DE2529940B2 - Leitungskonzentrator - Google Patents
LeitungskonzentratorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Leitungskonzentrator der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bezeichneten
Art.
Leitungskonzentratoren dieser Art werden eingesetzt zwischen einerseits einer Sammelleitung und andererseits
einer Vielzahl von synchronen und/oder asynchronen Datenstationen zur Umschaltung von
Daten, die über diese Sammelleitung im Zeitmultiplex-Verfahren gesendet bzw. empfangen werden.
Leitungskonzentratoren dienen dabei auch als Leitungsverteiler (vgl. z. B. US-PS 3862370 v. 21. 1.
1975, inhaltlich entsprechend der japanischen Offenlegungsschrift 48-44027 v. 25. 6. 1973). Eine solche
Sammelleitung kann dabei z. B. sowohl innerhalb bestimmter Ämter bzw. Benutzerstationen als auch zwischen
verschiedenen Ämtern bzw. Benutzerstationen eingesetzt sein.
Will man an eine Zeitmultiplex-Umschalteinrichtung Daten- und/oder Sprachsignale abgeben, so ist
es notwendig, Multiplexeinrichtungen einzusetzen, die die Vielzahl der von Benutzerstationen gesendeten
Signale abtastet und in eine Zeitmultiplex-Signalfolge umsetzt. Bei der Verteilung einer solchen Zeitmultiplex-Signalfolge
von einem Umschaltnetz an die Benutzerstationen ist es nun notwendig, für den umgekehrten
Vorgang eine Demultiplexer einzusetzen. Für asynchrone und synchrone Datensignale gilt daher,
daß die abgetasteten Impulse vor der Übergabe auf die Sammelleitung einer Bitbearbeitung unterworfen
werden müssen. Andererseits ist der Einsatz einer Pulscodemodulation bei der Umschaltung sehr erwünscht,
da sie in der Lage sind, PCM-Telefonsignale zu verarbeiten; dies sind Beispiele für die im folgenden
genannten synchronen Datensignale. Es ist also erstrebenswert, bei der Auslegung derartiger Einrichtungen
die zukünftigen integrierten PCM-Übertragungssysteme zu berücksichtigen.
Außerdem wird im Hinblick auf dje CCITT-Empfehlung
X.21 eine gruppenweise Verzahnung (»envelope interleaving«) einer Verzahnung der einzelnen
Bits (»bit interleaving«) vorgezogen.
Eine Gruppenbildung von (6 + 2) Bits, wobei 6 Ziffernbits iuid ferner ein F und S Bit vorgesehen
sind, ist bereits in der CCITT-Empfehlung X.50 v. Mai 1972 standardisiert worden. Auch dies spricht für
die gruppenweise Verzahnung, obwohl die bitweise Verzahnung zu kürzeren Rahmenlängen und einem
einfachereren Signalaufbau führen könnten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leitungskonzentrator der eingangs genannten Art zu
schaffen, der die Umsetzung einer Vielzahl asynchroner und synchroner Datensignale in eint. Zeitmultiplex-SignalfoIge
bzw. umgekehrt bewirken kann, sofern die Datenkanalsignale bzw. die durch die
erwähnte Abtastung entstehenden Datensignale in einer Bitstruktur eines gemeinsamen und nicht verzahnten
Formates, wie z. B. des erwähnten (6 + 2)-Formates vorliegen.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung betrifft ferner mehrere vorteilhafte Weiterbildungen. Auf diese Weise erhalten die zweiten
asynchronen und synchronen Datenkanalsignale Bitstrukturen, in denen die Bits gleichermaßen verwendet
werden; es wird damit bei weiterer Multiplex-Verarbeitung und/oder Umschaltung die Datenkanalsignale
unabhängig von der Art der Datenstationen einzusetzen. Unter anderem ist die Verzahnung
von (6 -t- 2)-Bit-Gruppen hervorragend mit 8-Bit-PCM-codierten
Sprachnachrichten kompatibel. Die dritte Schalteinheit führt also, vereinfacht gesagt, an
der ersten bzw. zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge eine Octaden- oder ähnliche gruppenweise Umsetzung
anstelle der bekannten Bit-für-Bit-Bearbeitung durch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teils eines Zeitmultiplex-PCM-Datenumschaltnetzwerkep,
das soweit verallgemeinert ist, daß es sowohl auf die bitweise Bearbeitung als auch auf die Bearbeitung von Oktaden
o. ä. zutrifft,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines bekannten Leitungskonzentrators, der im Schaltbild nach Fig. 1 einsetzbar
ist,
Fig. 3 Signale an verschiedenen Punkten im Leitungskonzentrator
nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Oktade als Beispiel einer Bitstruktur nach einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,
Fig. 6 Signale an verschiedenen Punkten in Fig. 5,
Fig. 7 (A) und (B) in vergrößerter zeitlicher Beziehung
einige in F ig. 6 bezeichnete Signale für ein asynchrones bzw. ein synchrones Datensignal,
Fig. 8 (A), (B) und (C) Beispiele von Speicherbereichen, die im Leitungskonzentrator nach Fig. 5 bei ,
Bildung einer Oktade f Ur ein asynchrones und ein synchrones Datensignal und fü- die Zerlegung einer Oktade
für beide Datensignale Verwendung finden, und Fig. 9 (A), (B), (C) und (D) Flußdiagramme zur
Beschreibung der Funktionsweise der arithmetischen Einheiten, die im Leitungskonzentrator nach Fig. 5
eingesetzt ist, und zwar sowohl bei Zusammensetzung von Oktaden für asynchrone bzw. synchrone Datensignale
als auch für die Zerlegung von Oktaden in asynchrone und synchrone Datensignale.
