DE2643944A1 - Zeitmultiplexanlage mit einer signalgabeextrahierschaltung - Google Patents

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BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH

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Western Electric Company, Incorporated Colton 5-7-17 New York, N. Y. 10007, USA

Zeitmultiplexanlage mit einer Signalgabeextrahierschaltung

Die Erfindung betrifft eine Zeitmultiplexanlage gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Vergangenheit haben Pulscodemodulation-(PCM)Digitaldatenendstellen typischerweise sowohl die Aufgabe des Signalgabeextrahxerens als auch der Rahmenfeststellung, Rahmenneubildung und dergl. durchgeführt, und zwar auf einer Pro-Digitalgruppen-Basis - eine Digitalgruppe weist mehrere Zeitmultiplex-PCM-Nachrichten und Rahmen- und Signalgabebits in Multiplexform auf. Siehe den Artikel ⁿD2 Channel Bank: Digital Functions" von A. J. Cirillo und D. K. Thovson in Bell System Technical Journal, Band 51, Oktober 1972, Seiten 1701 bis 1712, und die dort zitierten Schriften. Die Pro-Digitalgruppen-Aufteilung dieser Funktionen hat bisher zu einem effizienten

München: Kramer · Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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Endstellenaufbau geführt.

Bei dem zunehmenden Digitalverkehr ist es nun nicht ungewöhnlich, Vorschläge dafür zu finden, mehrere Digitalgruppen zur Übertragung an eine entfernt liegende Stelle über eine gemeinsame übertragungseinrichtung in Multiplexform zu bringen oder alternativ mehrere empfangene Digitalgruppen in einem VermittlungsZentrum in Multiplexform auf eine gemeinsame Sammelleitung zu führen. Diese beiden Fälle sind etwas analog und präsentieren dasselbe Problem hinsichtlich des Signalgabeextrahierens. Die herkömmliche Praxis würde es nahelegen, die Signalextrahierungsfunktion auf einer Pro-Digitalgruppen-Basis unter Verwendung vieler Signalextrahierschaltungen auszuführen, um die mehreren Digitalgruppen je zu überwachen. Der augenscheinliche Nachteil dieser Lösung liegt natürlich in ihrer Komplexität und kostspieligen Redundanz hinsichtlich der Extrahierschaltungsanordnung.

Sowohl bei der D2-Kanalbank des genannten Artikels als auch bei D3 werden in fünf von je sechs Rahmen pro Kanal acht Bits zur übertragung digitaler Information (beispielsweise PCM-codierter Sprache) verwendet, und in jedem sechsten Rahmen wird das achte Bit (D8) für Signalgabezwecke herangezogen. Um diese Signalgabestellen zu identifizieren, wird Signalgaberahmeninformation in den Bitstrom eingefügt, und zwar in die Rahmenbitposition eines jeden zweiten Rahmeis (d. h. der Unterrahmen). Das verwendete Unterrahmen-

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muster ist ...111000111000111.... Der Signalgaberahmen ist definiert als derjenige Rahmen, der einem übergang
im Unterrahmenmuster folgt. Der Algorithmus, der von den
D2- und D3-EmpfangssteIlen zum Extrahieren oder Entnehmen von Signalgabeinformation verwendet wird, dient dazu,
das Signalgabeunterrahmenmuster auf einen Übergang (von 1 nach O oder 0 nach 1) zu überwachen und die D8-Bits
während des einem jeden Übergang folgenden Signalgaberahmens auf eine Signalgabeschaltungsanordnung durchzusteuern. Dieser Übergangsalgorithmus ist recht zufriedenstellend beim Identifizieren der Signalgaberahmen unter normalen Arbeitsbedingungen. Wenn das Unterrahmenmuster jedoch gestört ist (beispielsweise durch übermäßiges
Rauschen auf der Übertragungsleitung; durch Änderungen, die in ein Digitalgruppensignal durch ein Vermittlungsamt zu Synchronisations- und/oder Rahmenneubildungszwecken usw. eingeführt worden sind), können die Signalgabebits nicht richtig identifiziert werden. Als Folge kann eine Trennung oder eine Verbindung mit einer falschen Nummer auftreten.

Beim D2- oder D3-Algorithmus ist keine Vorkehrung getroffen, um die Signalgabezustände der Kanäle während
der Rahmenneubildung "einzufrieren". Stattdessen können sich diese Zustände beliebig zwischen Einhängen (d. h., einer binären "O") und Aushängen (d. h. einer binären "1")

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ändern, bis wieder eine Rahmenbildung hergestellt ist. Der D2/D3-Algorithmus stützt sich somit auf die Beziehung zwischen der Rahmenneübildungsstatistik und der normalen Amtsunterbrechung, um die Wahrscheinlichkeit einer Trennung oder Verbindung mit falscher Nummer während der Rahmenneubildung auf einen annehmbaren Bruchteil zu reduzieren.

Die geschilderten Probleme lassen sich mit einer Zeitmultiplexanlage lösen, die erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zeitmultiplexanlage sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines Teils einer die erfindungsgemäße Schaltung enthaltenden Zeitmultiplex-Vermittlungsanlage;

Fig. 2 das Datenformat einer typischen ankommenden Multiplexleitung;

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Fig. 3A und 3B bei gemeinsamer Betrachtung gemäß Fig. 3C ein ausführliches schematisches Schaltbild der in Fig. 1 in Blockform gezeigten Signalextrahierschaltung;

Fig. 4 ein Zustandsdiagramm zur Beschreibung der

Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 beim NichtVorhandenseins eines Schlupfes;

Fig. 5 ein Zustandsdiagramm zur Beschreibung der

Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 beim Auftreten eines Schlupfes; und

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild einer einzigen Speicherzelle, mit der alle 6-Bit-Schieberegister der Fig. 3 aufgebaut sind.

Die Signalgabeextrahierschaltung oder Signalgabeentnahmeschaltung gemäß Erfindung kann beispielsweise in einer Zeitmultiplex-Vermittlungsanlage großen Umfangs, wie der Anlage Bell System's Nr. 4 ESS, vorteilhaft verwendet werden. Die zu einem Nr. 4 ESS-Amt übertragenen PCM-codierten Digitaldatengruppen (die im folgenden auch mit dem Kurzausdruck Digruppen bezeichnet sind) werden je gespeichert, und zwar ein Rahmen auf einmal, und dann aus dem Speicher in einer solchen Reihenfolge ausgelesen,

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daß mehrere (5) x-Kanal-Digitalgruppen (x = 24) in Multiplexform auf eine gemeinsame Sammelleitung gegeben werden. Jede der ankommenden Digruppen-Bitfolgen verwendet pro Kanal acht Bits für die Übertragung digitaler Information. In jedem sechsten Rahmen wird jedoch das achte Bit (D8) für Signalgabezwecke herangezogen. Um diese Signalgabeziffern zu identifizieren, ist in der Bitfolge in die Rahmenbitposition eines jeden zweiten Rahmens (d. h. der Unterrahmen) eine Signalgaberahmeninformation eingefügt.

