DE2523320C2

DE2523320C2 - Method and circuit arrangement for its implementation for assessing the delay and attenuation comparison of a data transmission link

Info

Publication number: DE2523320C2
Application number: DE19752523320
Authority: DE
Inventors: Eberhard Prof. Dr.-Ing. 7412 Eningen Schuon
Original assignee: Wandel U. Goltermann, 7410 Reutlingen
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1977-07-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu dessen Durchführung zur Beurteilung des Laufzeit- und Dämpfungsabgleichs bzw. der Übertragungsgüte einer in Betrieb befindlichen oder mit einem Meßsignal beaufschlagten Datenübertragungsstrecke, aus deren Ausgangsspannung der Bittakt gewonnen wird.The invention relates to a method and a circuit arrangement for the implementation thereof Assessment of the transit time and attenuation comparison or the transmission quality of an operating system or a data transmission path acted upon by a measuring signal, from the output voltage of which the Bittakt is won.

Für eine zuverlässige Datenübertragung ist ein gewisses Maß an Verzerrungen der benutzten Datenübertragungsstrecke (z. B. Fernsprechkanal) zulässig, und zwar sowohl bezüglich der Dämpfungsverzerrungen als auch besonders hinsichtlich der Gruppenlaufzeitverzerrungen, damit eine fehlerfreie Weiterverarbeitrng empfangener Impulse erfolgen kann.For reliable data transmission, there is a certain amount of distortion in the data transmission link used (e.g. telephone channel) permissible, both with regard to the attenuation distortion as well as especially with regard to the group delay distortions, thus error-free further processing received pulses can take place.

Es ist bekannt, eine Datenübertraguitgsstrecke nach einer vorhergehenden genauen Dämpfungs- und Gruppenlaufzeitmessung zu entzerren, was einen nicht unbeträchtlichen Aufwand an Meß- und Entzerrungsmitteln sowie auch Meßzeit erfordert. (Meßplatz für Gruppenlaufzeit- und Dämpfu.igsänderungen LD-2und Dämpfungs- und Laufzeitenverrer DLZ 1 der Firma Wandel u.Goltermann.)It is known to use a data transmission route according to a previous precise attenuation and group delay measurement to equalize what a not inconsiderable expense of measuring and equalization means as well as measuring time required. (Measuring station for group delay and attenuation changes LD-2und Damping and running time delay DLZ 1 from the company Change and Goltermann.)

Es ist auch bekannt, eine sogenannte Schnellentzerrung an Hand einer einfachen Beobachtung des sogenannten Augenmusiers vorzunehmen. Dabei wird bei einer in Betrieb befindlichen Datenübertragungsstrecke das empfangene Datensignal mit einem Oszillografen dargestellt, dessen Zeitablenkung mit dem Takt des Datensignals (Bittakt) synchronisiert ist, wobei eine Vielzahl mehr oder weniger aufeinander fallender H-L und L-W-Übergänge das Augenmuster selbst und' H-H- und L-L-Verläufe dessen oU;<- n. ir . Begrenzung ergeben und die «"^m, .g a> Augenmusters näherungsweise eis η ^; ι.·It is also known to carry out a so-called rapid equalization on the basis of a simple observation of the so-called eye musician. In this case, the received data signal, at an in-service data transmission path is displayed with an oscilloscope whose time base is synchronized with the clock of the data signal (bit clock), wherein a plurality of more or less successive falling HL and LW transitions the eye pattern itself, and 'HH and LL curves of its oU; <- n. Ir. Result and the «" ^ m, .g a> eye pattern approximately ice η ^; ι. ·

Übertragungsgüte nngc»ehen wird (Kennel, Dnvcy, »Dam Transmission«, McGraw-Hill Book Company. 196Ü.S. I 18 bi« 121. Abschnitt 7-7.)Transmission quality will not work (Kennel, Dnvcy, "Dam Transmission," McGraw-Hill Book Company. 196Ü.S. I 18 to 121. Section 7-7.)

