DE2632193B2

DE2632193B2 - Verfahren zur Puls-Fehlerortung in einem PCM-System hoher Bitrate

Info

Publication number: DE2632193B2
Application number: DE19762632193
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Moehrmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2632193A1; DE2632193C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulsfehlerortung auf der Übertragungsstrecke eines PCM-Systems durch aufeinanderfolgende Schleifenbildung in den mit Regeneratoren bestückten Zwischenstellen nach Empfang jeweils eines, von einer der beiden überwachenden Endstellen ausgesandten und eine Adresse enthaltenden Ortungssignals.

Eine zwischen zwei Endstellen befindliche Übertragungsstrecke eines PCM-Systems benötigt ab einer gewissen Mindestlänge Impulsregeneratoren, die in gewissen räumlichen Abständen in die Übertragungsstrecke eingefügt sind. Die Einfügung geschieht dabei so, daß der Regenerator für die eine Übertragungsrichtung zusammen mit den Regeneratoren für die Gegenrichtung in einer Zwischenstelle vereinigt sind.

Für die Überwachung dieser Übertragungsstrecken mit den Zwischenstellen werden eine Reihe von Verfahren angewendet. Mit Gleichstrom betriebene Überwachungsverfahren und auf der Reflexion ausgesandter Wellen beruhende Überwachungsverfahren dienen dabei hauptsächlich zum Erkennen sehr grober Fehler wie beispielsweise vollständige Unterbrechung der Übertragungsstrecke, Erdschluß eines Kübels oder Kurzschluß zwischen zwei benachbarten Kabeln. Für die Feststellung feinerer Fehler, beispielsweise Änderungen der Dämpfungscharakteristik der in den Regeneratoren enthaltenden Entzerreranordnungen oder Veränderungen von Schwellwerten, dient das sogenannte Schleifenschlußverfahren, das beispielswei-

se in der DT-AS 22 15 836 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird zunächst von einer Endstelle aus ein Ortungssignal mit einer Adresse ausgesandt, das in dem auf die Adresse ansprechenden Regenerator zum Abtrennen des Regeneratorausgangs von der nachfol-

genden Übertragungsstrecke und zum Verbinden dieses Regeneratorausgangs mit dem Eingang des in der gleichen Zwischenstelle vorhandenen Regenerators für die Gegenrichtung führt Das Ortungssignal läuft dabei vom Sendeausgang der Endstelle über die angeschlosse-

ne Übertragungsstrecke bis zum angesteuerten Regenerator und über den Schleifenschluß und die Gegenrichtung zur Empfangsstelle der ortenden Endstelle zurück. Durch stufenweises Durchschalten des Schleifenschlusses über die einzelnen Zwischenstellen ist eine Feststellung der gestörten Zwischenstelle und des gestörten Streckenabschnitts möglich.

Bei einer größeren Feldlänge, also bei einem größeren Abstand zwischen den einzelnen Regeneratoren sowie auch bei PCM-Systemen mit höherer Bitrate ergeben sich Schwierigkeiten bei der beschriebenen Art des Schleifenschlusses. In diesen Fällen wäre zunächst eine Leitungsnachbildung nötig, die das Regeneratorausgangssignal auf den Pegel herabsetzt und in die durch das Kabel verzerrte und im Pegel verringerte Form bringt, die normalerweise am Eingang des Regenerators der Gegenrichtung ansteht. Aufgrund der Breitbandigkeit des Systems ist somit ein Netzwerk zur Leitungsnachbildung erforderlich, das die frequenzabhängige Dämpfung des Übertragungskabels berücksichtigt und bei einer maximalen Dämpfung von beispielsweise 70 dB bei einer gegebenen Länge eine Bandbreite von mehreren 100 MHz haben muß, so daß sich ein sehr großer Aufwand ergibt
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren zur Pulsfehlerortung der eingangs beschriebenen Art zu finden, das auch bei PCM-Systemen mit höherer Bitrate und bei einer größeren Anzahl von Zwischenstellen anwendbar ist und ohne Leitungsnachbildungsnetzwerk auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß die Schleifenschlußbildung vom Ausgang des auf die im übertragenen Ortungssignal enthaltene Adresse ansprechenden Regenerators der einen Übertragungsrichtung zu dem mit dem Entzerrerausgang verbundenen Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung erfolgt Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den erheblichen Vorteil, daß es den für die Realisierung einer PCM-Übertragungsstrecke notwendigen Aufwand erheblich verringert, ohne daß eine