Die erfindungsgemäße Signalextrahierschaltung verwendet eine gemeinsame Steuerschaltungsanordnung, um die Signalextrahierfunktion sowohl für alle (aus der Vielzahl) Digruppen als auch für eine virtuelle Digruppe aus Testzeitlagen auf Zeitmultiplexbasis auszuführen. Ein Signalgabeunterrahmenmusterspeicher mit einem gemeinsamen Umlaufspeicher dient zur Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Echtzeitaufzeichnung des Musters der Signalgaberahmeninformation für jede Digruppe sowie für die virtuelle oder Test-Digruppe. Wenn für eine Digruppe ein vorbestimmtes Master .aufgezeichnet worden ist (beispielsweise ein Null-Unterrahmenbit, dem eine Folge von exakt drei Einsen vorausgeht, oder ein Eins-Unterrahmenbit, dem eine Folge von exakt drei Nullen vorausgeht) , wird ein Signalbitspeicher freigegeben zum Empfang

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der D8-Bits desjenigen Signalgaberahmens (einer von sechs), welcher der Aufzeichnung des vorbestimmten Musters folgt.

Erfindungsgemäß wird eine !Compensationslogik verwendet zur Anpassung der Signalextrahierschaltung an Rahmen/Unterrahmenmusteränderungen, die gelegentlich durch das Multiplexsystem zu Synchronisationszwecken in jede der in Multiplexform gebrachten Digruppen eingeführt werden. D. h., wenn die Multiplexanlage zu Synchronisationszwecken einen Informationsrahmen hinzufügen oder weglassen sollte (nachfolgend als "Schlupf" bezeichnet), wird die Signalextrahierschaltung in einen "Verwahr"-Zustand für die jeweilige Digruppe versetzt, den sie nur auf den Beginn eines neuen Signalgabeunterrahmenmusters hin verläßt. Während dieses letzteren Zustands wird das Einlesen der Digruppen-D8-Bits in den Signalbitspeicher verhindert. Die gespeicherten Signalgabezustände der Kanäle einer Digruppe, die aus der Rahmensynchronisation heraus ist (oder dabei ist, die Rahmensynchronisation zu verlassen), werden eingefroren, bis die Rahmensynchronisation wieder erlangt ist.

Durch die Verwendung der Testzeitlagen kann die gemeinsame Steuerschaltüngsanordnung, die von allen Digruppen gemeinsam benutzt wird, kontinuierlich getestet werden, während sie sich in Betrieb befindet, und Fehler oder Ausfälle können so schnell festgestellt werden.

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Die Lösung der gemeinsamen Steuerung führt zu einer wesentlichen Verringerung der Schaltungskomplexität, und die Schaltungsanordnung eigent sich eher für einen integrierten Schaltungsaufbau.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Zeitmultiplex-Vermittlungsanlage dargestellt, die eine erfindungsgemäße Signalgabeextrahierschaltungsanordnung umfaßt. Zu Erläuterungszwecken enthält die Anlage nach Fig. 1 viele Merkmale und Gesichtspunkte des Nr. 4 ESS; siehe den Artikel "No. 4 ESS - Long Distance Switching for the Future" von G. D. Johnson, Bell Laboratories Record, September 1973, Seiten 226 bis 232. Selbstverständlich ist jedoch die Vermittlungsanlage selbst kein Teil der vorliegenden Erfindung, und es ist für den Fachmann augenscheinlich, daß die vorliegend beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepte bei anderen und unterschiedlichen Zeitmultiplex-Vermittlungsanlagen verwendet werden können. Und wie zuvor erwähnt, kann die vorliegende Erfindung auch in der analogen Situation Verwendung finden, in der viele Digruppen zur Übertragung über eine gemeinsame Übertragungseinrichtung zu einer entfernt liegenden Stelle in Multiplexform zusammengefaßt werden. Die ankommende übertragungsleitung 11 trägt eine Digitalgruppe (Digruppe) gesonderter und unterschiedlicher Nachrichten in einer typischen Zeitmultiplexweise. Zu

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ERläuterungszwecken kann man wieder annehmen, daß die über die Leitung 11 übertragenen Daten ein Format aufweisen, das demjenigen Datenformat gleich ist, das über eine T-1-Übertragungsleitung an ein Nr. 4 ESS-Amt übertragen wird (siehe beispielsweise den Artikel "The D3 Channel Bank" von W. B. Gaunt und anderen, Bell Laboratories Record, August 1972, Seiten 229 bis 233). Dieses Datenformat ist in abgekürzter Form in der auseinandergezogenen Ansicht der Digruppe 2 in Fig. (Mitte) dargestellt. Das Format enthält vierundzwanzig 8-Bit-Wörter und ein Rahmenbit bei einer Gesamtzahl von 193 Bits pro Rahmen. Die vierundzwanzig Wörter repräsentieren typischerweise vierundzwanzig gesonderte und unterschiedliche Nachrichten, die in vierundzwanzig gesonderten und unterschiedlichen Kanälen 0 bis 23 untergebracht sind. Die Wörter sind PCM-(Pulscodemodulation-) codiert und das niedrigstwertige Bit (d. h. das achte Bit - D8) eines Kanals wird periodisch Signalgabezwecken gewidment. Die PCM-codierten Datenwörter können Sprach- oder Videoinformation, Digitaldaten von einem Datengerät usw. darstellen. Wie in Fig. (oben) angedeutet und nachfolgend ausführlich beschrieben ist, sind fünf Arbeits-Digruppen mit je vierundzwanzig Kanälen auf einer Sammelleitung mit 128 Zeitlagen in Multiplexform zusammengefaßt. Von

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diesen 128 Zeitlagen oder Kanälen werden 120 Zeitlagen (5 χ 24 = 120)für Verkehr verwendet und acht als Reserven, die für Wartungstests und dergl. verwendet werden können.

Wie Fig. 2 (unten) zeigt, werden in fünf von je sechs Rahmen alle acht Bits eines Kanals zur übertragung von Nachrichteninformation verwendet, und in jedem sechsten Rahmen wird das achte Bit (D8) zu Signalgabezwecken ausgeborgt oder herangezogen. Jedes Signalgabebit eines jeden Kanals betrifft nur die Signalgabeinformation für diesen speziellen Kanal; und alle Signalgabebits einer Digruppe treten im selben (einem von sechs) Signalgaberahmen auf. Die ausgeborgte D8-Ziffer eines Kanals ist mehr als 1300 mal pro Sekunde zur Signalgabe verfügbar, was mehr als angemessen ist für die Übertragung sowohl von Wählimpulsen als auch der erforderlichen Überwachungsinformation (beispielsweise _flob der Telefonhörer aus- oder eingehängt ist). Wie in dem zuvor erwähnten Artikel von W. B. Gaunt und anderen ausgeführt ist, resultiert die Verwendung dieses Formats in einer wesentlichen Verbesserung der Übertragungs - (Sprach) Qualität.

Jede der ankommenden T1-übertragungsleitungen 11 bis 15 der Fig. 1 überträgt Rahmeninformation in der 193. Impulsposition eines jeden neuen Rahmens. Es ergibt sich somit folgendes Rahmenmuster: —1—χ—0—χ—1—χ—0—χ—1—χ.

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Die alternierenden "1"- und "O"-Bits sind natürlich die gültigen Rahmenbits, Diejenigen Rahmen, die keine gültigen Rahmenbits enthalten, werden Signalgabeunterrahmen genannt, und die 193. Bits dieser Rahmen werden zum Senden von Sxgnalgaberahmeninformation verwendet.

Für vorliegende Zwecke ist das Rahmenmuster selbst von geringer Auswirkung und kann übergangen werden. Das Sxgnalgabeunterrahmenmuster ist jedoch von besonderer Bedeutung für die folgende Beschreibung und es ist folgendermaßen:

— 1—χ—1—χ—1—χ—Ο—χ—0—χ—0—χ—-1—χ—1 —.