Weiterhin ist als Grundlage für cine Sehnolientzerrung die sogenannte PAR-Messung bekannt, bei der jedoch ein speziell geformter Puls über die Datenlibcrtragungsstrecke gesendet und das von den Veraerrungen der Datenübertragt rtgsstrccke abhängige Verhältnis zwischen Spitzenwert und Mittelwert der empfangenden Pulsspannung angezeigt wird, das von dem auf /der Sendeseitß vorhandenen und durch die Impulsform festliegenden Verhältnis dieser Werte abweicht. (Aufsatz von F e η η j c k »The PAR Meter: Applications in Telecommunications Systems«, IEEE Transactions on Communication Technology, Vol. COM-18, No I₁ Februar 1970, S. 68 bis 73.)Furthermore, the so-called PAR measurement is known as the basis for a tendon film distortion, in which, however, a specially shaped pulse is sent over the data transmission path and the ratio between the peak value and mean value of the received pulse voltage, which is dependent on the distortions in the data transmission path, is displayed. The ratio of these values, which is present on the transmission side and which is fixed by the pulse shape, deviates. (Article by F e η η jck "The PAR Meter: Applications in Telecommunications Systems", IEEE Transactions on Communication Technology, Vol. COM-18, No I _{February 1} , 1970, pp. 68 to 73.)

I Die Aussagekraft einer Augenmusterbeobachtung ist zwar besser als diejenige einer PAR-Mcssung, doch haftet der Augenmustcrbcobachtung als Nachteil der hierfür notwendige apparative Aufwand an.I The significance of an eye pattern observation is better than that of a PAR measurement, yes The disadvantage of eye pattern observation is the expenditure on equipment required for this.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus den wührend eines gewissen Abtastzeitpunktes jeder Bittaktperiode auftretenden Momentanspannungswcrten eines empfangenen (verzerrten) Datcnsignals mit geringem Aufwand eine die Verzerrung der Dalcnübertragungsstrecke kennzeichnende Meßgröße abzuleiten.The invention is based on the object of each during a certain sampling time Bit clock period occurring instantaneous voltage values of a received (distorted) data signal to derive a measured variable characterizing the distortion of the long-distance transmission path with little effort.