^b() zusätzliche Verbindung für die Adressierung und/oder die Rückmeldung zur sendenden Endstelle benötigt wird und daß die bei der Realisierung der Übertragungsstrecke am Orte der einzelnen Zwischenstellen notwendigen Meß- und Abgleicharbeiten erheblich verringert

^h5 werden. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht dabei auf der Erkenntnis, daß das Ausgangssignal des Regenerators der einen Übertragungsrichtung sowohl nach Signalform als auch nach Signalpegel weitgehend

dem am Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung benötigten Signal entspricht

Während bei den üblichen Schleifenschlußverfahren für jeden Regenerator eine Adresse erforderlich ist, ist es zur Verringerung der Anzahl der notwendigen Adressen zweckmäßig, daß die im Ortungssignal enthaltenen Adressen den Regeneratoren in der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und in der Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zugeteilt sind und daß der in der Gegenrichtung letzte Regenerator eine davon abweii-hende zusätzliche, noch freie Adresse erhält.

Eine weitere Variante des Verfahrens nach der Erfindung, die die Erzeugung einer Adresse mit relativ geringem Aufwand ermöglicht, ergibt sich dadurch, daß die im Ortungssignal enthaltene Adresse aus mindestens zwei abwechselnd gesendeten, im Vergleich zur Bitfolgefrequenz der übertragenen Signale relativ niederfrequenten Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz, die durch Frequenzteilung mit ganzzahligen Faktoren aus dem Bittakt abgeleitet und bitweise übertragen werden, besteht

Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorstehend geschilderten Variante des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß einzelne Bits des übertragenen Ortungssignals im Takte der die Adresse übertragenden niederfrequenten Schwingung derart moduliert sind, daß sie während der einen Halbwelle dieser Schwingung den binären Wert »Eins« und während der anderen Halbwelle den binären Wert »Null« annehmen und sich die beiden Halbwellen der Rechteckschwingung in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode unterscheiden.

Diese Verfahren können auch auf die in den Endstellen selbst befindlichen Regeneratoren angewandt werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung sind mit All bis R 15 die Regeneratoren der einen Übertragungsrichtung und mit /?21 bis R 25 die Regeneratoren der anderen Übertragungsrichtung dargestellt. Jeder dieser Regeneratoren besteht aus einem eingangsseitigen entzerrenden Verstärker a und aus dem Entscheiderteil b des Regenerators, das neben den Anordnungen zur Takterzeugung einen Amplitudenentscheider und einen Zeitentscheider enthält. Zwischen den beiden Regeneratoren jeder Zwischenstelle sind in der Figur die möglichen Schleifen mit zugehörigen Adressen dargestellt, wobei die Schleifen jeweils vom Ausgang des Regenerators, also vom Ausgang dessen Entscheiderteils zum Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung führen. Bei Aussenden des Ortungssignals mit der ersten Adresse A 1 von der einen Endstelle aus wird vom Ausgang des Entscheiderteils b des Regenerators R11 eine Schleife zum Eingang des Entscheiderteils b des Regenerators R25 geschlossen. Nach vollendeter Prüfung dieser Schleife, nachdem also das mit der Adresse A 1 versehene Ortungssignal ausbleibt, öffnet sich die erste Schleife wieder, so daß durch Aussenden eines neuen Ortungssignals mit einer Adresse A 2 die Schleife zwischen dem Entscheiderteil b des Regenerators R12 und dem Entscheiderteil b des Regenerators R 24 geschlossen werden kann. In entsprechender Folge kann von der einen Endstelle aus nacheinander der Schleifenschluß in jeder der Zwischenstellen bewirkt werden und so eine Fehlerortung über die gesamte Übertragungsstrecke durchgeführt werden. Wird beispielsweise die Schleife zwischen dem Ausgang des Entscheiderteils b des Regenerators R 12 und dem Eingang des Regenerators des Entscheiderteils b des Regenerators R 24 durch Aussenden der Adresse A 2 geschlossen, dann kann nach VcHiegen eines Fehlers dieser, sofern beim ersten Schleifenschluß zwischen den Regeneratoren All und Ä25 kein Fehler auftrat, nurmehr in der Übertragungsstrecke zwischen den Regeneratoren All und R12 oder Ä24 und Ä25, im

