DE2622660C3 - Anordnung zur Übertragung binärer Signalströme - Google Patents
Anordnung zur Übertragung binärer SignalströmeInfo
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Description
mit γ -
2"*""" geniigen
"|k-y+2h "(k-y+JI.
3. Anordnung zur Übertragung von sich aus vier (n = 2) binären Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Bitelemente ^index) der vier Folgen A I, A 2, A 3 und A 4
an den vier Ausgängen der Quasizufallsgeneratoren (QZGS, QZGE) der gegenseitigen zeitlichen Zuordnung
Ai: .. | ■ "k· | "(k+lh | "(k+2h ■ · ■ |
/13:.. | "(*-Jy + lh | "lk-Jy+2h | "Ik-Jy+Jh |
A4: .. | . 11(λ ~1y +1 1 | * "(A -2y +2h | "(k-2y+J> |
Al: .. | LIl J — y -f J ) | i'|k-y+2h | i((k-y UI |
mit γ = 2
gelingen.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Synchronisiersignal für den sende- (QZGS) und den
empfangsseitigen Quasizufallsgenerator (QZGE) eine im zu übertragenden Signalfluß sowieso
vorhandene regelmäßige Zeichenfolge ausgenutzt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Übertragung von sich aus 2" (für n= + l oder +2)
binären Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen unter Anwendung eines sendeseitigen
Verwürflers (scrambler) und eines durch eine zur Empfangsseite hin mit einer übertragenen Kennung
synchronisierten empfangsseitigen Entwürflers descrambler), bei der der Verwürfler und der Entwürfler
aus Modulo-2-Addierern und diese steuernden /V Schieberegistereinheiten (für N eine ganze positive
Zahl) enthaltenden gleichen Quasizufallsgeneratoren bestehen und der Entwürfler zusätzlich einen Synchro-
ο nisierzusatz für seinen Quasizufallsgenerator aufweist.
Anordnungen dieser Art sind beispielsweise durch die -Literaturstelle »Nachrichtentechnische Zeitschrift«, 27.
Jahrg., 1974, Heft 12, Seiten 475 bis 479, bekannt Die
Übertragung der binären Signalströme in verwürfelter
Form hat hierbei den Zweck, dem Signalbitstrom
unabhängig von seinem Signalinhalt einen möglichst quasizufallsförmigen Charakter zu verleihen, um auf
diese Weise eine möglichst gleichmäßige Leistungsdichte des Spektrums über der Frequenz zu erzielen und
eine zuverlässige Taktwiedergewinnung aus dem übertragenen Signal zu ermöglichen. In der erwähnten
Literaturstelle ist auch das Verfahren zur Synchronisation des empfangsseitigen Entwürflers mit dem
sendesoitigen Verwürfler beschrieben.
Bei binären Nachrichtenübertragungssystemen, die im Zeitmultiplex arbeiten, fallen sendeseitig in der Regel
zwei und mehr zueinander parallele binäre Signalströme an. Diese Signalströme können in einem Multiplexer
zu einem gemeinsamen Signalbitstrom entsprechend
höherer Bitfolgefrequenz vereinigt und nach Modulo-2-Addition mit der Quasizufallsfolge eines Quasizufallsgenerators in dieser Form zur Empfangsseite hin
übertragen werden. Da oftmals der hierfür erforderliche Bandbreitebedarf auf der Übertragungsstrecke nicht
j5 zur Verfügung steht, können die sendeseitig anfallenden,
zueinander parallelen synchronen Signalbitströme auch zum Aufbau eines digitalen Mehrstufensignals verwendet werden, dessen Frequenzbandbedarf dann auf den
Frequenzbandbedarf eines der zueinander parallelen
synchronen Signalbitströme reduziert ist
In diesem Falle läßt sich die Verwürfelung der zueinander parallelen synchronen Signalbitströme im
Hinblick auf ein optimales Übertragungsergebnis im angedeuteten Sinne nicht einfach dadurch herbeiführen,
daß im Signalweg der Signalbitströme jeweils ein Modulo-2-Addierer vorgesehen ist, an dessen zweiten
Eingang jeweils die Quasizufallsfolge eines sämtlichen Modulo-2-Addierern gemeinsamen Quasizufallsgenerators zugeführt wird. Im allgemeinen ist es hier vielmehr
to erforderlich, die sendeseitig anfallenden, zueinander
parallelen synchronen Signalbitströme zunächst in einem Multiplexer zu einem Summensignalbitstrom mit
entsprechend höherer Bitfolgefrequenz zusammenzufassen und diesen so gewonnenen Summensignalbit-
V-, strom mittels emer Quasizufallsfolge Modulo-2 zu
addieren. Erst daran anschließend kann dann der Summensignalbitstrom mittels eines geeigneten Codewandlers in das für die Übertragung gewünschte digitale
Mehrstufensignal umgewandelt werden. Der technische
M) Aufwand einer solchen Anordnung wird auch noch
dadurch erheblich vergrößert, daß der Quasizufallsgenerator ebenfalls für die hohe Bitfolgefrequenz des
Summensignalbitstromes ausgelegt sein muß. Bei Folgefrequenzen in der Größenordnung von 500 Mbit/s,
hl wie sie bei geplanten digitalen Breitbandsystemen
• erreicht werden, lassen sich Quasizufallsgeneratoren beim derzeitigen Stand der Technik nur unter
außerordentlich großen Schwierigkeiten verwirklichen.