Die Erfindung löst die gestellte /Aufgabe dadurch, daß zu vom Bittakt bestimmten Zeitpunkten periodisch Momentanwerte der Ausgangssp:«nnung gewonnen, daraus der Betragsmittt-iwert und die Schwankung der Beträge gebildet und das Verhältnis der Schwankung der Beträge zum ßetragsmittclwert angezeigt wird.The invention solves the posed / object in that instantaneous values of the output voltage periodically obtained at times determined by the bit clock, from this the mean value and the fluctuation of the Amounts are formed and the ratio of the fluctuation of the amounts to the average amount is displayed.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Betragsmittelwert durch Regelung der Ausgangsspannurg bzw. der gewonnenen Momentanwerte konstant gehalten und die Schwankung der Beträge angezeigt. In beiden Fällen kann die Erfindung derart ausgestaltet sein, daß die eine bestimmte Polar; ät aufweisenden Momentanwerte der Ausgangsspannung unterdrückt werden. Die Erfindung kann aber auch so ausgestaltet sein, daß die eine bestimmte Polarität aufweisenden Momentanwerte der Ausgangsspannung umgepolt werden.In a further development of the invention, the mean value is determined by regulating the output voltage or the obtained instantaneous values kept constant and the fluctuation of the amounts displayed. In In both cases, the invention can be designed in such a way that a specific polar; ät having Instantaneous values of the output voltage are suppressed. However, the invention can also be designed in this way be that the polarity of the instantaneous values of the output voltage, which have a certain polarity, is reversed will.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung für die Beurteilung von Signalen, die dreier Zustände fähig sind, z. B. für AMI-Signale, wird die Gewinnung der Momentanwertc von Spannungen, die innerhalb eines durch zwei etwa symmetrisch zu Null liegende Spannungsschwellen bestimmten Fensterberciches liegen, verhindert.In a further development of the invention for the assessment of signals that are capable of three states, z. B. for AMI signals, the extraction of the instantaneous values of voltages that are within a window ranges determined by two voltage thresholds that are approximately symmetrical to zero, prevented.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich der Schaltungsanordnung dadurch, daß diese einen mit dem empfangenen Datensignal beaufschlagten deich richter, eine mit dessen Ausgangsspannung gespeiste Abtast- und Speicherschaltung, deren Abtastzeitpunkte vom gewonnenen Bittakt über eine Verzögerungseinrichtung bestimmt werden, einen mit einem Ausgang der Speicherschaltung verbundenen Hochpaß, an dem die Schwankung der Beträge der Momentanwerte "auftritt, einen mit dem Ausgang der Speicherschaltung verbundenen Tiefpaß, an dem der Mitteiwen der Beträge der Monicntanwerie auftritt, und eine Vorrichtung zur Anzeige des Verhältnisses der Schwankung der Beträge zum Betragsmittelwert enthält.The invention solves the problem posed with regard to the circuit arrangement in that this has one the received data signal acted upon by deich richter, one fed with its output voltage Sampling and storage circuit, the sampling times of which are taken from the obtained bit clock via a delay device be determined, a high-pass filter connected to an output of the memory circuit at which the fluctuation in the amounts of the instantaneous values "occurs, one with the output of the memory circuit connected low pass, where the middle of the Amounts of monicntanwerie occurs and a device to display the ratio of the fluctuation of the amounts to the average value.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung zur Anzeige des Verhältnisses einen ein Alizeigeinstrument speisenden Gleichrichter, der am Ausgang des Hochpasses liegt, und eine den am Ausgang des Tiefpass»» miflrcicndcn Beiragsmit'ölwert konfiiaffKjinItcnde, die Eingangsspnnnung der AbtnM· schaltung beeinflussende Regelvorrichtung besitzt. Dabei kann die Regelvorrichtung so ausgebildet sein, * dal? sie einen vor der Abtastschaltung eingefügten Regclvcrstttrkur und einen dessen Verstärkungsfaktor steuernden, als Spannungsverglcichcr wirkenden Operationsverstärker umfaßt, dessen einer Eingang am Ausgang des Tiefpasses und dessen anderer Eingang an IP uiner Rcferenzspannungsquelle liegt.A further development of the invention provides that the device for displaying the ratio a Alizeigeinstrument feeding rectifier, which is at the output of the high pass, and one of the Output of the low-pass »» miflrcicndcn Beiragsmit'ölwert ConfiiaffKjinItcnde, the input voltage of the Dept. circuit influencing control device has. The control device can be designed in such a way that * dal? they inserted one before the scanning circuit Regclvcrstttrkur and its gain factor controlling operational amplifier acting as a voltage comparator includes, one input at the output of the low-pass filter and the other input at IP is a reference voltage source.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor,Another development of the invention provides

daß das empfangene Datensignal zunächst einem mitthat the received data signal is initially one with

dem Abtastschalter der Ablast- und Speicherschaltung etwa synchron laufenden weiteren Abtastsehaller zugeführt ist.the sampling switch of the load and storage circuit approximately synchronously running further scanning hall is supplied.

Schließlich sieht eine dritte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Verzögerungseinrichtung eine einstellbare Verzögerungszeit besitzt.Finally, a third embodiment of the invention provides that the delay device is a adjustable delay time.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und zwei Ausführungsbeispiclc erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind in der Zeichnung schema tisch dargestellt. Hierbei zeigtThe method according to the invention and two Exemplary embodiments of circuit arrangements according to the invention for performing the method are shown in FIG the drawing is shown schematically. Here shows

Fig. I ein verzerrtes Datensignal wie es bei der Datenübertragung entstehen kann,
F ί g. 2 eine Darstellung eines sogenannten Augenmuslcrs, Fig. I a distorted data signal as it can arise during data transmission,
F ί g. 2 shows a representation of a so-called eye musculator,

F i g. 3a eine Schaltungsanordnung zur Messung der Übertragungsgüte einer Datenübertragungsstrecke.F i g. 3a shows a circuit arrangement for measuring the transmission quality of a data transmission link.

