DE2624067C2

DE2624067C2 - Verfahren und Anordnung zur Einfügung von Digitalsignalen in ein Digital-Multiplex-Signal

Info

Publication number: DE2624067C2
Application number: DE2624067A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Dipl.-Ing. 8021 Neuried Kamp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1984-07-26
Also published as: FR2353183B1; IE44936B1; DE2624067B1; GB1578554A; IT1080856B; NL7705905A; DK235877A; BE855154A; CH627893A5; LU77437A1; FR2353183A1; IE44936L; SE7706255L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einfügung von wenigstens nahezu synchronen Digitalsignalen in ein empfangenes Digital-Multipiexsignal, das eine aus mehreren Mehrbit-Ccdeworte.i und einem Synchronwort mit einer Rahmenkennung bestehende periodische Rahmenstruktur aufweist, in einer Einfügungsstelle eines ZeitmuItipIexEVStems, in der aus dem empfangenen Digital-Multiplexsignai ein Bittaktsignal und ein aus einzelnen Synchronisierimpulsen bestehendes erstes Rahmentaktsignal abgeleitet werden und Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Übertragung von Digital-Multiplex-Signalen über eine längere Übertragungsstrecke besteht häufig das Bedürfnis, in einzelnen Zwischenstationen aus dem mehrere Übertragungskanäle enthaltenden Digital-Multiplex-Signal einzelne Signale abzublenden und neue Signale einzublenden oder aber freigehaltene Kanäle zu belegen. F i g. 1 zeigt eine derartige Digitai-Multiplex-Einrichtung zur Einblendung einzelner Kanäle in ein Digital-Multiplex-Signal. Die Digital-Multiplex-Einrichtung empfängt an ihrer Eingangsschnittstelle F2\an ein Digital-Multiplex-Signal mit der Nennbitrate von 2048 kBit/s, an den weiteren Eingangsschnittstellen F22an empfängt sie mehrere von Fernsprechkanälen stammende Digitalsignale, die jeweils die Nennbitrate von 64 kBit/s haben. Die 64-kBit/s-Signale werden in freie Übertragungskanäle in das Digital-Multiplex-Signal so eingefügt, daß ein neues Digitalsignal entsteht, das ebenfalls eine Nennbitrate von 2048 kBit/s aufweist und an der Ausgangsschnittstelle Flab abgegeben wird. Das Digital-Multipiexsignal weist dabei eine periodische Rahmenstruktur auf, die mehrere Mehrbit-Codeworte für zu übertragende Signale und ein Synchronwort entsprechend mehreren Übertragungskanälen und ".inern Synchronisierungskanal aufweist. Eine derartige Rahmenstruktur ist in der F i g. 2 dargestellt.

Dabei zeigt die Fig.2 den Pulsrahmen eines 2048-kBit/s-Signals mit einer Rahmenperiodendauervon 125 ils, wie er in der CCITT-EmpfehlungG 732 festgelegt ist. Der Rahmen besteht aus 32 Kanälen, die jeweils ein 8-Bit-Codewort aufnehmen können. Von diesen Kanälen sind 30 den zu übertragenden 30 Quellenkanälen zugeordnet, bei denen es sich beispielsweise um Fernsprechkanäle handeln kann. Die Quellenkanäle sind dabei in zwei Gruppen aufgeteilt, die erste Gruppe CF1-15 enthält die Kanäle 1 bis 15 und die

zweite Gruppe CFYl-31 die Kanäle 17 bis 31. Im ersten Überiragungskanal 0 wird als Synchronwort jeweils abwechselnd entweder das Rahmen wort RKW oder das Meldewort Λ/Wübertragen. Rahmenkennwort und Meldewort MW weisen die in der Figur gezeigte Struktur auf, die Bits D und N dienen dabei der Fernmeldung von Alarmen, während die mit X und Y bezeichneten Bits als Service-Bits für den nationalen und den internationalen Gebrauch vorgesehen sind. In dem noch freien Übertragungskanal 16, der in der F i g. 2 mit ATZi/bezeichnet ist, werden die vermittlungstechnischen Kennzeicheninformationen übertragen.

Statt der Fernsprechkanäle kann es sich bei den Quellenkanälen auch um solche handeln, in denen Datensignale übertragen werden. In diesem Fall ist es is möglich, in den einzelnen Übertragungskanälen jeweils ein 64-k-Bit/s-Digitalsignal zu übertragen.