Fig. 1 zeigt einen Leitungskonzentr&tor LC für ein
Zeitmultiplex-PCM-Datenumschaltnetzwerk. Der
Leitungskonzentrator LC ist auf der einen Anschlußseite mit synchron und/oder asynchron arbeitenden
Datenendstationen DTl,..., DTn jeweils über eine Anschlußleitung SUB LINE sowie über Abschlußnetzwerke
oder Terminatoren DCEl,..., DCEn verbunden. Auf der anderen Seite ist der Leitungskonzentrator
über eine Multiplex-PCM-Leitung bzw. PCM-Sammelleitung PCM LINE mit dem Zeitmultiplex-Datenumschaltnetzwerk
TSW verbunden. Der Leitungskonzentrator LC weist auf der Anschlußseite
für die Datenendstationen eine Mehrzahl von Abschlußnetzwerken DCESl, ..., DCESn auf, die die
Pegelumsetzung der Datensignale vornehmen, die von den zugeordneten Datenendstationen DT (die Suffixe
1..., η werden, sofern überflüssig, im folgenden
weggelassen) über die Abschlußnetzwerke DCE und die Anschlußleitungen SUB LINE gesendet werden.
Der Leitungskonzentrator LC enthält ferner einen Abtaster SMP, der eine über die PCM-Sammelleitung
PCM LINE an das Zeitmultiplex-Datenumschaltnetzwerk TSW eine Zeitmultiplex-PCM-Datensignalfolge
abgibt.
Der Leitungskonzentrator LC ist nun in der Lage, die Zeitmultiplex-PCM-Datensignalfolge, die von
dem Zeitmultiplex-Datenumschaltnetzwerk TSW an ihn gelangt, auf die Datenendstationen DT zu verteilen.
Es kann ohne Verlust an Allgemeingültigkeit angenommen werden, daß die Datensignale für die synchronen
Datenendstationen die gleiche Bitfrequenz haben. Diese synchronen Datensignale können in bekannter
Weise mit Hilfe der Signalgruppenanzeige (envelope signalling) erfaßt und verteilt werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen einen bekannten Leitungskonzentrator LC. Wie erwähnt, enthält er Abschlußnetzwerke
DCES. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die erste Datenendstation DTl
asynchron und n-te Datenendstation DTn synchron arbeitet. Das erste Abschlußnetzwerk DCES 1 gebe
demnach ein unipolares asynchrones Datensignal 11 und das n-te Abschlußnetzwerk DCESn ein unipolares
synchrones Datensignal 12 ab. Die Datensignale 11 und 12 werden von gegeneinander versetzten oder
zyklisch auftretenden Abtastimpulsfolgen oder Zeittaktimpulsfolgen 13, 14 abgetastet. Dies erfolgt in
Schalteinheiten, die durch die Torschaltungen GAiI,
..., GMn gebildet werden. Die durch die Abtastung gewonnene Bit-Multiplex-Signalfolge bzw. bitweise
verzahnte Signalfolge 15 gelangt an die Synchronisierungsschaltung CSY. Diese gibt eine bipolare Multiplex-PCM-Signalfolge
16 an die PCM-Sammelleitung PCAf LINE ab. Die Bitraten für die Datensignale 11
und 12 können dabei z. B. von 200 bps (Bits pro Sekunde) bzw. 3,2 kbps sein, wie das durch die Relationen
der Bitzahlen 1, 2, 3, ...in Fig. 3 dargestellt ist (die asynchronen Bits sind als nur sehr kurzzeitig auftretend
dargestellt). Außerdem hat Datensignal 12 ein Bit F für das Synchronisierungssignal und ein Bit 5
zur Kennzeichnung des Status »besetzt«, »frei« oder irgendeines anderen Status der zugeordneten Daten-
endstation, so ζ. B. der Datenendstation DTn. Die Abtastimpulsfolgen 13,14 werden von einem Dekoder
DEC aus Signalen abgeleitet, die ihm von einem Kanalzuordnungsspeicher CLM zugeführt werden
und die im Beispiel die gemeinsame Wiederholungsfrequenz von 3,2 kHz haben. Die Abtastung der asynchronen
Datensignale erfolgt also nach dem Mehrpunktabtastsystem (Multi-point-Sampling) und der
synchronen Datensignale nach dem synchronen Abtastsystem (synchronus sampling). Im Beispiel wird
jedes Bit der asynchronen Datensignale mit einer Abtasthäufigkeit von 3,2 X 10V200 = 16/Bit abgetastet.
Der Leitungskonzentrator LC nach Fig. 2 und 3 verteilt auch die bipolare Multiplex-PCM-Signalfolge
17 an die entsprechenden Datenendstationen DT. Er
enthält Schalteinheiten, die aus der Signalfolge 17 die ursprünglich abgetasteten Signale zurückgewinnen.
Die Rücktast-Schalteinheiten (Desampler) werden beim Leitungskonzentrator nach Fig. 2 und 3 durch
die Torschaltungen GDl,..., Gnn gebildet, die mit den Abschlußnetzwerken DCES über Flip-Flops Fl,
...,Fn verbunden sind, die die Schaltungen zur Rückgewinnung
der Datensignale bilden. Die Torschaltungen GD führen an der unipolaren Bit-Multiplex-Signalfolge
18 eine Rücktastung (Desampling) in bezug auf die Abtastimpulsfolgen 13,14 durch. Diese werden
von der Bit-Multiplex-Signalfolge 18 ebenfalls,
und zwar über den Kanalzuordnungsspeicher CLM und eine Steuerschaltung LCC gesteuert. Die Flip-Flops
Fl, ..., Fn gewinnen daraus ein asynchrones Datensignal 19 bzw. ein synchrones Datensignal 20
dadurch zurück, daß sie die Daten, die durch die Impulse an den Ausgängen der Torschal tungen GD dargestellt
werden, nach dem NRZ-Verfahren (NRZ: No Return to Zero: keine Rückkehr auf Null) auswerten.