Jeder obige Eintrag (—1, —0, —x) repräsentiert einen Rahmen für "eine gegebene Digruppe, und die χ repräsentieren hier Größen, um die man sich nicht zu kümmern braucht, soweit die Signalgabeextrahierschaltungsanordnung betroffen ist (es handelt sich bei ihnen tatsächlich um die zuvor beschriebenen Rahmenmusterbits, die sukzessiv zwischen 1 und 0 alternieren). Das Sxgnalgabeunterrahmenmuster besteht aus drei 1en, die sich mit drei Oen abwechseln. Der Signalgaberahmen (d. h., der Rahmen der D8-Signalgabebits) einer Digruppe ist derjenige Rahmen, welcher unmittelbar auf einen Übergang von' 1 nach 0 oder 0 nach 1 in dem Unterrahmenmuster folgt; er ist in der vorausgehenden Darstellung

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durch Unterstreichen gekennzeichnet. Wie in diesem Signalgabemuster oben angedeutet ist, tritt in jedem sechsten Rahmen ein Signalgaberahmen auf.

Jede empfangene Digruppe (DG1-DG5) wird auf je eine Empfangskonverterschaltung 16 gegeben, die eine Taktwiedergewinnungsschaltung umfaßt, welche die Leitungszeitsteuerung der ankommenden T1-Leitung wieder herstellt und zur Erzeugung von koinzidenten Taktimpulsen mit der Folgefrequenz der ankommenden Leitung (1,544 MHz) dient. Diese Taktimpulse werden jeweils an je eine Schreib/Lese-Adressenlogik 17 gegeben. Jeder Konverter 16 dient zum Regenerieren der empfangenen Digitalbits, die bei der Übertragung verschlechtert worden sind, wandelt diese von einem bipolaren in ein unipolares Format um und dient weiterhin dazu, jedes der aufeinanderfolgenden Digitalwörter (WO - W23) in ein Parallelbitformat umzusetzen, um ein paralleles Einschreiben der Kanalbits in die Speicher A und B von Datenspeichern 21 zu ermöglichen.

Die koinzidenten Ausgangstaktimpulse der Konverter 16 werden seriell auf die Schreib/Lese-Adressenlogikschaltungen 17 geliefert, die Ziffer- und Wortzähler aufweisen. Der Wortzähler einer jeden Logikschaltung 17 zählt bis zu 24 Wörtern und beginnt dann seinen Zyklus von neuem. Unter der Annahme, daß Rahmensynchronisation vorliegt, zählt dieser Wortzähler in zeitlicher Koinzidenz

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mit dem Erscheinen der Datenwörter WO bis W23 am Ausgang des zugeordneten Empfangskonverters 16 von" 0 bis 23. Somit gibt der Wortzähler die "Adresse" (beispielsweise die Position im Rahmen) eines jeden Datenwortes an.

Die Speicher A und B des Datenspeichers 21 sind je als Speicher mit beliebigem Zugriff für vierundzwarizig Wörter ä 10 Bits aufgebaut. Wenn eine Digruppe im Rahmen liegt, d. h. Rahmensynchronisation aufweist, speichern die Datenspeicher A und B je einen vollständigen Datenrahmen einschließlich des Rahmenbits (D9) plus einem Paritätsbit für jeden Kanal des Rahmens. Aufeinanderfolgende Rahmen von ankommenden Daten werden abwechselnd in den A- und den B-Speicher geschrieben, wobei die aufeinanderfolgenden Datenwörter in einem Rahmen in aufeinanderfolgende Speicherplätze eingeschrieben werden, wenn die Schreibadresse sukzessiv von 0 bis 23 zunimmt. Jeder Empfangsdatenspeicher umfaßt einen statischen MOS-(metal oxide semiconductor , d. h. Metall-Oxid-Halbleiter)Speicher mit beliebigem Zugriff und eine Adressendecodierlogik.

Die Leitungsübertragungsfolgefrequenz ist gegeben zu 1,544 MHz. Es sind 193 Bits pro Rahmen vorhanden. Die Dauer eines jeden Leitungsrahmens beträgt 125 MikroSekunden, und dieser ist in Kanäle mit einer Zeitlänge von je 5,18 Mikrosekunden unterteilt. Diese Rahmendauer wiederum bildet die interne Rahmen-

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dauer des Vermittlungsamtes während entsprechender 125 Mikrosekunden. Der 125 Mikrosekunden-Amtsrahmen wird in 128 Zeitperioden unterteilt, die hier als Zeitlagen oder Kanäle bezeichnet werden. Fünf Digruppen aus je 24 Kanälen werden in der zu beschreibenden Weise in Multiplexform auf eine 128 Zeitlagen aufweisende Sammelübertragungsleitung gegeben, wobei acht Reservezeitlagen übrigbleiben. Diese Reservezeitlagen werden für Wartungstestzwecke verwendet. Beispielsweise können die Reservezeitlagen dazu verwendet werden, die Extrahierschaltung für die gemeinsame Steuersignalgabe zu testen, während diese sich im Arbeitsbetrieb befindet. Jeder Schreibzyklus oder jede Schreiboperation erfordert einen ganzen Rahmen (125 Mikrosekunden) . Da jedoch während derselben Zeitdauer (125 Mikrosekunden) fünf Digruppen auf einer gemeinsamen Sammelleitung in Multiplexform zusammengefaßt werden, wie es Fig. 2 (oben) zeigt , beträgt der Lesezyklus einer gegebenen Digruppe lediglich etwa 20% der für einen Schreibzyklus erforderlichen Zeit.

Neben anderen Taktsignalen stellt der (nicht gezeigte) Amtstakt erzeugte Wortcode-Taktsignale zur Verfugung, die zur Festlegung der 128 Zeitlagen des Amtsrahmens dienen. Diese letzteren Taktsignale werden auf die Schreib/Lese-Adressenlogikschaltungsanordnung 17 gegeben, 10

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die diese decodiert und aufeinanderfolgende Zyklen mit je 24 Zählschritten entwickelt, wobei jeder Zyklus aus Zählschritten dazu dient, ein Auslesen der Daten aus einem gegebenen der Datenspeicher 21 bis 25 freizugeben. Nimmt beispielsweise die der ersten Digruppe (DG1) zugeordnete Leseadressenlogik 17 in ihrem Zählstand von 0 bis 23 zu, wird ein Datenrahmen entweder im Speicher A oder im Speicher B des Datenspeichers 21 ausgelesen; beim nächsten Zyklus aus 24 Zählschritten (24 bis 47) wird .ein Datenrahmen der Digruppe DG2 ausgelesen, ... und beim letzten Zyklus aus 24 Zählschritten (96 bis 119) wird ein Datenrahmen entweder im Speicher A oder im Speicher B des Datenspeichers 25 ausgelesen. Nach fünf aufeinanderfolgenden Zählzyklen mit je 24 Zählschritten wird der Vorgang für eine Zeitdauer von acht Zeitlagen (d. h. den Reservezeitlagen 120 bis 127) unterbrochen und dann wiederholt.

Das von jeder Logikschaltung 17 entwickelte Leseadressensignal umfaßt ein LA/LB-Signal (lies A/lies B), das dazu dient, das Auslesen abwechselnd aus dem Speicher A und dem Speicher B für eine gegebene Digruppe freizugeben. Genauer ausgedrückt, ist die Rechteckwellenform eines jeden LA/LB-Signals derart, daß Daten typischerweise in

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alternierender Art aus den Speichern A und B ausgelesen werden und daß das Auslesen generell gegenüber dem Schreiben phasenverschoben ist, so daß das Auslesen eines Speichers (A) gleichzeitig mit dem Einschreiben in den anderen Speicher (B) geschieht und umgekehrt.