IO
15
20
25
An sich bestfinde zwar die Möglichkeit, die zueinander parallelen synchronen Signalbiiströme bei entsprechend niedrigerer Bitfolgefrequenz jeweils für sich mit
in geeigneter Weise unterschiedlich bemessenen Quasizufallsfolgen zu verwürfein. Dies würde jedoch bedeuten, daß sowohl sende- als auch empfepgsseitig für jeden
der zueinander parallelen synchronen Signalbitströme ein eigener Quasizufallsgenerator bereitgestellt werden
müßte, was ebenfalls einen erheblichen technischen Aufwand bedeutet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine
Anordnung der einleitend beschriebenen Art eine Lösung für die sendeseitige Verwürfelung und die
empfangsseitige Entwürfelung von zu übertragenden binären Signalströmen anzugeben, bei der sende- wie
auch empfangsseitig lediglich ein Quasizufallsgenerator erforderlich ist, der sich mit einem relativ geringen
technischen Aufwand verwirklichen läßt
Ausgehend von einer Anordnung zur Übertragung von sich aus 2" (für ο eine ganze positive Zahl) binären
Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen unter Anwendung eines sendeseitigen Verwürfler^ (scrambler) und eines durch eine zur Empfangsseite hin mit einer übertragenen Kennung synchronisierten empfangsseitigen Entwürflers (descrambler), bei
der der Verwürfler und der Entwürfler aus Modulo-2-Addierern und diese steuernde N Schieberegistereinheiten (für N eine ganze positive Zahl) enthaltenden
gleichen Quasizufallsgeneratoren bestehen und bei der im Signalweg jedes der 2" binären Signalströme auf der
Sende- und der Empfangsseite ein Modulo-2-Addterer zugeordnet ist der von einem der 2" Ausgänge des
sendeseitigen bzw. empfangsseitigen Quasizufallsgenerators angesteuert ist, wird diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß die 2" gleichen Folgen an
den 2" Ausgängen der Quasizufallsgeneratoren unter sich eine solche gegenseitige Phasenverschiebung
haben, daß ihre bitweise Ineinanderverschachtelung in vorgegebener Reihenfolge zu einer Quasizufallsfolge
mit gleichem Bildungsgesetz, jedoch η-fach höherer
Folgefrequenz führen würde.
Durch die Literaturstelle »Siemens-Forschungs- und
-Entwicklungsberichte«, Bd. 3,1974, Nr. 4, Seiten 218 bis
223, ist es bereits bekannt, daß die zeitliche Verschachtelung gleicher Quasizufallsfolgen einer vorgegebenen
maximalen Wortlänge in einer vorgegebenen gegenseitigen Reihenfolge und in einer in der Reihenfolge
vorgegebenen gegenseitigen Phasenverschiebung wiederum zu einer Quasizufallsfolge mit gleicher Wortlänge, jewoch entsprechend höherer Bitfolgefrequenz,
führt. Durch die erfindungsgemäße Anwendung dieser Erkenntnis bei einer Anordnung zur Übertragung von
sich aus 2" binären Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen in der angegebenen Weise wird
bei außerordentlich geringem technischen Aufwand für den sendeseitigen Verwürfler und den empfangsseitigen
Entwürfler erreicht, daß die Wortlänge der ursprünglichen Quasizufallsfolge für das digitale Mehrstufensignal
auf der Übertragungsstrecke gewährleistet ist, d. h. die gewünschte quasizufallsmäßige Verteilung in dem durch <,o
den Quasizufallsgenerator gegebenen Rahmen voll zur Auswirkung kommt
Durch die DE-OS 23 41 627 ist bereits eine sendeseitige Verwürfelung und eine empfangsseitige Entwürfelung von drei zueinander parallelen Signalbitströmen t>->
bekannt, bei der im Signalweg jedes der zueinander parallelen Signalbitströme ein Modulo-2-Addierer angeordnet ist, deren Eingänge die zueinander zeitver-
35
schobenen Quasizufallsfolgen eines ihnen gemeinsamen Quasizufallsgenerators zugeführt sind. Die gegenseitige
Zeitverschiebung dieser untereinander gleichen Quasizufallsfolgen ist hier jedoch derart gewählt, daß das
binäre Summensignal der anschließend in einem Parallelserienwandler zusammengefaßten verwürfelten
binären Signalströme nicht die hohe Wortlänge der ursprünglichen Quasizufallsfolge aufweist Diesem
Sachverhalt trägt die bekannte Anordnung offensichtlich dadurch Rechnung, daß die Wortlänge des
Quasizufallsgenerators durch wahlweise Serienschaltung mehrerer über Exklusiv-ODER-Gatter rückgekoppelter Schieberegister veränderbar ist
Durch die DE-OS 25 10278 ist ferner ein binäres
Übertragungssystem mit einem sendeseitigen Verwürfler und einem empfangsseitigen Entwürfler bekannt.