Die Wiederholungsfrequenz der Zeittaktimpulsfolge 14, von der in der Präambel gesagt ist, daß sie so eingestellt
ist, daß sie an zweiter Stelle auftritt, und die den synchronen Datensignalen 12, 20 zugeordnet ist,
ist dabei vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches (einschl. des Ifachen) der Bitfrequenz derselben, um
das synchrone Abtasten und Rücktasten (Desampling) zu vereinfachen. Die Wiederholfrequenz der
Zeittaktimpulsfolge 13, von der in der Präambel gesagt ist, daß sie so eingestellt ist, daß sie zuerst auftritt,
und die den asynchronen Datensignalen 11, 19 zugeordnet ist, braucht nicht notwendigerweise gleich
oder gleich der Wiederholfrequenz der Zeittaktimpulsfolge 14 zu sein, sondern sollte zu der Zeittaktimpulsfolge
hinsichtlich des zeitlichen Auftretens derart eingestellt sein, daß ein Zeitmultiplex-Betrieb möglich
ist und genügend hoch sein, so daß die in das wiedergewonnene Datensignal 19 unvermeidlicherweise
eingeführte und mit »Γ+ί« bezeichnete Verzerrung
nicht ernsthaft nachteilig wird.
Nach Fig. 4 werden nun beim Ausführungsbeispiel
die asynchronen und synchronen Datensignale nicht nur einer bloßen bitweisen Bearbeitung, wie in den
beiden vorgebenden Abschnitten beschrieben, sondern einer Bearbeitung in Form einer Oktade (octet)
unterworfen. Das bevorzugte Bit-Format für alle asynchronen und synchronen Datensignale, zum Teil
auch als Abschnitt (envelope) angesprochen, ist ein (6 + 2)-Bit-Format mit einem Synchronisienings-B
it F, einen Datenblock DATA mit 6 Bits und einen Status-Bit S. Dabei sei bereits darauf hingewiesen,
daß die Ergebnisse des Abtastvorganges in einzelne Datenblocks DATA aufgeteilt werden, wie das im
einzelnen noch beschrieben werden wird.
Bereits in Fig. 3 bestand jedes der synchronen Datensignale 12 und 20 aus einem Rahmen mit einem
F-Bit, 6 Datenbits 1 bis 6, sowie einem 5-Bit. Es ergab sich also dasselbe (6 + 2)-Bit-Format. Das Synchronisierungs-Bit
Fnach Fig. 4 dient zur Synchronisierung
der Oktade und Verbesserung der Übertragung. Das Status-Bit S nach Fig. 4 kann dem 5-Bit
nach Fig. 3 entsprechen. Die Bedeutung des Synchronisierung- und Status-Bits F bzw. S wird noch im
einzelnen erläutert werden.
Der Leitungskonzentrator nach den Fig. 5 bis 7 (A) und (B), der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist
und der die Verzahnung der durch die (6 + 2)-Bit-Formate gebildeten Gruppen oder Abschnitte (envelopes)
vornimmt, weist - ähnlich wie der bereits anhand von Fig. 2 beschriebene Leitungskonzentrator
- Abschlußnetzwerke DCES, zur Abtastung Torschaltungen GM, eine Synchronisierungsschaltung
CSY, eine Steuerschaltung LCC, zur Rücktastung (Desampling) Torschaltungen GD sowie Flip-Flops
Fl, ...,Fn zur Rückgewinnung der Datensignale auf. Die Signale 11 bis IS sind gleich denen, die anhand
von Fig. 3 erläutert worden sind. Ferner weist das Ausführungsbeispiel Mittel zur Speicherung der Bitstruktur
auf; dazu gehört ein erster Oktaden-Speicher LOMf (das Suffix /steht für »forward« = vorwärts),
dessen Speicherstellen entsprechenden asynchronen und synchronen Datenendstationen DT zugeordnet
sind. Es sind ferner Mittel für arithmetische Operationen vorgesehen; dazu gehören Schalteinheiten zur
Erzeugung von Einlese- und Auslesesignalen, die weiter unten noch beschrieben werden, sowie ferner
eine erst arithmetische Schalteinheit ARITHf, die den die Abtastung vornehmenden Torschaltungen GM
nachgeordnet und mit dem ersten Oktaden-Speicher LOMf sowie mit den Schalteinheiten, die die Einlese-
und Auslesesignale erzeugen, verbunden ist. Sie dient dazu, an der Bit-Multiplex-Signalfolge 15 eine arithmetische
Operation auszuführen, durch die die (6 + 2)-Bit-Strukturen entstehen. Es ist ferner ein
Parallel/Serien-Umsetzer PSC zwischen der arithmetischen Einheit ARITHf und der Synchronisierungs-Schaltung
CSY vorgesehen.
Die Zeittaktimpulsfolgen 13, 14 werden nun dadurch erzeugt, daß am Decoder DECs die Ausgangssignale
eines Zählers dekodiert werden, die dem Zählerstand eines Zählers CTR, der die Taktimpulse CLK
zählt, entsprechen. Der Zähler CTR ist n-ter Ordnung; er wird dann zurückgesetzt, wenn die Zählung
die Zahl n, die gleich der Anzahl der Datenendstationen DT ist, erreicht hat. Für das oben angegebene
numerische Beispiel der Bit-Raten, kann die Wiederholungsfrequenz der Zttittaktimpulsfolgen 13, 14
9,6 kHz sein, wie das in Fig. 7 (A) und (B) gezeigt ist, obwohl für jedes Bit des synchronen Datensignals
12 in Fig. 6 lediglich ein Zeittaktimpuls dargestellt ist und tatsächlich benutzt wird. Jedes Bit des asynchronen
Datensignals 11 wird dann mit 9,6 X 103/ 200 = 48/Bit und jedes Bit des synchronen Datensignals
12 mit 9,6 X 103/(3,2 X 103) = 3/Bit abgetastet.