Von dieser Möglichkeit soll im vorliegenden Fall ebenfalls Gebrauch gemacht werden. Dabei reicht es aus, wenn die 64-kBit/s-SignaIe wenigstens nahezu synchron, also plesiochron, zum Digital-Multiplex-Signai sind. Im Faiie des nicht vollständigen Synchronismus erfolgt eine Anpassung der Bitraten mircels eines Stopfverfahrens, das in einer parallelen Patentanmeldung (Akt. Z. P. 26 22 107.8) behandelt wird.

An der ausgangsseitgen Schnittstelle Ftab gibt die Digital-Multiplex-Einrichtung ein Digital-Multiplex-Signal mit der Bitrate von 2048 kBit/s ab, das sich nur in den neu belegten Zeitabschnitten, also in den neu belegten Übertragungskanälen, von dem an der empfangsseitigen Schnittstelle aufgenommenen Digital-Multiplex-Signai unterscheidet.

Bei der Einfügung von digitalen Signalen in ein Digital-Multiplex-Signal in der vorstehend beschriebenen Weise tritt die Schwierigkeit auf, daß bei einer Störung des Rahmensynchronismus des empfangenen Digital-Multiplex-Signals auch ein Digital-Multiplex-Signal mit einem gestörten Pulsrahmen abgegeben wird. Dadurch wird die Rahmenstörung von dem einen Abschnitt der Übertragungsstrecke in die folgenden Streckenabschnitte übertragen, so daß nicht nur die Übertragung des ursprünglichen Digital-Multiplex-Signals, sondern auch die der eingefügter, digitalen Signale verhindert wird. Besonders schwerwiegend ist dies bei größeren Übertragungsstrecken, in denen *5 mehrere Digital-Multiplex-Einrichtungen zur Signaleinführung und zur Signalabzweigung in Kette geschaltet sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens zu finden, das die Übertragung der eingefügten Digitalsignale von Störungen des Rahmensynchronisrnus des empfangenen Digital-Multiplex-Signals unabhängig macht und eine Fortpflanzung einer an einer einzelnen Stelle aufgetretenen Rahmensynchronisationsstörung über das angeschlossene Übertragungsnetz verhindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus dem Bittaktsignal ein zweites, die Einfügung der Digitalsignale steuerndes Rahmentaktsignal erzeugt wird, daß die empfangene Rahmenkennung unterdrückt und unabhängig von dieser die vorgesehene Rahmenkennung in das abzugebende Digital-Multiplex-Signal neu eingesetzt wird, daß im störungsfreien Betrieb das zweite Rahmentaktsignal durch die Synchronisierimpdä® des ersten Rahmentaktsignals gesteuert wird und daß bei einer Rahmensynchronisationsstörung im empfangenen Digital-Multiplexsignal die durch das erste Rahmentaktsignal erfolgende Steuerung des zweiten Rahmentaktsignals unterbrochen wird

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die neu eingefügte Rahmenkennung bei fehlerfreiem Funktionieren der einfügenden Digital-Multiplex-Einrichtung ebenfalls immer fehlerfrei ist und dadurch mit vergleichsweise geringem Aufwand die Fortpflanzung einer Rahmensynchronisationsstörung verhindert wird.

Eine zweckmäßige Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, daß die Steuerung des zweiten Rahmentaktsignals durch das erste Rahmentaktsignal unterbrochen wird, sobald mindestens drei aufeinanderfolgende Rahmenkennungen falsch empfangen werden.

Eine im Hinblick auf die Sicherheit und die Einfachheit der Einblendung der digitalen Signale erfolgte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß zusätzlich zur Rahmenkennung auch die restlichen Teile des Synchronworte-, äes empfangenen Digitai-Muitipiex-Signals unterdrückt und in das abzugebende Digital-Multiplex-Signal in der vorgesehenen Form neu eingesetzt werden.

Bei weit auseinanderliegenden Quellen für die Digitalftgnale ist es oft schwierig, diese Quellen von einer zentralen Stelle aus zu synchronisieren. In diesem Falle ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einfügung von Digitalsignalen zweckmäßig, bei der bei der Einfügung von Digitalsignalen, die nicht vollständig synchron zum empfangenen Digital-Multiplex-Signal sind, auf diese Digitalsignale ein Positiv-Negativ-Stopfverfahren angewendet wird und bei der die zusätzliche Stopfinformation in einem nicht vollständig zur Signalübertragung verwendeten Codewort übertragen wird. Im Hinblick auf die Auslastung der durch die Codewörter des Rahmens dargestellten Übertragungskanäle kann es zweckmäßig sein, zur Übertragung der Stopfinformation das zu Kennzeichenübertragunj; vorgesehene Codewort mitzuverwenden.