Zwar werden auch hier zwei zueinander parallele binäre Signalströme gleichzeitig mit Hilfe eines einzigen
Quasizufallsgenerators verwürfelt, jedoch sind die beiden hier verwendeten Quasizufallsfolgen nicht
gegeneinander phasenverschoben, sondern es wird eine Folge und ihr Komplement verwendet Die bitweise
Ineinanderschachtelung dieser beiden Folgen ergibt keineswegs eine Quasizufallsfolge, sondern es können
nur Folgenzustände von höchstens zwei binären Einsen oder zwei binären Nullen auftreten, da jede binäre Zahl
ihr Komplement zur Folge hat Das Ergebnis ist eine ungleichmäßige spektrale Leitungsdichte des Gesamtsignals.
Bei einer bevorzugten Anordnung zur Übertragung von sich aus zwei (n = 1) binären Signalströmen
aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen genügen gemäß der genannten Literaturstelle »Siemens Forschungs- und Entwicklungsberichte« die aufeinanderfolgenden Bitelemente a(i„dex) der beiden Folgen der
gegenseitigen zeitlichen Zuordnung
Al:
Al:
.. dk.
"(k-y+21·.
a{k _ ,
mit :· = 2(i
Bei einer weiteren bevorzugten Anordnung zur Übertragung von sich aus vier (n = 2) binären
Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen genügen die aufeinanderfolgenden Bitelemente a(index) der vier Folgen Ai, A2, A3 und Λ4 an den
vier Ausgängen der Quasizufallsgeneratoren der gegenseitigen zeitlichen Zuordnung
50
/11:.. | • "k- | "(* + II< ''(1+2I · ■ · |
/13: .. | «{k-.ly + ll- | a(k-iy + 2l- «lk-.\y 1.11 ■ |
/14: .. | uik-2r + i)' | i'(k-2y+2l' cl(k-2yH] |
/12: .. | "(lc-y+21·. i'n- ν+Λ) |
mit ;■ = 2'*-'1
Sinnvoll ist es ferner, als Synchronisiersignal für den sende- und empfangsseitigen Quasizufallsgenerator
eine im zu übertragenden Signalfluß sowieso vorhandene regelmäßige Zeichenfolge auszunutzen.
An hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden
noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten
F i g. 1 die schematische Darstellung einer Anordnung zur Übertragung von «>rh aus zwei (n = I) binären
Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen nach der Erfindung,
F i g. 2 ein sendesemger Codewandler nach F i g. 1,
F i n 3 ein empfangsseitiger Codewandler nach
Fig ή
F i g. 4 eine die Arbeitsweise der Gatterschaltung des sende- und empfangsseitigen Codewandler nach F i g. 2
und 3 beschreibende Tabelle.
In Fig. 1 ist mit SS die Sendeseite und mit ES die
Empfangsseite der Übertragungsanordnung bezeichnet. Auf der Sendeseite SS fallen zwei zueinander parallele
synchrone Signalbitfolgen sigi und sig2 an, die über
jeweils einen Modul-2-Addierer MX und M 2 den
Anschlüssen χ und y des sendeseitigen Codewandlers ClVS zugeführt werden. An den zweiten Eingängen der
Modulo-2-Addierer Mi und M 2 sind die beiden
Ausgänge des sendeseitigen Quasizufallsgenerators QZCS angeschaltet, deren Quasizufallsfolgen mit A 1
und A 2 bezeichnet sind. Die aufeinanderfolgenden Bitelemente a(i„dex) der beiden Folgen A 1 und A 2
genügen der gegenseitigen zeitlichen Zuordnung
Ai:
Al:
«l.
