solches Fernüb erwachungs syst em nicht, von einer einzigen Endstelle aus die beiden Übertragungsrichtungen zu kontrollieren, es sei denn, daß jede Verstärkerstelle zwei Filter hat.

Wenn die Abfragesignale einer einzigen Endstelle zugeleitet werden, müssen sie offensichtlich in der anderen, entfernten Endstelle eine Schleifenschaltung durchlaufen, damit sie auch die Verstärker in der Rückkehrrichtxmg erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System anzugeben, mit dem die Fernüberwachung eine Anzahl von Verstärkerstellen im selben Abschnitt zwischen zwei Endstellen (A und B) von einer einzigen Endstelle (A) aus sowohl in der Richtung A-B,als auch in der entgegengesetzten Richtung B-A möglich ist. Hierbei soll die gleiche Anzahl von Frequenzen zur Verfügung stehen und in jeder Verstärkerstelle nur ein einziges Filter erforderlich sein, welches für die Gesamtheit der dort vorhandenen Verstärker dient.

Die Erfindung geht aus von einem Fernüberwachungssystem für PCM-Übertragungssysteme zur Kontrolle der Zwischenverstärker in beiden Übertragungsrichtungen einer Strecke zwischen zwei Endstellen von einer einzigen Endstelle aus durch Übertragung vo^T Signalen, die von einer Bipolarxtätsgesetzmäßigkeit abweichen; mit einer Schaltung zum Erzeugen von Abfragemustern mit Bipolaritätsabweichung , welche die Abfragemuster an die Übertragungsleitung des Systems (also an die eigentliche Leitung, auf der die Übertragung der PGM-Signale erfolgt) abgibt; mit Schleifenschaltungen in der entfernten Endstelle (genauer

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gesagt, einer Schleifenschaltung für jedes Drahtpaar eines einzelnen PCM-Übertragungssystems), welche die ankommenden Abfragemuster prüfen und für die Abfragemuster die Ilinleitung des Übertragungssystems mit der Rückleitung zu einer Schleife verbinden; und mit einer an jeden Verstärker angeschlossenen Schaltung zum Feststellen seines Betriebszustandes, die bei Ankunft des Abfragemusters ein den Betriebszustand dieses Verstärkers anzeigendes Kriterium erzeugt.

Die Erfindung besteht darin, daß jede Verstärkerstelle ein Tiefpaßfilter mit zwei parallel geschalteten Eingangskreisen hat; daß jedem dieser Eingangskreise, die jeweils einen elektronischen Schalter enthalten, das Betriebskriterium der Verstärker zugeführt wird, die in derselben Übertragungsrichtung arbeiten; und daß der Ausgang des Tiefpaßfilters mit einer Dienstschleife verbunden ist, durch welche die beiden elektronischen Schalter derart gesteuert werden, daß der eine geöffnet und der jeweils andere gesperrt wird.

Vorzugsweise werden die elektronischen Schalter der Eingangskreise der Tiefpaßfilter durch zwei umkehrbare Polaritäten auf den Drähten der Dienstschleife gesteuert. Die Schalter der Eingangskreise der Tiefpaßfilter sind vorzugsweise Dioden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 das Prinzipschaltbild des gesamten Fernüberwachungssystems ;

Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer Schleif einschaltung ;

Fig. 3a eine prinzipielle Schaltung zum Ableiten des Abfragemusters bei einem Verstärker;

Fig. 3b das Schaltbild einer Kontrollvorrichtung

(F.) der in der j-ten Verstärkerstelle vorhandenen Verstärker; und

Fig. k das Prinzipschaltbild einer Vorrichtung, welche die Dienstschleife speist und die von den abgefragten Verstärkerstellen kommenden Antworten analysiert.

Verschiedene Einheiten, deren schaltungsmäßige Realisierung und deren Betriebsweise an sich bekannt sind, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Ubertragungsstrecke zwischen zwei Endstellen A und B, in welcher eine Anzahl η von Verstärkerstellen P₁ ... P vorgesehen sind. In der j-ten Verstärkerstelle sind m Verstärker g. ... g. vorhanden. Es sei angenommen, daß m/2 Übertragungssysteme von der Endstelle A in Richtung zur Endstelle B und ebenfalls m/2 Übertragungssysteme in umgekehrter Richtung übertragen. Mit jedem Verstärker g. (d.h. dem

J I^s s-ten Verstärker der j-ten Verstärkerstelle) ist ein

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einfaches Tiefpaßfilter U? . verbunden, das dazu

1 J » ^s

dient, die im Abfragemuster vorhandenen Hochfrequenzen zu beseitigen. Der Zweck dieser Tiefpaßfilter wird noch erläutert werden. In der j-ten Verstärkerstelle ist ferner eine Schaltung F. vorhanden, deren Aufgabe es ist, eine spezielle Frequenz (od-r LinieΪ auszusondern und sie auf die Dienstschleife ¹V als ein Antwortkriteriumzu übertragen, das den Betriebszustand der in dieser Verstärkerstelle vorhandenen Verstärker anzeigt.