ic Entzerrerteil a des Regenerators Ä12 oder in den Entscheiderteilen b des Regenerators R12 oder R 24 liegen. Durch Aussenden der Adresse A 1 von der anderen Endstelle aus wird der Schleifenschluß zwischen dem Ausgang des Entscheiderteils b des Regenerators Λ 24 und dem Eingang des Entscheiderteils b des Regenerators R 12 bewirkt Tritt in diesem Falle kein Fehler auf, dann muß der vorher festgestellte Fehler entweder in den Übertragungsstrecken zwischen den Regeneratoren All und R 12 bzw. Λ24 und R25 oder im Entzerrerteil a des Regenerators R12 liegen. Tritt bei der mit A 1 erfolgenden Schieifenschlußbildung von der anderen Endstelle aus ebenfalls ein Fehler auf, dann ist das Entscheiderteil b eines der beiden Regeneratoren RXl, R 24 fehlerhaft In entsprechender Weise kann durch sukzessive Messung von beiden Endstellen aus der Fehler in den anderen Zwischenstellen geortet werden.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß nicht jedem der 10 Regeneratoren R 11... R 15, R 21... R 25 eine

^!" eigene Adresse zugeordnet ist sondern daß statt der eigentlich benötigten zehn nur sechs Adressen benötigt werden. Allgemein kann man nachweisen, daß es möglich ist, mittels n+1 Adressen 2 η Schleifen zwischen jeweils zwei Regeneratoren der beiden Übertragungsrichtungen zu schließen. Sofern man die im Ortungssignal enthaltenen Adressen des Regenerators der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und den Regeneratoren der Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zuteilt und dem in der Gegenrichtung letzten Regenerator eine davon abweichende zusätzliche noch freie Adresse zuteilt, erreicht man gleichzeitig, daß keine sogenannten »verbotenen Zyklen« auftreten, bei denen durch eine Adresse gleichzeitig zwei Schleifen geschlossen werden. Natür-Hch kann man auch noch bei der Verteilung der Adressen Übertragungsrichtung und Gegenrichtung miteinander vertauschen und dem in der Übertragungsrichtung letzten Regenerator eine von der vorerwähnten Regel abweichende, zusätzliche Adresse zuteilen.

so Zur Sicherung gegen das zufällige Auftreten einer Adresse, die beispielsweise durch eine Schwingung mit einer einzelnen Frequenz übertragen wird, wurden im vorliegenden Falle zur Adressierung jeweils zwei Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen benutzt, die in abwechselnder Folge übertragen werden. Da im vorliegenden Falle die Übertragungsstrecke etwa 85 Felder hat, sind für die Adressierung 14 Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz notwendig, deren Kombination 91 verschiedene Adressen ergibt.

^ Die Auswertung der aus jeweils zwei Schwingungen unterschiedlicher Frequenz bestehenden Adresse ist in den Regeneratoren relativ leicht durch zwei auf die jeweilige Frequenz abgestimmte Schwingkreise, mit angeschlossenen Gleichrichtern, kapazitiven Speichern

·>'> und einer nachfolgenden Schaltung möglich.

Entsprechend der deutschen Auslegeschrift 22 15 836 kann die Puls-Fehlerortung in den geschlossenen Schleifen mit Hilfe eines Musters von Binärzeichen in

der Form

1 1 XXQQXXX 1 XXOQXXX X XXQQ

erfolgen. Die mit X bezeichneten Bits sind dabei durch eine niederfrequente Schwingung mit der Frequenz f_A, die der Frequenz des Ortungssignals entspricht, in der Weise moduliert, daß diese Bits während der einen Halbwelle der niederfrequenten rechteckförmigen Schwingung den binären Wert 1 und während der anderen Halbwelle den binären Wert 0 annehmen. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Anzahl der Bits innerhalb einer vollen Rechteckschwingung ungerade ist und daß sich die beiden Halbwellen der Rechteckschwingung in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode unterscheiden.

Durch diese Form des Ortungssignals ist auch während der Ortung die Takterzeugung in den Regeneratoren gesichert, da in dem übertragenen Signal hinreichend viele 1 —0-Übergänge auftreten. So besteht das Ortungssignal während der einen Halbwelle der niederfrequenten rechteckförmigen Schwingung aus abwechselnd zwei Nullen und sechs Einsen und während der anderen Halbwelle aus abwechselnd sechs Nullen und zwei Einsen.