Wie aus den Fig. 5 bis 7 (A) und (B) und Fig. 8 (A) und (B) zu ersehen, enthält das Bit-Format, mit
dem nacheinander die Datenkanalsignale bzw. die Abtastsignale, die den asynchronen Datenendstationen
DTl,..., zugeordnet sind, in den Speicherplätzen des ersten Oktaden-Speichers LOMf gespeichert
werden, einen Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich
FDBS, einen Datenpuffer-Bereich FDB, ein Kontroll-Bit CTLf, einen Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR und einen Bitzählungs-Bereich BCTR. Das Bit-Format für die synchronen Datenendstationen
DTn, ... enthält einen Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich FDBS, ein Paar Datenpuffer-Bereiche FDBP
und FDBL für die presenten 6 ersten asynchronen Datenkanal-Signale und die zuletzt vorhergehenden
6 derartigen Signale, ein Kontroll-Bit CTLF, einen Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR und einen Bit-Zählungs-Bereich BCTR. Der doppelte Datenpuffer
(FDBP und FDBL) wird verwendet, um die Phase eines Abschnitts in der Signalfolge in der die Oktaden
verzahnt sind, in angepaßtem Zustand zu halten, wie dies bei der unten beschriebenen Alternative der Fall
ist.
Aus Fig. 6 ergibt sich, daß die Bit-Multiplex-Signalfolge 15, d. h. im Sinne der Präambel die erste
Zeitmultiplex-Signalfolge, aus den in der Präambel als erste asynchrone und synchrone Datenkanal-Signalen
bezeichneten Signalen besteht. Die arithmetische Einheit ARITHf speichert nacheinander eine Reihe
dieser Datenkanal-Signale in den Speicherstellen des dargestellten Bit-Formats entsprechend den zugeordneten Datenendstationen DT. Zu diesem Zweck gibt
der Zähler CTR eine Folge von Einlesesignalgruppen synchron mit den Zeittaktimpulsfolgen 13, 14 ab.
Wenn jede der Datenendstationen DT bezeichnet ist, nachdem eine notwendige Anzahl von Datenkanal-Signalen in dem Speicherplatz für die bezeichnete Datenendstation, z. B. DTl, DTn, gespeichert ist, dann
reproduziert die arithmetische Einheit ARITHf gleichzeitig die gespeicherten Datenkanal-Signale aus
dem zuletzt erwähnten Speicherplatz. Der Kanalzuordnungsspeicher CLM erzeugt daher Auslesesignale, um die einzelnen Datenendstationen zu sonst
auf andere Art zu bezeichnen, so daß das Datenumschaltnetzwerk TSW in der richtigen zeitlichen Abstimmung arbeiten kann. Die arithmetische Einheit
ARITHf setzt nun nacheinander für jede der Datenendstationen DT die reproduzierten Datenkanal-Signale in diskrete Gruppen paralleler Bits des Formats
gem. Fig. 4 zusammen. Der Parallel-Serien-Umsetzer PSC setzt nun eine Serie als Oktaden verzahnter
Gruppen für die einzelnen Datenendstationen DT in eine als Oktaden verzahnte Datenkanal-Signalfolge
15' um. Die Synchronisierungsschaltung CSY gibt
daraufhin an die Sammelleitung PCM LINE eine bipolare als Oktaden verzahnte Signalfolge 16' ab, die
in der Präambel als zweite Zeitmultiplex-Signalfolge bezeichnet wurde. Die im Sinne der Präambel, zweiten
asynchronen und synchronen Datenkanal-Signale der Signalfolge 16' haben die Bitstrukturen des gemeinsamen Bit-Formats nach Fig. 4.
Wie aus Fi g. 8 (G) zu sehen, setzt die Synchronisierungsschaltung SCY auch eine zweite bipolare Zeitmultiplex-Signalfolge 17', die auf der Sammelleitung
PCM LINE empfangen wird, unter Bezugnahme auf
die Impulse des Synchronisierungs-Bits F der entsprechenden Oktaden in eine unipolare als Oktaden
verzahnte Signalfolge 18' aus zweiten asynchronen und synchronen Datenkanal-Signalen um und verteilt
dabei die Signalfolgen 17' bzw. 18' an die Datenendstationen DT. Die Mittel zur Speicherung der Bit-Struktur weisen einen zweiten Oktaden-Speicher
LOMb (b steht für »backward« = rückwärts), auf,
dessen Speicherplätze den einzelnen, asynchronen und
synchronen Datenendstationen DT zugeordnet sind.
Der Kanalzuordnungsspeicher CLM erzeugt, gesteuert von der Steuerschaltung LCC, Einlesesignale, die
für die einzelnen Datenendstationen DT kennzeichnend sind. Der Zähler CTR produziert die Auslesesignale. Zusätzlich zu den entsprechenden Schalteinheiten zur Erzeugung der Einlese- und die Auslage-Signale enthalten arithmetischen Einheiten ferner
einen Serien/Parallel-Umsetzer SPC, der die zweiten Datenkanal-Signale jeweils zwischen den Impulsen
eines Synchronisierungs-Bits F und einen Status-Bit in eine Gruppe paralleler Bits umsetzt, sowie ferner
eine zweite arithmetische Einheit ARITHb1 die zwischen dem Serien/Parallel-Umsetzer SPC und den
Rücktast-Schalteinheiten GD. Die arithmetische Einheit ARITHb ist mit einem zweiten Oktaden-Speicher
LOMb und den Schalteinheiten zu Erzeugung der Einlese- und Auslesesignale gekoppelt. Jeder Speicherplatz weist ein Bit-Format auf, das aus einem Datenpuffer-Bereich BDB, einen Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR und einem Bitzählungs-Bereich
BCTR enthält. Die zweite arithmetische Einheit ARITHb speichert die Datenkanal-Signale in den
Speicherplätzen, die durch die einzelnen Einlesesignale bezeichnet werden und reproduziert Bit für Bit
die ersten asynchronen und synchronen Datenkanal-Signale der ersten Zeitmultiplex-Signalfolge 18 aus
den von den Auslesesignalen bzeichneten Speicherplätzen. Die letztere Signalfolge 18 wird dann wieder
einer Rücktastung (Desampling) und Signalrückgewinnung unterworfen, so daß sich die asynchronen
und synchronen Datensignale z. B. 19 bzw. 20 ergeben. Die Zeittaktimpulsfolgen 13, 14 werden dabei
synchron mit den Auslesesignalen erzeugt.