In der Endstelle A, die im vorliegenden System die Hauptstelle ist, befindet sich eine Schaltung G zum Erzeugen von Abfragemustern mit Bxpolarxtätsabweichung. Sie gibt die erzeugten Abfragemuster an die eigentliche (PCM-) Leitung ab. In der Endstelle A ist ferner eine Einheit Al/An vorhanden, welche die Dienstschleife OC. speist und die aus den abgefragten Verstärkerstellen kommenden Antwortkriterien analysiert.

In der entfernten Endstelle B sind m/2 Schleifenschaltungen L. (i = 1 ... m/2) vorhanden, die feststellen, ob das Signal, das auf der von der Endstelle A zur Endstelle B (Richtung A B) führenden Übertragungsleitung (im folgenden Hinleitung genannt) ankommt, ein Fernüberwachungssignal (Abfragemuster) ist. Wenn dies der Fall ist, verbindet sie die Leitung der Richtung AB mit der in Gegenrichtung B A verlaufenden Rückleitung zu einer Schleife, damit die Abfragemuster zu den Verstärkern gelangen, die in Richtung B A arbeiten. Für jedes Drahtpaar eines einzelnen PCM-Übertragungssystems ist jeweils eine Schleifenschaltung vorhanden.

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Damit die Fernüberwachung der Strecke zwischen den Endstellen A und B in beiden Richtungen vorgenommen werden kann, wird in der Hauptendstelle A vorübergehend der Sender ausgeschaltet, und die Übertragungsleitung wird mit- der Schaltung G verbunden. Die Schaltung G gibt, wie schon erwähnt wurde, die Abfragemuster mit eipolaritätsabweichung, d.h. die Fernüberwachungssignale an die Leitung ab. Das allgemeine Abfragemuster besteht aus einer Folge von Y Impulsen (Y-Folge), die mit wechselnder Polarität aufeinanderfolgen. Der Y-Folge schließt sich eine Folge von Z Impulsen (Z-Folge) an, die teilweise oder alle mit gleicher Polarität aufeinanderfolgen, d.h. von der Bipolaritätsgesetzmäßigkeit der Y-Folge abweichen. Die Gesamtdauer der beiden Folgen ist hierbei die Periode der Abfragefrequenz. Jede Verstärkerstelle ist durch eine bestimmte Abfragefrequenz gekennzeichnet. Die Häufigkeit oder Dichte der Abweichungen kann unabhängig vom Viert der Abfragefrequenz gewählt werden.

In der entfernten Endstelle erkennt die dem im jeweiligen Moment überwachten (j-ten) System entsprechende Schleifenschaltung das ankommende Signal als Fernüberwachungssignal und schaltet die Hinleitung mit der Rückleitung in Schleife. Der abgefragte Verstärker g. der Ver-

J j ^s

stärkerstelle j kann so das an ihn adressierte Abfragemuster empfangen und das Kriterium, das seinen Betriebszustand angibt, an die Einheit F. abgeben, die ihrerseits das Antwortkriterium über die Dienstschleife <xS zur Einheit Al/An in der Hauptendstelle A überträgt.

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Zur Erläuterung der Betriebsweise der allgemeinen Schleifenschaltung L in der entfernten Endstelle sei auf Fig. 2 verwiesen. Als Beispiel sei angenommen, daß eine Fernüberwachung der von der speziellen Frequenz

f. = 2000 Hz gekennzeichnete Verstärkerstelle P. beab-

J J

sichtigt ist. In diesem Fall wird die Schaltung G für eine Dauer von 250 MikrοSekunden die Information 10100000 und für die folgenden 250 MikroSekunden die Information 10000000 senden. Wenn im Schieberegister R₀, das vom ankommenden Signal weitergeschaltet wird, die Information 10100000 vorhanden ist, erkennt dies die Dekodierschaltung D . Sie liefert am Ausgang ein Signal an die Integrierschaltung I , die ihrerseits ein

Steuersignal der Schwellwertschaltung C zuführt. Da

S3

das Fernüberwachungssignal die zyklische Wiederholung der Information 10100000 für 250 Mikrosekunden einschließt, erkennt die Dekodierschaltung D alle diese Informationen.