F i g. 3b die zu den in F i g. 3a angegebenen Meßpunkten 15,16,17gehörendenSpannungsverläufe,F i g. 3b to the in F i g. 3a specified measuring points 15,16,17 associated voltage curves,

Fig.4a eine Meßanordnung zur Bestimmung der Übertragungsgüte einer im Betrieb befindlichen Über tragungssti-ecke undFig.4a a measuring arrangement for determining the Transmission quality of a transmission link in operation and

F i g. 4b eine Meßanordnung, bei der der Prüfling sendeseitig mit einem Meßsignalgenerator und enipfangsscitig mit einem entsprechenden Meßgerät verbunden ist.F i g. 4b shows a measuring arrangement in which the test item has a measuring signal generator on the transmission side and is received on the receiving end is connected to an appropriate measuring device.

Wird ein wie in F i g. i dargestelltes verzerrtesIf a as in F i g. i displayed distorted

Datensignal auf die ^-Ablenkung eines OszillographenData signal on the ^ deflection of an oscilloscope

gegeben, dessen Zeitablenkung mit dem zugehörigen Bittakt synchronisiert ist, so erhält man auf dem Bildschirm ein sogenanntes Augenmuster, wie es F i g. 2given whose time deflection is synchronized with the associated bit clock, one obtains on the Screen a so-called eye pattern, as shown in FIG. 2

zeigt. Das Verhältnis _ü ist dabei ein Maß für dieindicates. The ratio _ü is a measure of the

Verzerrung des Datensignals und somit auch ein MaßDistortion of the data signal and thus also a measure

für die Übertragungsgüte einer zur Datenübertragungfor the transmission quality of a data transmission

benutzten Übertragu..gsstrecke(z. B. Fernsprechkanal).used transmission path (e.g. telephone channel).

Dieses Verhältnis der Schwankung der Beträge {Ah) This ratio of the fluctuation of the amounts {Ah)

zum Betrags-Mitielwert (ho) kann mittels der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung gemessen werden. Ein auf einer Übertragungsstrecke 1 übertragenes moduliertes Meßsignal wird in einem Demodulator 2 demoduliert, an dessen Ausgang ein Datensignal 3 wie in Fig. 1 dargestellt auftritt, welches einerseits einem to the amount average value (ho) can be determined by means of the in F i g. 3 shown circuit arrangement can be measured. A modulated measurement signal transmitted on a transmission path 1 is demodulated in a demodulator 2, at the output of which a data signal 3 appears as shown in FIG

zum Übertragungssystem gehörenden Regenerator 4 und andererseits der zur Bestimmung der Übertragungsgüte vorgesehenen Schaltungsanordnung zugeführt wird.
Zu diesem Zv/eck wird aus dem ankommendenthe regenerator 4 belonging to the transmission system and, on the other hand, the circuit arrangement provided for determining the transmission quality.
The incoming

no Datensignal im Taktregeneratcr 5 der Bittakt gewonnen, der über eine Verzögerungsschaltung 6 m.i einstellbarer Verzögerung ein Monoflop 7 triggert, "vodurch der Zeitpunkt und die Dauer der Abtastung aes Dater.signals mittels des Schalters 8 bestimmt sind.no data signal in the clock regenerator 5 the bit clock obtained, which triggers a monoflop 7 via a delay circuit 6 with an adjustable delay, "by means of the switch 8 the point in time and the duration of the sampling of a data signal are determined.