Anhand der Fig. 8 (A) und ferner der Fig. 9 (A) wird im folgenden das Zusammensetzen der aufeinander folgenden Bitstrukturen des Oktaden-Bits-Formates gem. Fig. 4 anhand des Beispieles eines
asynchronen Datensignals 11 beschrieben. Veranlaßt durch die Einlesesignale, die der Zähler CTR für die
erste Datenendstation DTL synchron mit der Zeittaktimpulsfolge 13, die in Fig. 6 mit kurzen Schrägstrichen gekennzeichnet ist erzeugt, liest die erste
arithmetische Einheit ARITHf bei 31 (Fig. 9 (A)) nacheinander in den Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich FDBS für die erste Datenendstation DTl die
binären Datensignale 11 ein, die für die erste Zeitmultiplex-Signalfolge 15 von der Abtast-Torschaltung
GAfI bei Auftreten der Impulse der Zeittaktimpulsfolge 13 abgegeben worden sind. Während jedes Datenkanal-Signal in den Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich FDBS eingelesen wird, addiert die arithmetische Einheit ARITHf bei 32 zum Zählerstand im
Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR eins hinzu und überprüft den Zählerstand bei 33. Während der Zyklus des Einlesens der Addition und der Überprüfung
bei 34 wiederholt wird, leitet die arithmetische Einheit ARITHf 'bei 35 einen binären Impuls ab. Dies erfolgt
durch einen Mehrheitsentscheid für die ersten drei Bits im Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich FDBS.
Die Ableitung eines binären Signals erfolgt jedesmal dann, wenn der Zählerstand, der durch die beiden
Bits, die den beiden am wenigsten Signifikaten Ziffern im Abtastzählungs-Bereich SCTR zugeordnet sind,
den Wert 4 erreicht haben. Dies ist bei 33 durch die Anzeiger Am verdeutlicht und in Fig. 7 (A) zwischen
den asynchronen Datensignalen bei 15 jedem Bit der bei 15' dargestellten Oktade gezeigt. Die arithmetische Einheit ARITHf liest bei 35 die binären Im-
pulse nacheinander in den Datenpuffer-Bereich FDB ein, prüft bei 36 wieder den Zählerstand in dem Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR und prüft dann wieder bei 37 und 38, ob der gerade produzierte binäre
Impuls sich von dem bereits im Datenpuffer-Bereich FDB gespeicherten binären Impuls unterscheidet.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß, wenn die erste Datenendstation DTl einen Ruf beginnt,
Impulse, die logisch »1« darstellen (und der Z-Polarität auf der zugeordneten Anschlußleitung des Teilnehmers
entsprechen) in den Datenpuffer-Bereich FDB eingelesen werden, und daß bei Beendigung der
Datenübertragung Impulse, die logisch »0« darstellen (und die der Α-Polarität auf der zugeordneten Anschlußleitung
des Teilnehmers entsprechen) in den Datenpuffer-Bereich FDB eingelesen werden. Allgemein
gilt, daß für den Beginn jedes Rufes und die Beendigung jeder Datenübertragung nach dem Prinzip
der Auf treff-Zeitsteuerung (»hit-timing«) verfahren
wird.
Zur weiteren Erläuterung der Verzweigungen in Fig. 9 (A) sei angenommen, die arithmetische Einheit
ARITHf stelle bei 37 fest, daß der Datenpuffer-Bereich FDB eine Folge von logischen »0«, gefolgt von
der gegenwärtig produzierten logischen »1« gespeichert hat. Während die arithmetische Einheit ARITHf
die nacheinander produzierten binären Impulse in den Datenpuffer-Bereich FDB einliest, überprüft sie immer
wieder bei 41, ob die in dem Datenpuffer-Bereich FDB gespeicherten binären Impulse alle jedesmal
dann »1« sind, wenn der Zählerstand, der durch die Bits für die beiden am wenigsten signifikanten Ziffern
im Abtastimpuls-Zählungs-Bereich SCTR gegeben wird, die Zahl 4 erreicht hat. Trifft dies zu, dann addiert
die arithmetische Einheit ARITHf bei 42 zum Zählerstand in Bitzählungs-Bereich BCTR eins dazu
und überprüft bei 43, ob der Zählerstand gleich einer ganzen Zahl α ist, die im Hinblick auf die Auftreff-Zeitsteuerung
für den Beginn eines Rufes ausgewählt bzw. bestimmt worden ist. Trifft dies zu, ändert die
arithmetische Einheit ARITHf bei 44 das Kontroll-Bit CTLF von »0« auf »1«. Stellt die arithmetische
Einheit ARITHf bei 38 fest, daß der Datenpuffer-Bereich FDB eine Folge »1«, gefolgt von einer gegenwärtig
eingelesenen »0« speichert, dann prüft sie bei 46 fortlaufend, ob die in dem Datenpuffer-Bsreich
FDB gespeicherten binären Impulse jedesmal dann alle »0« sind, wenn der Zählerstand, der von den Bits
für die beiden am wenigsten signifikanten Ziffern im
Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR gegeben wird, die Zahl 4 erreicht. Trifft dies zu, addiert die arithmetische
Einheit APITHf bei 47 zum Zählerstand im Bitzählungs-Bereich BCTR eins hinzu und prüft bei
48, ob der Zählerstand gleich einer weiteren ganzen Zahl b ist, die im Hinblick auf die Auftreff-Zeitsteuerung
für die Beendigung der Datenübertragung bestimmt bzw. ausgewählt worden ist. Trifft auch dies
zu, dann ändert die arithmetische Einheit ARTTHf bei 49tlas Kontroll-Bit CTLF von »1« auf »0«. Sonst