Besonders zweckmäßige Anordnungen zur Durchfüh.ung der vorstehend geschilderten Verfahren sind in den Patentansprüchen 6 und 7 ausführlich beschrieben.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Digital-Multiplexeinrichtung nach dem Stand der Technik zur Einfügung von Digitalsignalen,

F i g. 2 den Pulsrahmen eines Digital-Multiplexsignals nach der CCITT-Empfehlung G. 732,

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Einfügung von DigitalsignaSen in ein Digital-Multiplexsignal,

F i g. 4 die Anordnung nach F i g. 3 mit Einfügung des gRsarlen Synchronwortes und

F i g. 5 die Erzeugung der sendeseitigen Taktsignale im Sendeteil der Anordnung nach F i g. 4.

Die F i g. 1 und 2 wurden bei der Darstellung des Standes der Technik ausführlich erläutert, so daß an dieser Stelle auf weitere Ausführungen zu diesen Figuren verzichtet werden kann.

Die Anordnung nach der Fig,3 besteht aus dem ersten Empfangsteil ET 1, dem ersten Sendeteil 5Tl und den Verbindungen zwischen beiden Teilen für die Übertragung des Digital-Multiplex-Signals Dl, des Bittaktes Π und des ersten Rahmentaktsignals TC Die einzufügenden Digitafeignale werden an den Anschlüssen F22andem Sendeteil zugeführt.

Im ersten Empfangsteil £Tl wird in bekannter Weise

der Bittakt Ti aus dem empfangenen Digital-Multiplex-Signal D 1 wiedergewonnen, außerdem erkennt und überwacht eine im Empfangsteil enthaltene Erkennungsschaltung in bekannter Weise die Rahmenkennung.

Der Sendeteil hat einen eigenen Taktteiler, der die zur Synchronisation des Multiplexers erforderlichen Takte aus dem von Empfangsteil übernommenen Bi'takt Tl erzeugt. Ein derartiger Taktteiler ist in der Fig.5 dargestellt Der Sendeteil STi gibt an seinem Ausgang Fiab ein neu erzeugtes Digital-Multiplex-Signal ab, das eine neu eingesetzte Rahmenkennung hat und das die eingefügten Digitalsignale in den vorgesehenen Zeitabschnitten bzw. Zeitkanälen, also in den vorgesehenen Codeworten, enthält.

Bei einer Störung des Rahmensynchronismus des empfangenen Digital-Multiplex-Signal am Anschluß F2ian des ersten Empfangsieiis ETi ist auch das vom ersten Empfangsteil ETi erzeugte erste Rahmentaktsignal TC gestört. In diesem Fall wird die durch die Rahmenerkennungsschaltung gesteuerte Abgabe des ersten Rahmentaktsignals TC unterdrückt. Während der Störung des Sendeteils gibt dieser an seinem Ausgang Fiab ein Digital-Multipiex-Signal ab, das die neu eingesetzte vorgeschriebene Rahmenkennung und die an den Schnittstellen F22an zugeführten Digital-Signale ungestört enthält. Von der Störung ist nur die in den nicht neubelegten Zeitabschnitten enthaltene Information betroffen.

Die in der Fig.4 gezeigte Weiterbildung der Anordnung nach Fig.3 enthält zusätzlich eine Torschaltung Tor, die in die, das erste Rahmentaktsignal führende Verbindung zwischen dem zweiten Empfangsteil ET2 und dem zweiten Sendeteil ST2 eingefügt ist. Die Torschaltung Tor wird über ein Abfallverzöge t-i · nrrc rrliArl T* ιίΛη einem AnCiTQnn A /iac lU/Alion

Empfangsteils ET2 gesteuert. Der Ausgang A ist mit einer im zweiten Empfangsteil £T2 enthaltenen Rahmenerkennungsschaltung verbunden und erhält bei einer Störung des Rahmensynchronismus ein Steuersignal, da3 die Torschaltung schließt

Bei dem empfangenen Digital-Multiplexsignal handelt es sich um ein solches mit einer Bitrate von 2048 kBit/s, dies ist auch die Bitrate des abzugebenden Digital-Multiplex-Signals. Die Bitrate der 4 einzufügenden Digitalsignale beträgt 64 kBit/s, die im vorliegenden Falle synchron zum Digital-Multiplex-Signal sein sollen. Außerdem wird dem zweiten Empfangsteil £T2 der Bitakt mit einer Frequenz von 2048 kHz und dem Sendeteil der Bitakt der einzufügenden Digitalsignale von 64 kHz zugeführt. Zur Vereinfachung der Schaltung setzt der Sendeteil nicht nur die Rahmenkennung in das Digital-Multiplex-Signal neu ein, sondern das vollständige Codewort »Null«. Dieses Codewort enthält entsprechend Fig.2 abwechselnd das Rahmenkennwort RKW und das Meldewort MW, das die beiden Meldebits D und N enthält Da es sich bei diesen Meldebits D und N um Signale handelt die den Zustand einzelner Teile der Übertragungsstrecke charakterisieren, müssen diese Meldebits vom zweiten Empfangsteil ET2 zum zweiten Sendeteil ST2 über getrennte Leitungen übertragen werden und im Sendeteil neu in das Codewort Null eingesetzt werden. Zur Vereinfachung der Übertragung dieser Bits werden diese im zweiten Empfangsteil ET2 in Dauersignale umgeformt