Die wiedergewonnene Leitungszeitsteuerung, die für eine gegebene Leitung zum Einschreiben in die Datenspeicher verwendet wird, ist typischerweise nicht mit der Amtszeitsteuerung synchronisiert, die zum Auslesen dieser Speicher verwendet wird. Folglich kann mehr oder weniger Information in die Speicher eingeschrieben werden, als aus diesen ausgelesen wird. Eine Schlupfsteuerschaltung, die Teil einer jeden Adressenlogik 17 ist, behandelt dieses Problem dadurch, daß sie entweder einen Rahmen gespeicherter Daten ausscheidet oder einen Rahmen gespeicherter Daten doppelt liest, was von der relativen Drift zwischen den Lese- und den Schreibzyklen abhängt. Genauer gesagt, wenn eine gegebene wiedergewonnene Leitungsfrequenz, die zum Schreiben in ein Paar Datenspeicher A und B verwendet wird, größer als die zum Auslesen dieser Speicher verwendete Amtsfrequenz ist, wirkt die Schlupfsteuerung derart auf den Lesezyklus ein, daß ein Weglassen eines Datenrahmens bewirkt wird (d. h., ein Datenrahmen wird ausgeschieden). Wenn die wiedergewonnene Leitungsfrequenz

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andererseits etwas kleiner ist als die Amtsfrequenz, wirkt die Schlupfsteuerung derart auf den Lesezyklus ein, daß ein Doppeltlesen eines Datenrahmens bewirkt wird (d. h. ein Datenrahmen wird wiederholt). Eine Rahmenunterdrückung oder-Wiederholung wird "Schlupf" genannt. Sowohl die Bestimmung dieses Schlupfes oder dieser Drift als auch dessen oder deren Richtung wird durch einen Vergleich der Lese- und Schreibzyklen für eine Digruppe bewirkt. Eine Schlupfoperation wird angezeigt durch ein Signal auf der Schlupfausgangsader einer bestimmten Adressenlogikschaltung 17.

Die beschriebene Schlupfoperation bewirkt eine Synchronisation in einem Vermittlungsamt, das sich in einem im wesentlichen asynchronen Nachrichtennetzwerk befindet, mit einem Minimum an resultierender Beeinträchtigung der übertragenen Signale. Ein Rahmen aus Daten in Multiplexform umfaßt eine Vielzahl unterschiedlicher Nachrichtenwörter in unterschiedlichen Multiplexkanälen des Rahmens, und deshalb ist ein gelegentlich verlorenes oder verdoppeltes Digitalwort pro Nachricht ohne Bedeutung. Da die Netzwerktakte der verschiedenen Ämter mehr oder weniger synchron sind, ist die Häufigkeit eines Rahmenausscheidens oder eines Doppellesens gering, und es ist immer exakt ein Datenrahmen, der beeinträchtigt wird.

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Wenn die Leseadressen-Logikschaltungsanordnung 17 ihren Zählstand während fünf Zyklen aus je 24 Zählwerten nacheinander erhöht, werden die Datenspeicher der Reihe nach für fünf Digruppen ausgelesen, und die Digruppen werden im Multiplexer 26 miteinander in Zeitmultiplexform zusammengefaßt, um einen Zeitmultiplex-Bitstrom zu bilden, wie er in Fig. 2 (oben) gezeigt ist. Somit werden die 24 Kanäle der Digruppe DG1 gelesen, dann die 24 Kanäle der Digruppe DG2 und ebenso geschieht es mit den anderen drei Digruppen. Die acht Reservezeitlagen (SP) trennen die Daten des Kanals 23 der Digruppe DG5 von Kanal 0 der Digruppe DG1. Die Datenwörter werden aus dem Speicher in einem Parallelformat ausgelesen und bleiben auf der gemeinsamen Sammelleitung

28 in einem Parallelformat.

Die in Zeitmultiplexform befindlichen Digitaldatengruppen werden über die gemeinsame Multiplexsammelleitung 28 an ein Vermittlungsnetzwerk geliefert. Ein Rahmendetektor

29 überwacht kontinuierlich und unabhängig am Multiplexpunkt alle Digitalgruppen (und die Test-Digruppe) auf einer Zeitmultiplexbasis. Kurz ausgedrückt prüft der Rahmendetektor 29 jede Digruppe dadurch auf Rahmensynchronisation, daß er deren Rahmenbits mit einem lokal erzeugten Rahmenmuster vergleicht. Wenn der Vergleich erfolgreich ist, weist die Digruppe Rahmensynchronisation

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auf, und es braucht keine Korrekturmaßnahme ergriffen zu werden. Wenn der Vergleich jedoch mißlingt, ist ein Zustand fehlender Rahmensynchronisation angezeigt und es wird ein "Einfang"-Vorgang dadurch ausgelöst, daß ein geeignetes Signal zu einer Rahmenneubildungsvorrichtung gesendet wird.

Der Rahmendetektor 29 erzeugt ein Paar Signale, die für die Signalgabeextrahierschaltung 30 von Nutzen sind. Ein Rahmenimpuls-Rahmensiganl (FPF) wird vom Detektor 29 zu dem Zweck entwickelt, die Rahmenbits enthaltenden Rahmen einr Digruppe von solchen Rahmen (d. h., Signalgabeunterrahmen) zu unterscheiden, die keine Rahmenbits aufweisen. Somit handelt es sich bei den Signalgabeunterrahmen (SF) per Definition um solche Rahmen, die keine Rahmenimpulsrahmen sind (d. h., SF = FPF). Es handelt sich um dieses letztere Signal (FPF oder SF), das von der Signalgabeextrahierschaltung 30 bei der Identifikation von Signalgabeunterrahmen verwendet wird.

Der Rahmendetektor 29 umfaßt einen Fehlerzeitsteuerungsspeicher, der ein TMIN-Signal erzeugt für die Anzeige, daß die Fehlerzählung des Zeitsteuerungsspeichers für eine gegebene Digruppe Null ist, d. h., daß die Digruppe Rahmensynchronisation aufweist. Wenn die Rahmensynchronisation verlorengegangen ist, entweder momentan oder langer, erhöht

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sich die Fehlerzählung zu TMAX hin; TMAX zeigt an, daß eine gegebene Digruppe den Rahmen verlassen hat, d. h. keine Rahmensynchronisation aufweist. Die früheste Anzeige eines möglichen Rahmensynchronisationsverlustes ist somit das Herauslaufen des Fehlerzeitsteuerungsspeichers
aus dem TMIN-Zustand. Dieses TMIN-Signal wird von der
Signalextrahierschaltung 30 in zu beschreibender Weise verwendet, um die gespeicherten Signalgabezustände der Kanäle einer Digruppe "einzufrieren", die keine Rahmensynchronisation aufweist (oder dabei ist, die Rahmensynchronisation zu velassen).

Das Weglassen oder Doppeltlesen eines Rahmens (d. h.
ein Schlupf) stört den Rahmen/Signalgaberahmenbitstrom und muß sowohl in der Signalgabeextrahierschaltung 30 als auch in anderen Schaltungsanordnungen (beispielsweise
dem Rahmendetektor) der Vermittlungsanlage behoben
werden. Zu diesem Zweck werden die durch die einzelnen Adressenlogikschaltungen 17 erzeugten Schlupfsignale
(SCHLÜPF-1 ... SCHLÜPF-5) auf die Extrahierschaltung
30 geführt, in der sie in noch zu beschreibender Weise verwendet werden.