läßt sie das Kontroll-Bit CTLF unverändert, wie bei 50 gezeigt. In der Zwischenzeit wiederholt die arithmetische
Einheit ARITHf, wie bei 51 gezeigt, den Zyklus: Einlesen von FDBS, die Addition von SCTR,
die erste Überprüfung von SCTR, den Mehrheitsentscheid und das Einlesen von FDB, und die zweite
Überprüfung von SCTR. Der nächste Schritt erfolgt jeweils dann, wenn der Zählerstand in dem Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR bei dessen zweiter Über
prüfung bei 36 die Zahl 24 erreicht. Die arithmetische
Einheit ARITHf liest nun bei 52 aus dem Kanalzuordnungsspeicher CLM das Auslesesignal für die erste
Datenendstation DTl aus, um für die Übertragung
der zweiten asynchronen Datenkanal-Signale an das Datenumschaltnetzwerk TSW die richtige Zeitsteuerung
zu finden, erzeugt bei 53 unter Bezugnahme auf ein bestimmtes Bitmuster, das der arithmetischen
Einheit ARITHf vorläufig eingegeben ist, ein Synchronisierungs Bit F gem. Fig. 4, liest bei 54 sechs
aufeinanderfolgende binäre Impulse aus, die in dem Datenpuffer-Bereich FDB gespeichert sind; sie sind
in F i g. 6 in der Zeitimpuls-Signalfolge 15 durch kleine Kreise gekennzeichnet. Mit diesem Auslesen wird das
6-Bit-Zeichen jeder Oktade abgegeben, das in der zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge 15' ebenfalls mit
kleinen Kreisen bezeichnet ist, und liest danach bei 55 als das Statusbit S einen Impuls »1« oder »0« aus,
der im Kontroll-Bit CTLF gespeichert ist, so daß derart schließlich jede der diskreten Gruppen oder Bitstrukturen
der Asynchronen Datenkanal-Signale im Format einer Oktade, wie bei 59 gezeigt, zusammengesetzt
wird. Daraus geht auch hervor, daß die derart zusammengesetzten Oktaden 59 nicht notwendigerweise
in bitparalleler Form vorliegen und daß jedes Oktaden-Bit aus mehr als 4 ersten asynchronen Datenkanal-Signalen
zusammengesetzt sein kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 (B) und 9 (B), wird im folgenden ein Beispiel für die Bildung aufeinanderfolgender
Oktaden eines synchronen Datensignals 12 beschrieben. Ausgelöst durch die Einlesesignale,
die für die «-te Datenendstation DTn vom Zähler CTR synchron mit der Zeittaktimpulsfolge 14, die in
Fig. 6 mit doppelten Schrägstrichen bezeichnet ist, erzeugt werden, liest die erste arithmetische Einheit
ARITHf bei 61 in den Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich FDBS für die n-te Datenendstation DTn
nacheinander die binären Datenkanal-Signale 12 ein, die für die erste Zeitmultiplex-Signalfolge 15 von der
Abtast-Torschaltung GMn abgegeben worden sind. Wie schon für die asynchronen Datenkanal-Signale
11 beschrieben, addiert die arithmetische Einheit ARITHf bei 62 zum Zählerstand im Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR eins hinzu, überprüft bei 63 den Zählerstand und erzeugt bei 65 einen binären Impuls
als Ergebnis eines Mehrheitsentscheids für die ersten drei Bits im Datenpuffer-Abtastimpuls-Bereich
FDBS, jedesmal wenn der Zählerstand, der von den Bits für die beiden am wenigsten signifikanten
Ziffern in dem Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR angegeben wird, die Zahl 3 erreicht, wie dies bei 63
durch 3m angezeigt ist. Der Zählerstand 3 wird hier deshalb eingesetzt, weil jedes Oktaden-Bit aus drei
synchronen Datenkanal-Signalen gebildet wird, wie in Fig. 7 (B) zwischen den Signalfolgen 15 und 15'
dargestellt Die arithmetische Einheit ARITHf liest die binären Impulse bei 65 in den presenten Datenpuffer-Bereich
FDBP ein, und prüft bei 66 noch einmal den Zählerstand im Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR. Jedesmal, wenn der Zählerstand, wie bei 66 gezeigt, die Zahl 24 erreicht, liest die arithmetische
Einheit ARITHf bei 67 ein Auslesesignal für die n-te Datenendstation DTn aus dem Kanalzuordnungsspeicher
CLM aus, erzeugt bei 68 das Synchronisierungs-Bit F der Oktade in bezug auf ein vorbestimmtes
Bitmuster, wie es oben bereits im Zusammenhang mit der Bearbeitung der Oktade für Datenkanal-Signale
11 beschrieben worden ist, liest bei 69 die binä-
ren Impulse, die in dem vorliegenden Datenpuffer-Bereich FDBP gespeichert und die in Fig. 6 in der
ersten Zeitmultiplex-Signalfolge 15 mit kleinen Kreuzen gekennzeichnet sind, aus und bildet damit die auch
mit kleinen Kreuzen versehenen Impulse in der Zeitmultiplex-Signalfolge 15' des Datenblockes DATA
jeder Oktade und reproduziert bei 70 das Status-Bit S derOktade in Übereinstimmung mit dem binären Impuls,
der in dem vorliegenden Datenpuffer-Bereich FDBP an der Bit-Position gespeichert ist, die dem
5-Bit in den binären Datenkanal-Signalen 12 entspricht. Dabei kann das Bitformat für den ersten Oktadenspeicher
LOMf für die synchronen Datenendstationen, z. B. DTn gleich demjenigen für die
asynchronen Datenendstationen, z. B. DTl, sein.