t-7'+ii
mit ■■ = 2"
Die in dieser Weise verwürfelten binären Signalfolgen sigi und sig2 werden anschließend im sendeseitigen
Codewandler CWS zu einem insgesamt vier Stufen
aufweisenden digitalen Mehrstufcnsignal umgeformt und in dieser Form über die Strecke übertragen. Auf der
Empfangsseite £S wird das mehrstufige digitale Signal im empfangsseitigen Codewandler CWE wiederum in
zwei binäre Signalströme umgewandelt, die an dessen Ausgangsanschlüssen χ und y anstehen und nach
Durchgang durch die Modulo-2-Addierer MX und M2
als binäre Signalströme sigi und sig2 in ihrer
ursprünglichen sendeseitigen Form wieder zur Verfügung stehen. Die Entwürfelung mittels der Modulo-2-Addierer
MX und M2 erfolgt im Zusammenhang mit
einem zum sendeseitigen Quasizufallsgenerator QZGS gleichen empfangsseitigen Quasizufallsgenerator
QZGE Die erforderliche Synchronisation des sende- und empfangsseitigen Quasizufallsgenerators erfolgt
über Synchronisiersignalgeber SG. Diese erhalten die erforderliche Information zum Synchronisieren der
Quasizufallsgeneratoren QZGE und QZGS von den
Codewandlern. Das Synchronisieren kann z. B. durch Rücksetzen beider Quasizufallsgeneratoren in einen
definierten gleichen Zustand erfolgen.
Die Synchronisierinformation kann sendeseitig in regelmäßigen Abständen in Form eines Synchronwortes
in den binären Signalstrom eines oder beider binärer Signalströme sig 1 und sig2 in regelmäßigen Abständen
eingeblendet werden. Dieses Synchronwort wird nicht verwürfelt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei
auftretenden Obertragungsfehlem die Synchronisation in regelmäßigen Abständen kontrolliert und gegebenenfalls
wiederhergestellt werden kann. Als Synchronwort kann eine im PCM-Sigrial sowieso schon vorhandene
regelmäßig wiederkehrende Information dienen, z. B. ein Rahmenkennungswort oder Stopfbits.
Der sendeseitige Codewandler CWS kann beispielsweise
nach F i g. 2 aufgebaut sein. Die Schaltung nacl F i g. 2 weist zwei Stromquellen Q X und Q 2 mit paralle
geschalteten Innenwiderständen R X bzw. R 2 auf, die über die Schalter Sl und S 2 über einen gemeinsamer
Widerstand R 3 gegen Bezugspotential geschaltet sind. Der gemeinsame Verbindungspunkt der beiden Schalter
Sl und S 2 mit dem Widerstand Λ 3 bildet zugleich den
Ausgang des Codewandlers. Gesteuert werden die beiden Schalter Sl und S2 von den verwürfelten
in Signalbitfolgen, die an den beiden Eingangsanschlüssen
x' und y' des Codewandlers anstehen. Die binäre Wertigkeit der binären Signalfolgen ist durch die
Stromstärke der Stromquellen QX und Q 2 festgelegt. Danach hat die binäre Signalfoige am Anschluß αϊ 5 entsprechend dem Strom 2/<>
die höhere Wertigkeit. Bei jeder binären Eins an den Steuereingängen der Schalter
S1 und S 2 werden diese geschlossen. Demnach gibt es
vier verschiedene Spannungsabfälle am Widerstand R 3, je nachdem ob kein Strom, der Strom I0 der Stromquelle
2i) Q 2, der Strom 2/o der Stromquelle QX oder der
Summenstrom 3/0 beider Stromquellen fließt.