Folglich ist das Ausgangssignal der Integrierschaltung I höher als der Schwellwert der Schwellwertschaltung C . Die Schwellwertschaltung C erzeugt dadurch ein

s s

Steuersignal, das den Schalter K aus der Stellung I in die Stellung II bringt, wodurch die Hinleitung mit der Rückleitung in Schleife geschaltet wird. Der Schalter K ist eine elektronische Vorrichtung.

Damit ein ungewolltes Schleifenschalten vermieden wird, etwa wenn die auf der Leitung übertragenen Signale zufällig das Fernüberwachungsssignal- vortäuschen, darf der Schwellwert der Schaltung C natürlich nur als Folge der Ankunft des Fernüberwachungssignals überschritten werden. Dies ist gewährleistet, weil das Fernüberwachungs-

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signal pro Zeiteinheit während der Fernüberwachung mit Sicherheit wesentlich öfter festgestellt wird als während des normalen Betriebes des Übertragungssystems. Eine weitergehende Möglichkeit zum Verhindern des zufälligen Schleifenschaltens besteht darin, die Schaltung D durch ein besonderes Signal vorzubereiten,

das nur dann vorhanden ist, wenn die entfernte Endstelle nicht synchron arbeitet, wie es normalerweise während der Fernüberwachung der Fall ist. Diese Maßnahme ist jedoch unter normalen Bedingungen nicht notwendig, wenn das Fernüberwachungssignal keinem dez- Signale entspricht, welche die entfernte Endstelle hinreichend oft erzeugen kann. Solche Signale sind z.B. das dem Kanalruhezustand oder das dem Zustand der Überlastung auf einem oder mehreren Kanälen entsprechende kodierte Signal.

Fig. 3a zeigt das Prinzipschaltbild der Schaltung zum Ableiten des Fernüberwachungssignals bei einem allgemeinen Verstärker g. . Außer diesem Verstärker ent-

3 i^s

hält sie eine Signalaussonderungseinheit e. und das

u-j ^J'^S

Tiefpaßfilter Y . .

' J,s

Die Signalaussonderungseinheit e. soll der eigentlichen oder realen Übertragungsleitung z.B. durch induktive Kopplung mit ihr das Fernüberwachungssignal entnehmen, ohne Störungen in diese Leitungen einzuführen, und das Signal dann am Ausgang abgeben. Das Tiefpaßfilter soll aus dem von der Einheit e. kommenden Ferniiber-

j, s

wachungsSignal die Frequenzbänder, die höher als eine festgelegte Frequenz sind, beseitigen.

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Die Ausgänge der m Tiefpaßfilter j . , von denen jedes einem in der j-ten Verstärkerstelle enthaltenen Verstärker entspricht, sind mit entsprechenden Eingängen einer Schaltung verbunden, deren Einzelheiten Fig. yo zu entnehmen sind. Hierbei sind die mit 1, 2 ... m/2 bezeichneten Drähte mit den Ausgängen a der Tiefpaßfilter verbunden, die den Verstärkern entsprechen, welche die Überti-agung in Richtung A B verstärken, während die Drähte 1', 2'... m·/2 mit den Ausgängen a¹ derselben

Filter verbunden sind. Die Drähte (m/2 + l), (m/2 + 2) ... m sind mit den Ausgängen a derjenigen Tiefpaßfil-

ter verbunden, die den Verstärkern entsprechen, welche die Übertragung in Richtung B A verstärken, und die Drähte (in'/2 + l) ... m' sind mit den Ausgängen a' derselben Filter gekoppelt.

Da das in das j-System eingeschaltete FernüberWachungssignal alle Verstärker dieses Systems betrifft, wird es in den beiden Ubertragungsrxchtungen in jeder Verstärkerstelle, d.h. in jedem Vers'tärkerbehälter zwei beteiligte ("erregte") und mit der einzigen Schaltung gemäß Fig. 3b verbundene Verstärker geben. Um die Übertragungsrichtung des oder der abgefragten Verstärker unterscheiden zu können, geht man folgendermaßen vor: In der Hauptendstelle A legt man an die Drähte der Dienstschleife qU-> über die im einzelnen in Fig. 4 dargestellte Einheit Al/An eine Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität an, welche der Übertragungsrichtung entspricht, die überwacht werden soll. Wenn an die Dienstschleife eine Gleichspannung mit der in Fig. 3b angegebenen Polarität angelegt ist, wird die übertragungsrichtung A B

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überwacht. In diesem Fall ist nämlich die Diode d .