Alternativ dazu kann man vorsehen, daß die arithmetische Einheit ARITHf so betrieben wird, wie in
den Verzweigungen des Flußdiagrammes nach Fig. 9 (B) dargestellt ist und bei 71 und 72 prüft, ob der
vorliegende Datenpuffer-Bereich FDBP den Beginn eines Rufes bzw. die Beendigung einer Datenübertragung
speichert, und zwar jedesmal wenn der Zählerstand bei der zweiten Überprüfung von SCTR bei 66
in dem Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR die Zahl 24 erreicht. Zum selben Zeitpunkt transferiert die
arithmetische Einheit ARITHf bei 75 den Inhalt des gegenwärtigen Datenpuffer-Bereichs FDBP in den
letzten Datenpuffer-Bereich FDBL. Während nun aufeinanderfolgend Gruppen von 24 binären Impulsen
aus dem Datenpuffer-Bereich FDBP ausgelesen und ihr Inhalt in den Setzten Datenpuffer-Bereich
FDPL transferiert wird, überprüft die arithmetische Einheit ARITHf bei 76 und 77 immer wieder die
Identität des zuvor an den letzten Datenpuffer-Bereich FDBL übertragenen Inhaltes mit dem gegenwärtigen
eingelesenen Inhalt des gegenwärtigen Datenpuffer-Bereichs FDBP, addiert bei 78 und 79 zum
Zählerstand des Bitzählungs-Bereiches BDTR jedesmal dann eins hinzu, wenn Identität vorliegt, prüft bei
81 und 82 den Zählerstand in dem Bitzählungs-Bereich BCTR und verändert bei 83 und 84 die bis dahin
im Kontroll-Bit CTLF vorhandenen »0«- und »1«- Impulse in »1«- und »Oe-Impulse, wenn, wie bei 83
und 84 angezeigt, die arithmetische Einheit ARITHf feststellt, daß der Zählerstand gleich ganzen Zahlen
c und d ist, die für die Auftreff-Zeitsteuerung für Beginn des Rufes Beendigung der Datenübertragung bestimmt
sind. Sonst läßt die arithmetische Einheit ARITHf das Kontroll-Bit CTLF, wie bei 85 gezeigt,
unverändert. Unter diesen Umständen liest die arithmetische Einheit ARITHf bei 70 das Kontroll-Bit
CTLFaus, so daß das Status-Bit Feiner Oktade
gebildet wird. Auf jeden Fall werden die Oktaden, wie bei 89 gezeigt, nacheinander zusammengesetzt.
Anhand der Fig. 8 (C) wird im folgenden die Zerlegung
einer Oktade 90 (Fig. 9 (C)) beschrieben, die für die erste Datenendstation DTl in der zweiten
Zeitmultiplex-Signalfolge 18' enthalten und in Fig. 6
über den binären Impulsen des Datenblocks DATA durch kleine Kreise bezeichnet sind. Die zweite arithmetische
Einheit ARITHb liest bei 91 ein Einlesesignal aus, das für die erste Datenendstation DTL von
dem Kanalzuordnungsspeicher CLM synchron mit dem Auftreten der Oktade 90 luid von der Steuerschaltung
LCC gesteuert produziert wird, liest bei 92 lediglich 6 binäre Impulse des Datenblocks DATA
in den Datenpuffer-Bereich BDB aus; dabei wird das
Synchronisierungs- und das Status-Bit F bzw. S vernachlässigt. Danach stellt die 2. arithmetische Einheit
ARITHb bei 93 den Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR und den Bitzählungs-Bereich BCTR auf 0 zu-•
rück. Ausgelöst durch die Auslesesignale, die vom Zähler CTR für die erste Datenendstation DTX produziert
werden, liest die arithmetische Einheit ARTHb bei 94 den ersten binären Impuls aus, der
in den Datenpuffer-Bereich BDB gespeichert worden i» ist, addiert bei 95 zum Zählerstand im Abtastimpulszählungs-Bereich
SCTR eins hinzu, prüft den Zählerstand bei 96, während der erste binäre Impuls erneut
ausgelesen wird, verschiebt bei 97 das, was aus BDB ausgelesen wurde, zur nächstfolgenden Bitposition
ι '> und addiert bei 98 zum Zählersland in dem Bitzählungs-Bereich
BCTR eins hinzu, und zwar jedesmal wenn der Zählerstand, wie er von den Bit für die beiden
am wenigsten signifikanten Ziffern des Abtastimpulszählungs-Bereiches SCTR angegeben wird, wie
-'<> bei 96 durch 4w angezeigt, den Wert 4 erreicht, und
überprüft bei 99 den Zählerstand im Bitzählungs-Bereich BCTR den Wert 6, dann ist die Oktade 90 in
erste asynchrone Datenkanal-Signale, die bei 100 gezeigt und in Fig. 6 mit kleinen Kreisen über den binäji
ren Datenkanal-Signalen der ersten Zeitmultiplex-Signalfolge 18 angezeigt sind, zerlegt.
Im folgenden wird schließlich anhand von Fig. 9 (D) die Zerlegung einer Oktade beschrieben, die in
der zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge 18' für die /i-te
in Datenendstation DTn enthalten und in Fig. 6 mit
kleinen Kreuzen gekennzeichnet ist. Sie ist ähnlich der, die anhand von Fig. 8 (C) und 9 (C) beschrieben
worden ist. Die Anzahl der in den Datenpuffer-Bereich BDB eingelesenen binären Impulse ist jedoch,
i. wie bei 92' angezeigt, gleich 8, da die Synchronisierungs- und Status-Bits F bzw. S der Oktade 90 dazu
verwendet werden, die Bits F und S der ersten asynchronen Datensignale bereitzustellen. Die Ein-Bit-Verschiebung
für den Datenpuffer-Bereich BDB in wird, wie bei 96' durch 3tn angezeigt, jedesmal dann
vorgenommen, wenn der Zählerstand, der durch die Bits für die beiden am wenigsten signifikanten Ziffern
im Abtastimpulszählungs-Bereich SCTR gegeben ist, den Wert 3 aufweist. Die Zerlegung der Oktade en-
-n det, wenn die Zählung im Bitzählungs-Bereich BCTR, wie bei 99 gezeigt, den Wert acht erreicht.
