-
Verfahren zur Bitfehlerratenüberwachung in PCM-Fernmeldeübertragungssystemen.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bitfehlerratenüberwachung
in PCM-Fernmeldeübertragungssystmen.
-
Da in solchen Fernmeldeübertragungssystemen zwischen der Bitfehlerrate,
d.h. der Zahl der gefälschten Bits pro insgesamt übertragenen Bits in der Zeiteinheit,
und dem Signal-Geräuschabstand im übertragenen PCM-Signal ein definierter Zusammenhang
besteht, wird die Bitfehlerratenüberwachung als Mittel zur Feststellung des Betriebszustandes
bzw. der Übertragungs qualität von PCM-Verbindungen herangezogen.
-
Bisher wurde eine Bitfehlerratenüberwachung entweder durch Uberwachung
des in erster Linie zum Zwecke der Synchronisation im Zeitkanal Null gesendeten
Rahmenkennungswortes oder aber, sofern der verwendete Code für die PCM-Worte einem
bestimmten Bildungsgesetz gehorcht, durch Uberwachung des Einhaltens dieses Bildungsgesetzes
durchgeführt.
-
In dem erstgenannten Verfahren werden 7 Bits des Rahmenkennungswortes,
die ja immer in Form derselben Bitkombination erscheinen, empfangsseitig mit dem
identischen Codemuster verglichen und bei Nichtübereinstimmung wird ein Fehler gemeldet.
Entsprechend der zweiten Uberwachungsmöglichkeit wird, wenn beispielsweise ein sogenannter
pseudoternärer Code zur Codierung der PCM-Worte verwendet wird, bei dem der Binärwert
"O" im PCM-Signal auch als "O" übertragen wird, Jeder zweite Binärwert 11111 aber
zu "-1'l invertiert wird, auf der Empfangsseite geprüft, ob in dem ankommenden PCM-Signal
tatsächlich
auch sich der "1"-Wert und der -l-Wert abwechseln.
-
In der Praxis hat sich die erstgenannte auf dem Vergleich des Rahmenkennungswortes
mit einem analogen Bitmuster basierende Uberwachung durchgesetzt. Dies vor allem
deswegen, weil bei der anderen Uberwachungsart die Multiplexeinrichtungen der Ubertragungssysteme
nicht in die Überwachung mit einbezogen sind, gerade diese Einrichtungen aber in
nicht unerheblichem Maße zum Entstehen von Bitfehlern beitragen.
-
Die Bitfehlerratenüberwachung auf der Grundlage des Rahmenkennungswortes
hat sich, sofern relativ große Bitfehlerraten vorliegen, gut bewährt. Bei kleineren
Bitfehlerraten, wie sie beispielsweise bei der Verwendung geschirmter Kabel für
die Übertragung vorkommen, die aber immer noch als störend empfunden werden und
daher signalisiert werden müssen, können allerdings unter Umständen beträchtlich
lange Zeiten vergehen, bis es zu einer-Anzeige kommt. Nimmt man nämlich beispielsweise
eine Bitfehlerrate von 5 x i0-7 7 an, so bedeutet dies bei der Bitübertragungsrate
von 2,048 MBit/s des derzeit eingeführten PCM-Systems 30/32, daß etwa jede Sekunde
ein Bitfehler auftritt.
-
Da bei der zur Rede stehenden Bitfehlerratenüberwachung die nur in
Jedem zweiten Abtastpulsrahmen auftretenden 7 Bits des Rahmenkennungswortes in die
Überwachung mit einbezogen werden, stehen den innerhalb einer Sekunde während 8000
Abtastpulsrahmen übertragenen 2,048 MBit lediglich 8000 7 = 28000 über-2 prüfte
Bits gegenüber. Das bedeutet aber, daß bei der angenommenen Bitfehlerrate 28040
10 zu = 74 Sekunden vergehen müssen, bis die Überwachung des Rahmenkennungswortes
zur Anzeige des Erreichens der angegebenen Bitfehlerrate führt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bitfehlerratenüberwachung
in PCM-Fernmeldeübertragungssystemen
anzugeben, mit dessen Hilfe
Fehlersignale bei kleinen Bitfehlerraten nach erheblich kürzeren Zeiten als bei
dem oben beschriebenen Verfahren geliefert werden können.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzahl der
Jeweils während zweier Abtastpulsrahmen zu übertragenden ''1l'-Bits sendeseitig
durch ein bestimmtes für eine Informationsübertragung nicht ausgenutztes Bit zu
einer geraden oder zu einer ungeraden Anzahl von "l"-Bits ergänzt und empfangsseii.-ig
eine Uberlfachung auf das Vorhandensein dieser Geradzahligkeit bzw. Ungeradzahligkeit
vorgenommen wird (Parity-Prüfung), und daß als der Ergänzung dienendes Bit (Parity-Bit)
ein Bit des in jedem zweiten Abtastpulsrahmen anstelle des Rahmenkennungswortes
übertragenen Meldewortes verwendet wird.