J- j J leitend, während die Diode d_Q . gesperrt ist, und demzufolge ist nur einer der beiden Eingangskreise des Tiefpaßfilters f. eingeschaltet. Wenn hingegen an die Drähte der Dienstschleife '^ eine Gleichspannung mit der zu Fig. 3"b entgegengesetzten Polarität angelegt wird, erfolgt die Fernüberwachung des Systems in der Übertragungsrichtung BA- da jxun die Diode d, . gesperrt und die Diode d . leitend ist, und der zweite Eingangskreis des Tiefpaßfilters f. aktiviert oder eingeschaltet ist.

Die Begrenzungskreise I₁ . und l_o . sollen die Amplitude der Fernüberwachungssignale so begrenzen, daß die ausgeschaltete Diode d.. . oder d_o . von diesen Signalen nicht geöffnet werden kann.

Der in der dargestellten Weise geschaltete Widerstand

r. ist verstellbar, so daß in jedem Verstärkerbehälter

3
ein Strom vorhanden ist, der entweder die Diode d^

oder die Diode d_Q . in der richtigen Weise öffnet. Die

ώ ι 3

der Hauptendsteile A näher liegenden Verstärkerbehälter enthalten Widerstände r. mit einem größeren Wert als die Widerstände r. der entfernteren Behälter, damit der vorbestimmte Normalstrom fließt, obwohl eine größere Spannung anliegt.

Die in ihren Einzelheiten Fig. 4 zu entnehmende Speise- und Analysiereinheit Al/An enthält eine Speisungsschaltung Al und eine Analysierschaltung An. Die Speiseschaltung Al soll am Ausgang eine konstante Gleichspannung liefern; sie ist z.B. durch eine Batterie oder durch einen beliebigen Allstromumsetzer (Gleichstrom/Gleichstrom oder

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Wechselstrom/Gleichstrom) realisierbar. Die Analysierschal'tung An soll die aus den abgefragten Verstärkerstellen kommenden Antwortsignale analysieren und ein Alarmkriterium liefern, falls ein irgendwie anormaler Betrieb durch die Antwortidentifizierschaltung R/R
festgestellt worden ist.

Die Vorrichtung, mit der die Polaritäten der Spannung an der Dienstschleife '-X^ umzuschalten sind, ist ein
gewöhnlicher handbetätigter Umschalter.

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Claims

- i3 -

Patentansprüche

1, Fernüberwachungssystem für PCM-Übertragungssysteme zur Kontrolle der Zwischenverstärker in beiden Übertragurigsrichtungen einer Strecke zwischen zwei Endstellen von einer einzigen Endstelle aus durch Übertragung von Signalen, die von einer Bipolaritätsgesetzmäßigkeit abweichen; mit einer Schaltung zum Erzeugen von Abfragemustern mit Bipolaritätsabweichung, welGhe die Abfragemuster an die Übertragungsleitung des Systems abgibt; mit Schleifenschaltungen in der entfernten Endstelle, welche die ankommenden Abfragemuster prüfen und für die Abfragemüster die Hinleitung des Übertragungssystems mit der Rückleitung zu einer Schleife verbinden; und mit einer an jeden Versteirker angeschlossenen Schaltung zum Feststellen seines Betriebszustandes, die bei Ankunft des Abfragemusters ein den Betriebszustand dieses Verstärkers anzeigendes Kriterium erzeugt; dadurch gekennzeichnet, daß jede VerstärkerstelJe (P.) ein Tiefpaßfilter (f.) mit zwei parallel ge-

J . «J

schalteten Eingangskreisen hat; daß jedem dieser Eingangskreise, die jeweils einen elektronischen Schalter (d₁ .; d .) enthalten, das Bctriebskrite-

^χιJ '^J, wird

rium der Verstärker (g.) zugeführf, die in derselben Übertragungsrichtung arbeiten; und daß der Ausgang des Tiefpaßfilters mit einer Dienstschleife ( oC ) verbunden ist, durch welche die beiden elektronischen Schalter derart gestetiert %ierden, daß der eine geöffnet und der jeweils andere gesperrt wird.

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2. Fernübervrachungssystem nach Anspruch 1, el a d u r c h gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter (d .; d_o .) der Eingangskreise der Tiefpaßfilter (f.) durch zwei umkehrbare Polaritäten auf

den Drähten der Dienst schleif e gesteuert wrerden.

3· Fernüberwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (d, . ; d_Q ..) der Eingangskreise der Tiefpaßfilter Dioden sind.

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