Bei numerischer Realisierung der Bitraten und der Anzahl von ersten asynchronen Datenkanal-Signalen
für jedes Oktaden-Bit sollte die gemeinsame Wieder- -,(I holfrequenz für die Zeittaktimpulsfolgen 13,14 gleich
einem ganzzahligen Vielfachen der Bitrate der asynchronen Datenkanal-Signale, multipliziert mit der
oben angegebenen Zahl, nämlich 1,2 kbps, sein. Das kleinste gemeinsame Vielfache von 1,2 kbps und 3,2
-->■> kbps wird daher als gemeinsame Wiederholfrequenz
verwendet. Falls verschiedene Abtastraten für die asynchronen und die synchronen Datensignale verwendet
werden, müssen die Abtastfrequenzen lediglich die bei allen in bezug auf Fig. 3 genannten Bedinho
gungen erfüllen. Es geht daraus auch hervor, daß die Mittel zur Durchführung arithmetischer Operationen
und zur Speicherung der Bitstruktur lediglich eine arithmetische Einheit und einen Bitstrukturspeicher
aufweisen können. Es ist dann für den Durchschnittsb5 fachmann leicht, Leistungskonzentratoren in Abweichung
vom beschriebenen Ausführungsbeispiel z. B. mit einer Verzahnung von (8 + 2)-Bit-Gruppen herzustellen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Leitungskonzentrator (LC) zur Schaltung zwischen einer mit einem Daten-Umschaltnetzwerk
(TSW) in Zeitmultiplex-Betrieb verbundenen Sammelleitung (PCM LINE) und mehreren
asynchronen und synchronen Datenstationen (DTV ..., DTl, ..., DTn), die synchrone bzw.
asynchrone Datensignale (11,12; 19,20) abgeben und empfangen, wobei die Datensignale jeweils
durch eine Folge von Bits (1,2,..., F, S) gebildet werden, und die synchronen Datensignale eine gemeinsame
Bitfrequenz haben, der eine erste Schalteinheit (GMl, GDl) aufweist, in der bei Auftreten erster Taktimpulse (13) zwischen den
asynchronen Datensignalen (11, 19) und ersten asynchronen Datenkanalsignalen (innerhalb 15,
18 mit kleiinen Kreisen bezeichnet) einer ersten Zeitmultiplex-Signalfolge (15, 18) eine Konvertierung
erfolgt, und der ferner eine zweite Schalteinheit (GMn, GDn) aufweist, in der bei Auftreten
zweiter Taktimpulse (14) zwischen den synchronen Datensignalen (12, 20) und ersten synchronen
Datenkanalsignalen (innerhalb 15,18 mit kleinen Kreuzen bezeichnet) der genannten ersten
Zeitmultiplex-Signalfolge (15, 18) eine Konvertierung erfolgt, wobei die Wiederholungsfrequenz
der zweiten Taktimpulse (14) ein ganzzahliges Vielfaches der Bitfrequenz der synchronen Datensignale
ist, und die zweiten Taktimpulse (14) in bestimmter zeitlicher Beziehung zu den ersten
Taktimpulsen (13) auftreten, dadurch gekennzeichnet,
daß eine dritte Schalteinheit, gebildet durch den Datenstationen (DTl, ..., DTn) zugeordnete
Bitstrukturspeicher (LOMf, LOMb) und Schalteinheiten (ARlTHf, ARlTHb) zur
Durchführung arithmetischer Operationen und zur Steuerung der Bitstrukturspeicher. vorgesehen
ist, in der awischen den ersten asynchronen und synchronen Datenkanalsignalen (innerhalb 15,18
mit kleinen Kreisen bzw. Kreuzen bezeichnet) der ersten Zeitmultiplex-Signalfolge (15,18) und den
zweiten asynchronen und synchronen Datenkanalsignalen (innerhalb 15', 18' mit kleinen Kreisen
bzw. kleinem Kreuzen bezeichnet) der zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge (15', 18') eine Konvertierungerfolgt,
wobei die zweite Zeitmultiplex-Signalfolge (115', 18') auf die Sammelleitung (PCM
LINE) abgegeben bzw. von ihr aufgenommen wird, und daß die Bitstruktur (Fig. 4) der zweiten
Zeitmultiplex-Signalfolge (15', 18') gemeinsame unverzahnte Formate von (x + 2) Bits aufweist,
wobei χ eine ganze Zahl ist.
2. Leitungskonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritten Schalteinheit
(LOMf, ARITHf) Mittel (CTR, CLM) zugeordnet sind, die E*nlesesignale und Auslesesignale
erzeugen, wobei die Einlesesignale synchron mit den Taktimpulsen auftreten und die Auslesesignale
die Zeitpositionen definieren, die in der zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge (15') den Datenstationen
(DTl, ..., DTn) zugeordnet sind, und die arithmetische Einheit (ARITHf) bei Auftreten
der Einlesesignale die erste Zeitmultiplex-Signalfolge (15) in den den Datenendstationen
zugeordneten Speicherplätzen speichert und bei Auftreten der Auslesesignale die χ Bits der ersten
asynchronen Datenkanalsignale (innerhalb 15 mit kleinen Kreisen bezeichnet) aas den entsprechenden
Speicherplätzen ausliest und zwei weitere Bits (F und S in 15') zu diesen hinzuaddiert und so
die zweiten asynchronen Datenkanalsignale bildet, und ferner bei Auftreten der Auslesesignale
die ersten synchronen χ + 2 Bits aufweisenden Datenkanal-Signale aus den diesen zugeordneten
Speicherplätzen ausliest und so die zweiten synchronen Datenkanalsignale bilden.
3. Leitungskonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückgewinnung
asynchroner (19) und synchroner (20) Datensignale aus einer zweiten Zeitmultiplexsignalfolge
(18') die dritte Schalteinheit (LOMf, ARlTHf) Mittel (CLM, CT/?-) aufweist, die Einlese- bzw.
Auslesesignale erzeugen, wobei die Auslesesignale die Zeitpositionen bezeichnen, die in der
zweiten Zeitmultiplex-Signalfolge (18') den Datenendstationen (DTl, ...,DTn) zugeordnet sind,
und die Einlesesignale synchron mit den von einer weiteren Schalteinheit (DEC) abgegebenen ersten
und zweiten Taktimpulsfolgen erzeugt werden, und die arithmetische Schalteinheit
(ARITHb) bei Auftreten der Einlesesignale die zweite Zeitmulliplex-Signalfo'.ge (18') in den den
asynchronen (innerhalb 18' mit kleinen Kreisen bezeichnet) bzw. synchronen (innerhalb 18' mit
kleinen Kreuzen bezeichnet) Datenkanalsignalen zugeordneten Speicherplätzen speichert und bei
Auftreten der Auslesesignale die gespeicherten Signale als asynchrone und synchrone Datenkanalsignale
an die Datenendstationen ausliest.
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