-
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also nicht jeweils
nur ein Teil der übertragenen Bits, sondern sämtliche Bits in die Überwachung mit
einbezogen, so daß jeder Bitfehler erkannt wird. Da die Uberwachungsintervalle jeweils
lediglich zwei Äbtastpulsrahmen lang sind, könnte also bei dem vorstehend angenommenen
Beispiel einer Bitfehlerrate, die zum Auftreten eines Bitfehlers innerhalb einer
Sekunde führt, bei Erreichen dieser Grenze auch schon eine Sekunde nach Uberwachungsbeginn
eine Alarmmeldung abgegeben werden gegenüber der Wartezeit von 74 Sekunden, die
bei einer Bitfehlerratenüberwachung auf der Grundlage des Rahmenkennungswortes in
Kauf genommen werden muß.
-
Hierbei ist allerdings die Möglichkeit einer Kompensation von Fehlern
und damit eines teilweisen Versagens der Parityprüfmethode noch zu noch nicht berücksichtigt.
Da solche Doppelfehler mit einer' mittleren Wahrscheinlichkeit von 0,5 auftreten
muß bei höheren Bitfehlerraten mit einer Verdopplung der Erkennungszeit gerechnet
werden.
-
Um ein Kriterium darüber zu erhalten, ob durch die erfindungsgemäß
vorgenommene Parity-Prüfung ermittelte Bitfehler
in ihrer Häufigkeit
eine zulässige Bitfehlerrate übersteigen, wird gemäß weiterer Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens das Bitfehler anzeigende Ergebnissignal der Parity-Prüfung
zum Weiterschalten eines Zählers verwendet, der bei Erreichen seiner Endstellung
ein Alarmsignal abgibt und, sofern er während einer Zeitspanne nach Zählbeginn,
die dem mindestens geforderten Abstand des Auftretens von Bitfehlern entspricht,
seine Endstellung nicht erreicht hat, in seine Anfangsstellung zurückgestellt wird.
-
Wenn also bei der in der Figur dargestellten Anordnung dem Eingang
eF des UND-Gliedes U bei Auftreten eines aufgrund eines Bitfehlers zustandegekommenen
Paritätsfehlers ein Fehlersignal zugeführt wird und an dessen anderen Eingang über
den Eingang eS und die Kippstufe FF ein Startsignal angelegt ist, dann führt dies
zu einem Weiterschalten des Zählers Z um eine Zählerstellung. Der Zähler Z kann
nur dann aufgrund des wiederholten Auftretens solcher Paritätsfehler-Signale seine
Zählerendstellung einweichen und damit an seinem Ausgang au ein das Überschreiten
einer zulässigen Grenze der Bitfehlerrate anzeigendes Signal abgeben, wenn nicht
eine Zeitspanne nach dem Eintreffen eines Startimpulses am Eingang eS, die dem mindestens
geforderten Abstand des Auftretens von Bitfehlern bei der zugelassenen Bitfehlerrate
entspricht, am Rückstelleingang eR des Zählers Z ein Rückstellimpuls aufgetreten
ist, der den Zähler wieder in seine Anfangsstellung bringt.
-
Vielfach besteht nicht nur ein Interesse daran, das Überschreiten
der zulässigen Bitfehlerrate zu signalisieren, sondern auch daran, schon vorher
ein Warnsignal abzugeben, aufgrund dessen Maßnahmen vorbereitet werden können, die
dann im Falle des Erreichens der oberen Fehlerratengrenze zur Beseitigung der Fehlerursachen
zu ergreifen sind. Es kann daher von einer vor der Endstellung des Zählers Z liegenden
Zählerstellung ein Vorwarnsignal abgeleitet werden, das über den Ausgang eV ausgegeben
wird.
-
Treten Bitfehler so häufig auf, die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerkompensation
größer als 0,5 ist, dann wird auch das Rahmenkennungswort so häufig gestört sein,
daß diese Bitfehler wegen der nun nicht mehr intakten Synchronisation nicht unerkannt
bleiben.
-
3 Patentansprüche 1 Figur