Die Aufschlüsselung des digitalen Mehrstufensignals auf der Empfangsseite im empfangsseitigen Codewandler
CWE in die verwürfelten binären Signalströme an
2) den Anschlüssen χ und y zeigt F i g. 3. Der empf angsseitige
Codewandler weist im wesentlichen drei Differenzverstärker DVX, DV2 und DV3 auf, die mit ihren
Ausgängen mit den drei Eingängen der Gatterschaltung GS verbunden sind. Die beiden Ausgänge der
in Gatterschaltung CrS sind die beiden Ausgangsanschlüsse
χ und y des empfangsseitigen Codewandlers. Das ankommende mehrstufige digitale Signal ist den
einander parallelgeschalteten nicht invertierten Eingängen der drei Differenzverstärker zugeführt. Die drei
3-, Eingänge der drei Differenzverstärker sind jeweils über
Gleichspannungsquellen mit eingeprägten Spannungen 2,5 U, 1,5 U und 0,5 U gegen Bezugspotential geschaltet
Die Gatterschaltung GS ist so ausgelegt, daß sie bei
Spannungen V entsprechend der Tabelle nach F i g. 4 ar
4(i den Ausgangsanschlüssen χ und y die dort angegebener
binären Signale abgibt Wie ein Vergleich dieser Tabelle die die Schalterstellungen der Schalter Sl und S 2 des
sendeseitigen Codewandlers mit umfaßt, mit der Schaltungen nach den Fig.2 und 3 deutlich macht
erscheint am Ausgangsanschluß χ des empfangsseitiger Codewandlcrs jedesmal dann eine binäre Eins, wenn de:
Schalter S1 des sendeseitigen Codewandlers geschlossen
ist und eine binäre Null, wenn der betreffende Schalter geöffnet ist Entsprechendes gilt für die
Binärfolge am Ausgangsanschluß y im Zusammenhang mit den Schließ- und Öffnungszeiten des Schalters Si
des sendeseitigen Codewandlers.
Bei vier zueinander parallelen synchronen binärer Signalströmen (n = 2) ergeben sich für den sendeseiti
gen Codewandler und den empfangsseitigen Code wandler entsprechend erweiterte Schaltungsanordnun
gen. Die aufeinanderfolgenden Bitelemente a^noa) dei
vier Folgen AX, A2, A3 und A4 an den gleicher Quasizufallsgeneratoren genügen dann der gegenseiti
bo gen Zuordnung, wie das im vorstehenden bereit!
angegeben worden ist Für n>2 läßt sich, wie die
genannte Literaturslelle »Siemens Forschungs- unc Entwicklungsberichte« ausweist, eine entsprechende
Gesetzmäßigkeit angeben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Anordnung zur Übertragung von sich aus 2° (für
η = +1 oder +2) binären Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen unter Anwendung eines sendeseitigen Verwürflers (scrambler)
und eines durch eine zur Empfangsseite hin mit einer übertragenen Kennung synchronisierten empfangsseitigen Entwürflers (descrambler), bei der der
Verwürfler und der Entwürfler aus ModuIo-2-Addierern und diese steuernden, N Schieberegister (für N
eine ganze positive Zahl) enthaltenden gleichen Quasizufallsgeneratoren bestehen und bei der im
Signalweg jedem der 2" binären Signalströme {sig 1, sig2) auf der Sende- (SS) und der Empfangsseite
(SE) ein Modulo-2-Addierer (MX, Af 2) zugeordnet ist, der von einem der 2" Ausgänge des sendeseitigen
bzw. empfangsseitigen Quasizufallsgenerators (QZGS, QZGE) angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die 2" gleichen Folgen an
den 2" Ausgängen der Quasizufallsgeneratoren unter sich eine solche gegenseitige Phasenverschiebung
haben, daß ihre bitweise Ineinanderverschachtelung in vorgegebener Reihenfolge zu einer Quasizufallsfolge mit gleichem Bildungsgesetz, jedoch 2"-fach
höherer Folgefrequenz führen würde.
2. Anordnung zur Übertragung von sich aus zwei (n = 1) binären Signalströmen aufbauenden mehrstufigen digitalen Signalen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Bitelemente a(index) der beiden Folgen A X und Λ 2 an
den beiden Ausgängen der Quasizufallsgeneratoren {QZGS, QZGE) der gegenseitigen zeitlichen Zuordnung
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19762622660 DE2622660C3 (de) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | Anordnung zur Übertragung binärer Signalströme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762622660 DE2622660C3 (de) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | Anordnung zur Übertragung binärer Signalströme |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2622660A1 DE2622660A1 (de) | 1977-11-24 |
DE2622660B2 DE2622660B2 (de) | 1978-11-16 |
DE2622660C3 true DE2622660C3 (de) | 1979-08-02 |
Family
ID=5978582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762622660 Expired DE2622660C3 (de) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | Anordnung zur Übertragung binärer Signalströme |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2622660C3 (de) |
Families Citing this family (4)
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NL8200002A (nl) * | 1982-01-04 | 1983-08-01 | Philips Nv | Foutlocalisatie-inrichting voor digitaal optische transmissiesysteem. |
DE3238973A1 (de) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur digitalen nachrichtenuebertragung |
FR2615061B1 (fr) * | 1987-05-07 | 1993-01-22 | Pirelli Treficable | Dispositif de transmission de signaux video multiplexes sur fibre optique |
-
1976
- 1976-05-20 DE DE19762622660 patent/DE2622660C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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