Die nach dem Schalter 8 auftretenden Abtastimpulse werden über einen regelbaren Verstärker 9 und einen Gleichrichter IO einer Abtast- und Halteschaltung 11 zugeführt, die aus Verstärkern 12 und 13, demThe sampling pulses occurring after the switch 8 are via a controllable amplifier 9 and a Rectifier IO of a sample and hold circuit 11 fed, which consists of amplifiers 12 and 13, the

2:33292: 3329

Kondensator., 14 und einem ,vom Monoflop 15 gesteuerten Abtastschalter-16. besieht DieäSpannungsyerläufe an,den Meßpunkten 17,18,19 sind in Fig.3b dargestellt Der .Wechseistromanteil AAh),.der am Meßpunkt 19 anliegenden Trepp^nspanriung wird über den. Koppelko.ndensatpr 20 und^den Gleichrichter 21 einer Anzeigeeinrichtung 22,zugeführt MiUeIs eines ÄjCXJliedes, bestehend aus Widerstand 23 und Kondensator 24, wird der Mittelwert (T)₀) dieser Treppenspannung gebildet Der Vergleich deSjMittelwertesjmit einer Referenzspannung Urci'm einem Differenzverstärker 25 liefert -eine Regelgröße, die den Verstärker 9 so '•beeinflußte daß der Mittelwert A₀ konstant bleibt Die Anzeige des Wechselstromanteils Δη isl somit auf Ao normiert '5Capacitor., 14 and a sampling switch 16 controlled by the monoflop 15. shall look at DieäSpannungsyerläufe, the measuring points 17,18,19 are shown in Figure 3b The .Wechseistromanteil AAh), .the present at the measuring point 19 Trepp ^ nspanriung is about. Koppelko.ndensatpr 20 and ^ the rectifier 21 of a display device 22, fed by means of an AjCXJliedes, consisting of resistor 23 and capacitor 24, the mean value (T) ₀ ) of this staircase voltage is formed. The comparison of the mean value with a reference voltage Urci'm a differential amplifier 25 provides - a controlled variable, the 9 so '• influenced that the mean a ₀ remains constant the display of the AC component thus Δη isl on Ao normalized' the amplifier 5

In Fig.4a speist eine »natürliche« Datenquelle 26 (z, B. Fernschreiber);-über einen, !Modulator ,27 ,einen Datenkanai der ÖbertraguEigsstrecke^jandefen.Ende sich ein/Dem,oduJaton29,rnit nachgeschaliei.em ,Regenetator 30 befindet. Zur Bestimmung der Überjragungsgür te wird an der Schnittstelle vor demiReg*.iieratbr 39 ein <-. Meßgerät 31 angeschlossen, das der in Fig.3a $ In Fig. 4a, a "natural" data source 26 (e.g. teletype) feeds; - via a,! Modulator, 27, a data channel of the transmission route ^ jandefen is located. To determine the transmission belt, a <-. Measuring device 31 connected, which is shown in Fig.3a $

dargestellten Schaltungsanordnung entspricht. ^: _; jcorresponds to the circuit arrangement shown. ^: _; j

In Fig.4b speist ein Mcßsignalgcnerator 32,·bestehend aus einem Pseudozufailsgcncrator 33 und einem Modulator 34, eine Übertragungsstrecke 35. Empfangsseitig wird ein Meßgerät 36. bestehend aus dftei£..d£ni Modulator 34 entsprechenden Demodulator 37 mit I nachgeschalteter Meßschaltung 38. die der in F i g. 3a * dargestellten Schaltungsanordnung entspricht verwendet. . . i rIn Figure 4b a Mcßsignalgcnerator 32, · feeding consisting of a Pseudozufailsgcncrator 33 and a modulator 34, a transmission path 35. At the receiving end is a measuring device 36 consisting of dftei ..d £ £ ni modulator 34 corresponding demodulator 37 with a downstream measuring circuit I 38th that of the in F i g. 3a * shown circuit arrangement corresponds to used. . . ir