Bei der Untersuchung von Rahmensynchonisationsstörungen hat es sich ergeben, daß ein fehlerhafter Synchronzustand in der Mehrzahl der Fälle eine Zeit von 0,5 ms nicht überschreitet. Aus diesem Grunde wurde für die Abfallverzögerung eine Zeit von etwa I ms gewählt, um die die Torschaltung nach der Beseitigung der Rahmensynchronisationsstörung verzögert wieder geöffnet wird.

Das Ausführungsbeispiel nach der F i g. 4 ist für den Einsatz in einer digitalen Schnittstelle in der sowohl die Taktsignale des Digital-Multiplex-Signals als die auch der einzufügenden Digitalsignale mit übertragen wer den. Eine Takterzeugungsschaltung im Empfangsteil konnte aus diesem Grund entfallen.

Die Anordnung nach der F i g. 4 ermöglicht auch die Einfügung plesiochroner Digitalsignale in das Digital-Multiplex-Signal. Zu diesem Zweck müssen die Digitalis signale durch ein, in einer Parallelanmeldung näher beschriebenes Positiv-Negativ-Stopfverfahren an die Bitrate des Digital-Multiplex-Signals angepaßt werden, !n diesem Fa!! ist eine mit sehr geringer Sitraic auftretende zusätzliche Stopfinformation zu übertragen.

Diese Stopfinformation kann in vorteilhafter Weise in dem Codewort 16 übertragen werden, das entsprechend F i g. 2 für die Übertragung der vermittlungstechnischen Kennzeichen verwendet wird. Zu diesem Zweck wird aus 64 Rahmen des 2048 kBit's Digital-Multiplex-Signal

is ein Stopfrahmen als Überrahmen gebildet In jedem Stopfrahmen wird jeweils für jeden der 30 Übertragungskanä!;. sin Vier-Bit-Codewort der Zusatzinformation übertragen. Die Rahmenkennung des Stopfrahmens wird im Kanal 16 der Rahmen 1, 17, 33 und 49 übertragen, die Wiederholfrequenz des Stopfrahmens ist also 125 Hz. Die Rahmenkennung des Stopfrahmens ist im ersten bis fünften und im achten Bit des Codewortes 16 enthalten, das sechste und siebte Bit dieses Codewortes sind für Alarmmeldungen zwischen

den Endstellen der Übertragungsstrecke vorgesehen.

Die Digital-Multinlex-Einrichtung für die Einfügung von nahezu synchronen, also plesiochronen Digitalsignalen enthält gegenüber der Digital-Multiplex-Einrichtung nach der F i g. 4 noch eine Überwachungsschaltung für die Stopfrahmenkennung, einen zusätzlichen Teiler, der eine Taktfrequenz von 125 Hz abgibt eine zusätzliche Einfügungseinrichtung für die Stopfrahmenkennung im Sendeteil und ein Zeitglied für die Steuerung der Torschaltung Tor, das zur Eliminierung von Stopfrahmenstörungen eine Abfallverzögerung von etwa 8 ms entsprechend der Wiederholfrequenz des Stopfrahmens von 125 Hz aufweist

Die F i g. 5 zeigt die Erzeugung der in den Sendeteilen der Anordnung nach F i g. 3 und 4 benötigten Taktsigna- Ie. Ein neunstufiger Taktteiler erzeugt aus dem BittaKt mit der Frequenz von 2048 KHz mehrere Frequenzteilungen mit dem Faktor 2:1 die einzelnen benötigen Takte. Diese Takte stellen die Grundtakte dar, die über ein Tastverhältnis von 1 :2 verfügen. Für Sonderfälle zusätzlich benötigte Takte mit anderen Tastverhältnissen sind aus diesem Grundtakten mittels Gatterschaltunßen in der bekannten Weise leicht ableitbar. Im Falle der Einfügung von plesiochronen Digitalsignalen wird zusätzlich ein Taktsignal mit einer Frequenz von 125 Hz benötigt Aus diesem Grund ist für die Einfügung von plesiochronen Signalen ein zusätzlicher fünfstufiger Teiler vorgesehen, der an den Ausgang des neunstufigen Teilers TT angeschlossen ist und von dessen 4 KHz Taktsignal gesteuert ist Das Setzen der Teiler erfolgt