Die zwischengeschobenen Rahmenbits und Signalgaberahmenbits in der 193. Bitposition eines jeden Rahmens werden im Datenspeicher in denselben Speicherplatz (Reihe) wie

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die Datenbits D1-D8 des Datenworts W23 geschrieben. Aus diesem Grund ist es zweckdienlich, das 193. Bit als Teil des letzten Wortes(W23) eines Rahmens zu betrachten und dieses somit als D9 zu bezeichnen. Die D9-Bitstrom-Ausgangsader der Paralleldaten-Ausgangssammelleitung 28 ist mit der Signalgabeextrahierschaltung 30 fest verdrahtet. Die D8-Bitstrom-Ausgangsader ist gleichermaßen.mit der Extrahierschaltung 30 verbunden.

Das Signalgabebit-Ausgangssignal der Signalextrahierschaltung 30 wird zusammen mit den Signalgabeausgangssignalen vieler anderer Extrahierschaltungen auf einen Abtaster gegeben. Der Abtaster tastet der Reihe nach die Eingangssignalgabedaten ab und liefert diese dann in Multiplexform an einen Signalgabeverarbeiter, der diese zum Herstellen (und Aufheben) von Fernsprechverbindungen durch das Vermittlungsamt hindurch verwendet .

Die erfindungsgemäße Extrahierschaltung für die gemeinsame Steuersignalgabe ist ausführlich in den Fig. 3A und 3B gezeigt. Die Extrahierschaltung umfaßt eine 8-Zustand-Sequentiellvorrichtung, die das empfangene Unterrahmenmuster für jede der fünf Arbeits-Digruppen und die Test-Digruppe überwacht, um die Stelle des Signalgaberahmens 15

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zu bestimmen. Wenn ein solcher Rahmen für eine Digruppe geortet ist, wird ein Befehl an eine Signalbitspeichervorrichtung gegeben, um die Signalgabebits für diese Digruppe auf neuesten Stand zu bringen.·

Eine kontinuierliche Echtzeitaufzeichnung des Signalgabeunter rahmenmusters für jede Digruppe wird in einem gemeinsam benutzten Umlaufspeicher gespeichert, der kontinuierlich entsprechend den in jedem empfangenen Unterrahmenmuster auftretenden Änderungen auf neuesten Stand gebracht wird (was im folgenden als "Berichtigung" bezeichnet wird). Diese Operation wird ausgeführt durch einen Unterrahmenmusterspeicher 301, der drei 6-Bit-Schieberegister aufweist, die den erforderlichen Speicher bilden, und durch eine Berichtigungslogik 302, welche die gespeicherte Unterrahmenmusterinformation für jede Digruppe entsprechend den Änderungen in jedem empfangenen Unterrahmenmuster berichtigt (d. h. auf den neuesten Stand bringt) oder ändert. Wenn ein vorbestimmtes Unterrahmenmuster für eine gegebene Digruppe empfangen worden ist, wird ein 128 Zellen aufweisendes Schieberegister 303 (Fig. 3B) durch die Logikschaltungsanordnung eines Signalbitspeichers 304 freigegeben, um die D8-B"its desjenigen Signalgaberahmens zu empfangen, welcher dem Empfang eines vorbestimmten Unterrahmenmusters folgt. Zur Speicherung der 24 D8-Bits einer jeden der fünf Arbeits-Digruppen und der acht D8-Bits der Test-Digruppe

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muß das Speicherschieberegister 303 wenigstens 128 Speicherzellen aufweisen.

Beim Auftreten eines Schlupfzustands (des Weglassens oder Wiederholens eines Rahmens) für eine gegebene Digruppe dient eine Schlupfsperrlogik 305 dazu, die im Unterrahmenmusterspeicher 301 gespeicherten Daten zu ändern, so daß das Einlesen der D8-Bits der Digruppe in das Signalbitspeicherregister 303 vorübergehend verhindert wird.

Wie nachfolgend deutlicher wird, kann man das Signalgabeunterrahmenmuster einer empfangenen Digruppe als zu einem gegebenen Zeitpunkt einen von acht möglichen Zuständen einnehmend definieren. Der Unterrahmenmusterspeicher 301 erzeugt eine Echtzeitaufzeichnung des Zustandes eines jeden empfangenen Unterrahmenmusters wie auch des Musters der Test-Digruppe. Drei binäre Ziffern sind erforderlich, um diese acht möglichen Zustände zu speichern oder aufzuzeichnen, und deshalb besteht der Musterspeicher 301 aus drei parallelen Schieberegistern 306. Zu irgendeinem Zeitpunkt speichern die entsprechenden Zellen der Register 306 vorübergehend den Zustand (einen von acht Zuständen) des Unterrahmenmusters einer gegebenen Digruppe. Um die Ünterrahmenmusterinformation sowohl für alle fünf Digruppen als auch für die Test-Digruppe zu speichern, müssen die drei Schieberegister 306 also eine 6-Bit-Länge aufweisen. Die Schieberegister 306 werden durch Taktsignale (CLK) verschoben, die vom Amtstakt abgeleitet sind und die

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gespeicherten Daten beim Beginn der Zeitlagen O, 24, 48, 72, 96 und 128 verschieben. So erscheint beispielsweise zu Beginn der Zeitlage 0 des AmtsZyklus oder Amtsrahmens der binär codierte (1 aus 8) ünterrahmenmusterzustand der Digruppe DG1 am Ausgang der Schieberegister 306, und die gespeicherten Zustände der anderen Digruppen werden um eine Zellenposition zum Ausgang hin verschoben. Der binär codierte Zustand der Digruppe DG1 wird umgesetzt, durch die Logikschaltung 302 auf neuesten Stand gebracht und dann wieder auf den Eingang der Register 306 gegeben, wo er nachfolgend von neuem zum Registerausgang hin vorgerückt oder verschoben wird. Beim Beginn der Zeitlage 24 des Amtszyklus wird der binär codierte 1-aus-8-Zustand der Digruppe DG2 zum Ausgang der Schieberegister 306 geschoben, von wo er auf die Berichtigungslogik 302 gegeben wird. Gleichlaufend damit werden die gespeicherten Zustände der anderen Digruppen in den Registern 306 je um eine Zellenposition vorgerückt. Auf diese Weise werden die Unterrahmenmusterzustandsdaten für alle Digruppen, einschließlich der Testdigruppe, kontinuierlich durch die Schieberegister 306 geschoben, und dann über die Berichtigungslogik 302 auf deren Eingangsstufen zurückgekoppelt.

Ein Ausgangssignal-Vollumsetzer 308 wandelt das binär codierte Schieberegisterausgangssignal in einen 1-aus-8-Code um; ein Vollumsetzer 309 bewirkt das Gegenteil, d. h.

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er führt eine Dezimal-in-Binärcode-Umwandlung durch. Um die Zeichnung zu vereinfachen, werden Luftleitungsverbindungen vom Ausgang des Umsetzers 308 zu den verschiedenen Logikgattereingängen verwendet.