Statt des beschriebenen streng periodisch zusammengesetzten Ortungssignals ist es auch möglich, eine Pseudo-Zufallsfolge als Ortungssignal zu verwenden, die aufgrund der höheren Vielfalt der möglichen Kombination aussagekräftigere Ergebnisse zu liefern im Stande ist Eine Verschachtelung einer Pseudo-Zufallsfolge mit den erwähnten niederfrequenten Schwingungen zur Übertragung der Adresse ist aber wesentlich aufwendiger, so daß im vorliegenden Falle von dieser Möglichkeit kein Gebrauch gemacht wurde.

Die Erzeugung der relativ niederfrequenten rechteckförmigen Schwingungen geschieht mittels eines programmierbaren synchronen Binärzählers in an sich bekannter Weise aus der bei etwa 570 MHz liegender Bitfolgefrequenz. Aufgrund der sehr hohen Frequens der zugeführten Zählimpulse ist ein Synchronzählei nicht mehr direkt realisierbar. Es kann aber ein ali Asynchronzähler ausgeführter Binärzähler durch Zusatz von Elementen für den Laufzeitausgleich zwischer den verschiedenen Ein- und Ausgangssignalen dei Zählerstufen in einen Synchronzähler umgewandelt werden. Damit sich die Halbwellen der die mit X

ίο bezeichneten Bits modulierenden Rechteckschwingungen in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode det Taktfrequenz unterscheiden, wird jeder zweite Rücksetzimpuls für die Flip-Flop-Kette im Zähler auf eine Dauer von 2 Bit verlängert, so daß der Zähler für eine zusätzliche Bitzeit blockiert ist.

An die Realisierung der Ortungsschleife zwischen den beiden Regeneratoren werden hohe Anforderungen gestellt So ist beispielsweise in der ersten Zwischenstelle der Regenerator der einen Übertragungsrichtung aul dem Fernspeisepotential von etwa +600V, während der Regenerator der anderen Übertragungsrichtung sich auf einem Potential von etwa -600 V befindet. Bei einer ohmschen Verbindung würde die Fernspeisung in beiden Übertragungsrichtungen zusammenbrechen Auch könnten bei Blitzschlag oder Beeinflussungsströmen die angeschlossenen Regeneratoren zerstört werden. Aus diesen Gründen ist nur eine kapazitive Überkopplung möglich. Zusätzlich muß diese hochspannungsfeste kapazitive Überkopplung schaltbar sein und im Frequenzbereich zwischen wenigen KHz und beispielsweise 570 MHz nur einen geringfügigen Frequenzgang aufweisen. Es ist deshalb ein mit einem hochspannungsfesten Kondensator kombinierter elektronischer Schalter für breitbandige Signale notwendig.

Eine besondere einfache und zweckmäßige Lösung eines derartigen Schalters wird in einer parallelen Patentanmeldung beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Pulsfehlerortung auf der Übertragungsstrecke eines PCM-Systems durch aufeinanderfolgende Schleifenbildung in den mit Regeneratoren bestückten Zwischenstellen nach Empfang jeweils eines, von einer der beiden überwachenden Endstellen ausgesandten und eine Adresse enthaltenden Ortungssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifenschlußbildung vom Ausgang des auf die im übertragenen Ortungssignal enthaltene Adresse ansprechenden Regenerators der einen Übertragungsrichtung zu dem mit dem Entzerrerausgang verbundenen Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung erfolgt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ortungssignal enthaltenen Adressen den Regeneratoren in der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und in der Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zugeteilt sind und daß der in der Gegenrichtung letzte Regenerator eine davon abweichende zusätzliche, noch freie Adresse erhält.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ortungssignal enthaltene Adresse aus mindestens zwei abwechselnd gesendeten, im Vergleich zur Bitfolgefrequenz der übertragenen Signale relativ niederfrequenten Schwingungen, mit unterschiedlicher Frequenz, die durch Frequenzteilung mit ganzzahligen Faktoren aus dem Bittakt abgeleitet und bitweise übertragen werden, besteht

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Bits des übertragenen Ortungssignals im Takte der die Adresse übertragenden niederfrequenten Schwingung derart moduliert sind, daß sie während der einen Halbwelle dieser Schwingung den binären Wert »Eins« und während der anderen Halbwelle den binären Wert »Null« annehmen und daß sich die beiden Halbwellen der Rechteckschwingung in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode unterscheiden.