Die Modulationsart des Modulators 34 wird dabei so gewählt, daß Einflüsse «des bei trägerfrequcnier Übertragung möglichen Freflucn/.versatzes durch entsprechende empfangsseitige Demodulation eliminiert werden *9 können.ö^Z;(B. Amplituden-Modulation .s.und ,, Aimplitudcn-Dcimxlulation). ·■■>\<v>■■■■ ■.%-. * %-'<: ·.· . ^, The type of modulation of the modulator 34 is so selected that influences / .versatzes be eliminated by corresponding demodulation reception-side "of possible transmission at trägerfrequcnier Freflucn * 9 können.ö ^ Z; (B amplitude modulation .s.und ,, Aimplitudcn-. Simulation). · ■■> \ <v> ■■■■ ■.% -. *% - '<: ·. · . ^,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen * 15} il„ For this purpose 2 sheets of drawings * 15} il "

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Claims

Patent claims:

1. Procedure / ur assessment of the transit time and pumping compensation or the transmission quality of the data transmission line which is in operation or to which a measurement signal is applied: ■ ^ 'I i' ^ ic, the output voltage of which is the bit clock "'feMf (twonnen is characterized by ''"ÄflSaß at times determined by the bit clock

5f | periodic instantaneous values of the output voltage

ί% fewonnen, from this the mean value and the

".! Fluctuation of the amounts formed and the ratio

_r ;,. ^ nis the fluctuation of the amounts in relation to the average amount

^% is displayed.

, 2, method according to claim 1, characterized in that the mean value by regulation ir- ^; i | or tler output voltage, the findings kept constant _i {instantaneous values and the Swan ^v% _|? kung the amounts will be displayed

w $? $ ³ · Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous values of the output omissions, which have excellent polarity, are suppressed.

,. «SL 4_ method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the instantaneous values of the output voltage, which have excellent polarity, are reversed in polarity.

5. The method according to claim 3 or 4 for evaluating ÄZ signals. characterized, that only such instantaneous values for the formation of the mean value and the fluctuation the amounts are used, the amount of which exceeds a threshold above the maximum voltage to be expected in the presence of a »zero signal state«.

6. The method according to claim I, characterized in that the instantaneous value acquisition determining point in time within the period of. Bit clock is adjustable.

7. A circuit arrangement for carrying out the method of claim 1, wherein the received data signal WRD supplied to a device for the recovery of the bit clock, characterized in that the circuit arrangement has a mt the received data signal (3) applied rectifier (10), a mi 'whose output voltage fed sampling and storage circuit (11), the sampling times of which are determined by the obtained bit clock via a delay device (6), a high-pass filter (capacitor 20) connected to an output of the storage circuit (U), at which the fluctuation of the amounts of the instantaneous values occurs The low-pass filter (RC-GUed 23, 24) connected to the output of the memory circuit at which the mean value of the amounts of the instantaneous values occurs and contains a device for displaying the ratio of the fluctuation of the amounts to the mean value

8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the device for display the ratio of a display unit (22) feeding rectifier (21) which is at the output of the High-pass filter (20) and a mean value occurring at the output of the low-pass filter (23, 24) regulating device that keeps constant and influences the input voltage of the sampling circuit (11) owns

9 school north according to claim 8, characterized in that. -tΊ .., _ '. ! -. π ?, that the control device comprises a regulating amplifier (9) inserted in front of the sampling circuit (ti) and an operational amplifier (25) which controls its gain factor and acts as a voltage comparator, one input of which is at the output of the low-pass filter (W, 24 ) and the other input of which is connected to a reference voltage source (Um) -.τι

10 circuit arrangement according to claim 7 or following, characterized in that the emp. captured data signal (3) initially one with the Sampling switch i! <>) Of the sampling and storage circuit (II) approximately synchronously running further sampling switch (8) is supplied.

11. Circuit arrangement according to claim 7 or following, characterized in that the delay device / (6) Has an adjustable delay time. ΙΑ-

12. Circuit arrangement according to one of the claims 7 to 11, characterized in that the send side a measuring signal generator containing a test signal generator (33) and a modulator (34) is provided (Fig.4b).

13. Circuit arrangement according to one of the claims 7 to 12, for connection to a system interface located in front of the system's own regenerator. characterized in that a demodulator (29) is connected upstream on the receiving side (Fig. 4b).