Sowohl die Schieberegister 306 als auch ein um einen Rahmen verzögerndes Register 307 in Fig. 3B sind je mit sechs Speicherzellen aufgebaut, von denen jede gemäß Fig. 6 aufgebaut ist. Eine typische Speicherzelle weist ein Paar kaskadengekoppelte Flip-Flops 61 und 62 und eine Taktgatterlogik 63 auf. Ein binäres Datenbit wird während jeweils der letzten Digruppenzeitlagen in das Eingangs-Flip-Flop 62 eingelesen und während jeweils der ersten Digruppenzeitlagen vom Flip-Flop 62 zum Ausgangs-Flip-Flop 61 verschoben. Somit geschieht das Verschieben während der Zeitlagen 0, 24, 48, 72, 96 und 120 des Amtszyklus, während das Einlesen oder "Laden" einer jeden Zelle während der vorausgehenden Zeitlagen 127, 23, 47, 71, 95 und 119 des Amtszyklus geschieht.

Z¹U irgendeinem gegebenen Zeitpunkt befindet sich der Unterrahmenmusterzustand einer gegebenen Digruppe in einem von acht möglichen Zuständen, wie es im Zustandsdiagramm der Fig. 4 gezeigt ist. Zustand 1 in Fig. 4

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zeigt, daß drei aufeinanderfolgende Nullen (D9=0) im Unterrahmenmuster einer Digruppe empfangen und aufgezeichnet worden sind; Zustand 2 repräsentiert den Unterrahmenmusterzustand für den Empfang von zwei aufeinanderfolgender Nullen; und Zustand 3 stellt den vorübergehenden Zustand des Signalgabeunterrahmenmusters dar, wenn eine erste Null (D9=0) empfangen und in der zu beschreibenden Weise aufgezeichnet worden ist. Zustand 4 wird erreicht, wenn eine erste Eins (D9=1) in einem Signalgabeunterrahmenmuster empfangen worden ist; Zustand 5 repräsentiert den Unterrahmenmusterzustand für zwei aufeinanderfolgende Einsen; und Zustand 6 zeigt an, daß drei aufeinanderfolgende Einsen (D9=1) in dem Signalgabeunterrahmenmuster empfangen und aufgezeichnet worden sind. Wenn für eine gegebene Digruppe ein korrektes Signalgabeunterrahmenmuster empfangen worden und kein Schlupf aufgetreten ist, durchläuft der Zustandsspeicher regelmäßig der Reihe nach die Zustände 4, 5, 6, 3, 2 und 1 und beginnt dann einen neuen Zyklus. Die Zustände 0 (größer als drei Nullen) und 7 (größer als drei Einsen) repräsentieren Abweichungen in einem empfangenen Signalgabeunterrahmenmuster und werden nachfolgend weitergehend diskutiert.

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Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe einen gegebenen von acht in Fig. 4 gezeigten möglichen Zuständen aufweist beispielsweise sei Zustand 4 angenommen, der anzeigt, daß ein Signalgabeunterrahmenbit D9=1 empfangen worden ist. Während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF) rückt ein zweites binäres 1-Bit (D9=1) den Unterrahmenmusterzustand auf Zustand 5 vor; dieser Übergang wird durch den Pfeil angedeutet, der den Booleschen Ausdruck SF*D9 trägt. Sollte dieses nächste oder zweite Unterrahmenbit jedoch eine Null sein(D9=0), wird der ünterrahmenmuster zustand stattdessen zum Zustand 3 verschoben; dieser letztere übergang ist durch den Pfeil angedeutet, der die Bezeichnung SF⁴DiT trägt (wenn D9=0, BT=I). Der Übergang vom Zustand 5 zum Zustand 6 findet beim Eintreffen des nächsten (dritten) Bits D9=1 während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF»D9) statt. Nach der Aufzeichnung von drei Einsen (-Zustand 6) ist das nächstfolgende Signalgabeunterrahmenbit normalerweise eine binäre Null (D9~=1), und folglich wird der ünterrahmenmuster zustand zum Zustand 3 verschoben, wie es durch den Pfeil angedeutet ist, der vom Zustand 6 zum Zustand 3 gerichtet ist und mit SF* D9 bezeichnet ist. Eine weitere Null (D9~) im Ünterrahmenmuster führt zum Übergang (SF*Ό9) zum Zustand 2, und eine weitere Null (D9) führt zu einem übergang

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(SF»D9) zum Zustand 1. Dies macht einen vollen Zyklus des Signalgabeunterrahmenmusterzustands vollständig, wobei der Zyklus auf das Eintreffen einer binären Eins (D9=1) im allernächsten Signalgabeunterrahmen (SF) hin von neuem beginnt. Die vorausgehenden Erläuterungen stellen die normale Folge der Unterrahmenmusterzustände dar, wenn ein Schlupf oder Unterrahmenmusterverletzungen nicht vorhanden sind.

Unterrahmenmusterverletzungen ändern die normale Reihenfolge auf folgende Weise ab. Wenn sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 4, 5 oder 6 befindet und das nächste Unterrahmen-(SF-)Bit eine binäre Null (D9=0, D9"=1) an Stelle der normalen binären Eins ist, wird der Unterrahmenmusterzustand zum Zustand 3 verschoben. Die Übergänge sind als SF «D9 bezeichnet. Wenn sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe andererseits im Zustand 1, 2 oder 3 befindet und das nächste SF-Bit eine binäre Eins (D9=1) an Stelle der normalen binären Null ist, wird der Unterrahmenmusterzustand zum Zustand 4 verschoben. Diese Übergänge sind mit SF-D9 bezeichnet. Sollte sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 6 befinden und das nächste SF-Bit eine binäre Eins sein (d. h., es wird ein viertes aufeinanderfolgendes Bit D9=1 empfangen), wird der Unter-

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rahmenmusterzustand zum Zustand 7 verschoben, wo er verbleibt, bis schließlich während eines nachfolgenden SF ein Null-(D9-)Unterrahmenbit empfangen wird. Wenn sich der Ünterrahmenmusterzustand einer gegebenen Digruppe im Zustand 1 befindet und das nächste SF-Bit eine binäre Null ist (d. h., es wird ein viertes aufeinanderfolgendes Bit D9=0 empfangen), wird der Ünterrahmenmusterzustand zum Zustand 0 verschoben, wo er bleibt, bis ein Eins-(D9-) Unterrahmenbit empfangen wird. Die Zustände 0 und 7 repräsentieren je einen Verwahrzustand für eine Digruppe, den diese nur auf den Beginn eines neuen Unterrahmenmusters, d. h. den Empfang einer ersten Eins (D9) bzw. Null (D9), hin verläßt. Wie nachfolgend deutlicher wird, wird in diesem Verwahrzustand das Einlesen der Digruppen-D8-Bits in das Signalbitspeicherregister 303 verhindert. Die geschlossenen Schleifen eines jeden Zustandes, die mit SF bezeichnet sind, zeigen, daß die Zustände während Rahmenimpulsrahmen FPF(FPF=SF) unverändert sind; d. h., ein Ünterrahmenmusterzustand durchläuft während eines FPF den Unterrahmenmusterspeicher 301 einfach von neuem. Für den Zustand 0 bedeutet der BooLesche Ausdruck SF+SF?D9~ einfach, daß der Zustand unverändert bleibt während eines Rahmenimpulsrahmens (FPF=SF) oder wenn das nächste SF-Bit eine binäre Null (D9~) ist. Für den Zustand 7 bedeutet SF+SF»D9, daß der Zustand unverändert bleibt während eines Rahmenimpulsrahmens (SF) oder wenn das nächste SF-Bit eine binäre 1 (D9) ist.