*·-■ über den Eingang TC, dem ein zum ersten Rahmentaktsignal im Falle des neunstufigen Teilers und eine zum Taktsignal des Stopfrahmens inverses Signal zugeführt wird

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einfügung von wenigstens nahezu synchronen Digitalsignalen in ein empfangenes Digital-Multipiexsignal, das eine aus mehreren Mehrbit-Codeworten und einem Synchronwort mit einer Rahmenkennung bestehende periodische Rahmenstruktur aufweist, in einer Einfügungsstelle eines Zeitmultiplexsystems, in der aus dem empfangenen Digital-Multipiexsignal ein Bittaktsignal und ein aus einzelnen Synchronisierimpulsen bestehendes erstes Rahmentaktsignal abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bittaktsignal ein zweites, die Einfügung der Digitalsignale steuerndes Rahmentaktsignal erzeugt wird, daß die empfangene Rahmenkennung unterdrückt und unabhängig von dieser die vorgesehene Rahmenkennung in das abzugebende Digital-Multipiexsignal neu eingesetzt wird, daß im störungsfreien Betrieb das zweite Rahmentaktsignal durch Synchronisierimpulse des ersten Rahmentaktsignals gesteuert wird und daß bei einer Rahmensynchronisationsstörung im empfangenen Digital-Multipiexsignal die durch das erste Rahmentaktsignai erfolgende Steuerung des zweiten Rahmentaktsignals unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Patentansppjch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des zweiten Rahmentaktsi^ials durch das erste Rahmentaktsignal unterbrochen wird, sobald mindestens drei aufeinanderfolgende Rahmenkennungen falsch empfangen werden.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Rahmenkennung auch die restlichen Teile des Synchronwortes des empfangenen Digital-Multiplexsignals unterdrückt und in das abzugebende Digital-Multipiexsignal in der vorgesehenen Form neu eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfügung von Digital-Signalen, die nicht vollständig synchron zürn empfangenen Digital-Multiplex-Signal sind, auf diese Digital-Signale ein Positiv-Negativ-Stopfverfahren angewendet wird und daß die zusätzliche Stopfinformation in einem nicht vollständig zur Signalübertragung verwendeten Codewort des Rahmens übertragen wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Stopfinformation das zur Kennzeichenübertragung vorgesehene Codewort mitverwendet wird.

6. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Signaleingang (F2\an) verbundener Empfangsteil (ETl) vorgesehen ist, der eine Taktabteilung enthält und das empfangene Digital-Multipiexsignal (Dl)₁ das Bittaktsignal (TI) und das Rahmentaktsignal (TC) des empfangenen Digital-Multiplex-Signals jeweils getrennt an seinen Ausgängen an ein nachgeschaltetes Sendeteil (STX) abgibt, daß der Empfangsteil eine Überwachungseinrichtung für das Rahmentaktsignal enthält, daß diese Überwachungseinrichtung den Ausgang des Empfangsteils (ETi) für das Rahmentaktsignal (TC) steuert, daß der Sendeteil über getrennte Eingänge für das Digital-Multiplex-Signal (D !), das Bittaktsignal (Tl), das Rahmentaktsignal (TC) und über die Eingänge (F22an) für die einzufügenden Digital-Signale verfügt und daß der Sendeteü (STl) eine Einrichtung zur Erzeugung eines weiteren Rahmentaktsignals aus dem aufgenommenen Bittaktsignal (Tt) und eine Multiplex-Einrichtung enthält (F i g. 3).

7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen dem Ausgang des Empfangsteüs (ET2) für das erzeugte Rahmentaktsignal (TC) und den nachgeschalteten Eingang des Sendeteils (ST2) eine Torschaltung (tor) eingefügt ist, die über ein Verzögerungsglied (T) durch die im Empfangsteil (ET2) enthaltene Einrichtung zur Überwachung des Pulsrahmens des Digital-Multiplex-Signals gesteuert wird und daß weitere Verbindungen (D, APJ zwischen den Empfangsteil (ET2) und dem Sendeteü (ST2) vorgesehen sind, die zur Übertragung von Teilen des Synchronwortes des Pulsrahmens des empfangenen Digitai-iviuitipiex-Signais dienen (F i g. 4).