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3 ι

Fig. 3Α zeigt die das Zustandsdiagramm der Eg- 4 ausführende Schaltung. Das Rahmenmusterzustand-Ausgangsignal von den Schieberegistern 306 wird über den Umsetzer 308 als ein Eins-aus-Acht-Codesignal (O, 1 ... oder 7) auf die Berichtigungslogik 302 gegeben. Die Verknüpfungsfähige Berichtigungslogik 302 (d. h., die nicht minimale UND/ODER-Gatterlogik) bestimmt den neuen Unterrahmenmusterzustand für eine Digruppe auf Grund von deren früherem Zustand und den Eingangssignalen SF (und SF) und D9 (und Ώ9). Die mit einem Zirkumflex versehenen Zahlen (d. h. 0, 1 ... 7) repräsentieren den neuen Unterrahmenmusterzustand, bei dem es sich normalerweise um den nächsten Zustand bei der zuvor beschriebenen normalen Folge (4, 5, 6, 3, 2 und 1) von Unterrahmenmusterzuständen handelt.

Fig. 4 ist das Betriebszustandsdiagramm für die Extrahierschaltung beim NichtVorhandensein eines Schlupfes; in Fig. 3A funktioniert die Berichtigungslogikschaltung 302 nur während dieser schlupffreien (SCHLUPF) Bedingung.

Zu diesem Zweck wird das SCHLUPF-Signal auf UND-Gatter 310 geliefert, um diese nur freizugeben, wenn ein schlupffreier Zustand herrscht.

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Zum Zweck der Erläuterung wird wiederum angenommen, daß sich der ünterrahmenmusterzustand einer gegebenen Digruppe in einem der acht in Fig. 4 gezeigten möglichen Zustände befindet - beispielsweise sei Zustand 4 angenommen. Während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF) der Digruppe rückt ein binäres 1-Bit (D9=1) den Unterrahmenmusterzustand auf den Zustand 5 vor (5 in Fig. 3A). Diese Funktion wird durch ein UND-Gatter 311 durchgeführt, das durch das Bit D9=1 während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF=D freigegeben wird, wenn der vorausgehende Zustand der Zustand 4 war. Das Ausgangssignal des Gatters 311 wird über ein ODER-Gatter 312 und das freigegebene (SCHLUPF=I) UND-Gatter 310 auf den Umsetzer 9 gegeben. Während des folgenden Rahmenimpulsrahmens (FPF=SF=D wird ein UND-Gatter 313 freigegeben, damit das Zustand-5-Signal über das ODER-Gatter 312 und das mit diesem in Tandemschaltung gekoppelte und freigegebene (SCHLUPF=I) UND-Gatter 310 von neuem umlaufen kann. Der nächste (normale) Übergang vom Zustand 5 zum Zustand 6 findet beim Eintreffen des nächsten (dritten) Bits D9=1 während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF) statt. Diese Funktion wird durch ein UND-Gatter 314 durchgeführt, das durch das Bit D9=1 während des nachfolgenden Unterrahmens (SF=D freigegeben wird, wenn der vorausgehende Zustand der Zustand 5 war. Während des folgenden Rahmenimpulsrahmens (SF) wird

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ein UND-Gatter 315 freigegeben, damit das Zustand-6-Signal von neuem umlaufen kann. Wenn sich der Signalgabeunterrahmenzustand einer gegebenen Digruppe im Zustand 6 befindet, dient ein Bit D9=1 (d. h. ein viertes aufeinanderfolgendes D9-Bit) im nächsten Signalgabeunterrahmen (SF) dazu, ein UND-Gatter 316 freizugeben und dadurch den Ünterrahmenmusterzustand zum Zustand 7 vorzurücken (7 in Fig. 3A). Auf das Aufzeichnen dreier Einsen (Zustand 6) hin, ist das nächstfolgende Signalgabeunterrahmenbit normalerweise eine binäre Null (OT=I), und folglich wird der Unterrahmenzustand normalerweise zum Zustand 3 verschoben (3 in Fig. 3A). Diese Funktion wird durch ein UND-Gatter 317 durchgeführt, das durch das D9"-Bit während des nächsten Unterrahmens (SF=D freigegeben wird, wenn der vorausgehende Zustand der Zustand 6 war. Ein ODER-Gatter 318 dient dazu, das Zustand-6-Signal auf den Eingang des UND-Gatters 317 zu koppeln. Das ODER-Gatter 318 dient außerdem dazu, die Zustand-4-, 5- und 7-Signale auf den Eingang des UND-Gatters 317 zu koppeln. Wenn ein nachfolgendes Unterrahmen-(SF)-Bit eine Null (D9~) ist, wird folglich das UND-Gatter 317 gleichermaßen freigegeben, um irgendeinen gegebenen dieser Zustände in Zustand 3 zu ändern (3 in Fig. 3A). Wenn sich der Ünterrahmenmusterzustand somit im Zustand 3 befindet, gibt das nächstfolgende Signalgabeunterrahmen-(SF)-Bit D~9 ein UND-Gatter 319 frei, um den Ünterrahmenmusterzustand zum Zustand 2 (zwei aufeinanderfolgende Nullen) zu verschieben. Vom Zustand 2 wird der Ünterrahmenmusterzustand zum Zustand 1 verschoben, wenn das nächstfolgende Signal-

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gabeunterrahmenbit D9 = 1 ist. Unter diesen Bedingungen wird ein UND-Gatter 324 freigegeben, um über ein ODER-Gatter 331 und das diesem nachgeschaltete UND-Gatter 310 ein Erregungssignal auf die 1-Ader zu liefern. Befindet sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 1 und ist das nächste SF-Bit eine binäre Null (d. h., es wird ein viertes aufeinanderfolgendes Bit D9=0 empfangen), wird der Unterrahmenmusterzustand durch die Freigabe des UND-Gatters 321 zu Null verschoben; während, wenn das nächste SF-Bit eine binäre Eins (D9) ist, das UND-Gatter 322 freigegeben wird, um den gespeicherten Zustand zum Zustand 4 zu verschieben. Wenn der Signalgabeunterrahmenzustand entweder der Zustand 0, 1,2 oder 3 und das nächste SF-Bit ein Bit D9=1 ist, wird das UND-Gatter 322 freigegeben, um eine Zustandsänderung zum Zustand 4 zu bewirken (d. h. 4). Die Signale für die Zustände ο bis 4 werden über das ODER-Gatter 323 auf den Eingang des UND-Gatters 322 gegeben .

Wie zuvor erwähnt, wird ein Unterrahmenmusterzustand während eines Rahmenimpulsrahmens FPF(oder SF) erneut in Umlauf durch den Unterrahmenmusterspeicher gesetzt. Für die Zustände 1 bis 6 wird diese Funktion durch die UND-Gatter 325, 326, 327, 328, 313 bzw. 315 durchgeführt. Wenn bei-

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spielswiese SF=1 ist, wird das UND-Gatter 325 freigegeben, um das Zustand-1-Signal über das ODER-Gatter 331, das diesem nachgeschaltete UND-Gatter 310 und den Umsetzer 309 zurück auf den Eingang des Zustandsspeichers 301 gelangen zu lassen. In Fig. 4 ist der geschlossenen Schleife des Zustands 0 der zuvor erläuterte Boolesche Ausdruck SF+SF*D9" zugeordnet; die Gater 333, 334 und 335 führen die Funktion dieses Booleschen Ausdrucks aus. Während eines Rahmenimpulsrahmens wird das Signal SF=1 über das ODER-Gatter 333 auf das UND-Gatter 334 geführt, so daß dieses freigegeben wird, um das seinem Eingang zugeführte Zustand-O-Signal durchzulassen. Somit bleibt das Zustand-O-Signal während FPF unverändert. Auch wenn sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 0 befindet und das nächste SF-Bit eine Null (D!9) ist, werden die UND-Gatter 335 und 334 freigegeben, um den wiederholten Umlauf des Zustand-O-Signals zu erlauben. Die geschlossene Schleife des Zustands 7 ist durch den zuvor erläuterten Booleschen Ausdruck SF+SF-D9 gegeben; die Gatter 343, 344 und 345 führen die Funktion dieses Booleschen Ausdrucks aus. Während eines Rahmenimpulsrahmens wird das Signal SF=1 über das ODER-Gatter 343 auf das UND-Gatter geführt, so daß dieses freigegeben wird, um das seinem Eingang zugeführte Zustand-7-Signal passieren zu lassen. Somit bleibt das Zustand-7-Signal während FPF unverändert.

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Auch wenn sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 7 befindet und das nächste SF-Bit eine Eins (D9) ist, sind die UND-Gatter 345 und 344 freigegeben, um den wiederholten Umlauf des Zustand-7-Signals zu erlauben.

Wenn, wie zuvor erläutert, ein vorbestimmtes Muster für eine gegebene Digruppe empfangen worden ist (beispielsweise ein Null-Unterrahmenbit, dem eine Folge von exakt drei Einsen vorausgegangen ist, oder ein Eins-Unterrahmenbit, dem eine Folge von exakt drei Nullen vorausgegangen ist), werden der Signalbitspeicher 304 und speziell das Speicherschieberegister 303 freigegeben, um die D8-Bits des diesem vorbestimmten Muster folgenden Sighalgaberahmens zu empfangen. Es wird nun Fig. 3B betrachtet. Wenn das gespeicherte Unterrahmenmusterzustandsausgangssignal Zustand 1 ist (drei Nullen) und ein Bit D9=1 empfangen wird, wird ein UND-Gatter 351 freigegeben; und wenn das Unterrahmenzustandsausgangssignal Zustand 6 ist (drei Einsen) und ein Bit Ό9=1 empfangen wird, wird ein UND-Gatter 356 freigegeben. Jeder dieser vorbestimmten Zustände dient dazu, ein SGF-Ausgangssignal vom UND-Gatter 352 während eines Signalgabeunterrahmens (SF=1) zu erzeugen, wenn sich die Digruppe in Rahmensynchronisation befindet (d. h., TMIN=I). Dieses SGF-Signal wird an eine Verzögerungsvorrichtung 307 geliefert,

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die zu dessen Verzögerung um die Zeitdauer eines Rahmens (125με) dient. Die um einen Rahmen verzögernde Verzögerungsvorrichtung 307 enthält ein 6-Bit-Schieberegister, das in genau der gleichen Weise wie die Schieberegister 306 aufgebaut und taktgesteuert ist. Demzufolge dient dieses 6-Bit-Register zur Erzeugung der erforderlichen Rahmenverzögerung sowohl für die fünf Arbeits-Digruppen als auch die Test-Digruppe.

Wie zuvor beschrieben, ist nun der Signalgaberahmen (d. h. der Rahmen aus D8-Signalgabebits) einer Digruppe derjenige Rahmen, der unmittelbar auf einen übergang von 1 nach 0 oder 0 nach 1 in dem Unterrahmenmuster 111000111000111... folgt. Die UND-Gatter 351 und 356 bestimmen, wann ein solcher Übergang für eine Digruppe aufgetreten ist, und die Signalgaberahmen- (SGF-) Ausgangsanzeige von der Rahmenverzögerungseinrichtung 307 wird während des einem solchen Übergang folgenden Digruppenrahmens als Schreibsignal auf ein UND-Gatter 358 gegeben. Dieses SGF-(SCHREIBE-)Signal dient zur Freigabe des Gatters 358, um das Einschreiben der D8-Bits in das 128 Zellen aufweisende Schieberegister 303 zu erlauben. Beim Nichtvorliegen eines solchen Schreibsignals

(d. h., SCHREIBE) wird das UND-Gatter 358 gesperrt, um das Einschreiben des D8-Bits zu verhindern; in diesem Fall

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werden die gespeicherten (D8-)Signalgabebits über ein UND-Gatter 359 und ein ODER-Gatter 360 einfach erneut in Umlauf gebracht. Das Schieberegister 303 weist herkömmlichen Aufbau auf und wird während eines jeden Amtsrahmens (125με) 128 mal getaktet.

Die früheste Anzeige eines möglichen Rahmenverlustes ist gegeben, wenn die Rahmendetektorschaltungsanordnung 29 den TMIN-Zustand verläßt. Wenn eine Digruppe außerhalb des Rahmens liegt, d. h. nichtrahmensynchronisiert ist (oder dabei ist, die Rahmensynchronisation zu verlieren), geht das TMIN-Signal auf Null, und das Gatter 352 wird unmittelbar gesperrt, um die Erzeugung eines SGF-Signals zu verhindern·. Als Folge davon wird das UND-Gatter 358 während des folgenden Rahmens gleichermaßen gesperrt, und das Einschreiben von D8-Bits in das Signalbitspeicherregister 303 wird verhindert. Das TMIN-Signal dient daher dazu, die gespeicherten Signalgabezustände der Kanäle einer Digruppe, die nichtrahmensynchronisiert ist (oder dabei ist, ihre Rahmensynchronisation zu verlieren) einzufrieren (d. h., die D8-Bits werden erneut in Umlauf gebracht).

Zusammenfassung der Arbeitsweise des Signalbitspeichers 304: Befindet sich der Unterrahmenmusterzustand nicht im Zustand 6 (drei Einsen), wenn ein 0- (D~9-) Unter rahmenb it

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empfangen wird; befindet er sich nicht im Zustand 1 (drei Nullen), wenn ein 1-(D9-) Unterrahmenbit empfangen wird; oder befindet sich die Rahmendetektorschaltungsanordnung nicht im TMIN-Zustand (der den Rahmensynchronisationszustand anzeigt), dann wird das Einschreiben neuer D8-Bits einer Digruppe verhindert.

Fig. 5 ist ein Zustandsdiagramm, das die Arbeitsweise der Signalgabeextrahierschaltung beim Auftreten eines Schlupfes (des Auslassens oder Wiederholens eines Rahmens) beschreibt. Die acht möglichen Zustände 0, 1 ... 7, die den Zustand des Signalgabeunterrahmenmusters einer Digruppe bestimmen, sind dieselben wie diejenigen der zuvor beschriebenen Figur 4. Wenn nun für eine gegebene Digruppe ein SCHLUPF-Signal erzeugt wird, während sich der Unterrahmenmusterzustand im Zustand 1, 2 oder 3 befindet, wird der Zustand zum Zustand 0 verschoben, und wenn sich der Unterrahmenmusterzustand in einem der Zustände 4, 5 oder 6 befindet, wird der Zustand zum Zustand 7 verschoben. Nimmt man an, daß als Unterrahmenmusterzustand der Zustand 7 vorliegt (vier oder mehr aufeinanderfolgende Bits D9=1), tritt ein Übergang zum Zustand 0 auf, wenn während eines Signalgabeunterrahmens (SF) ein SCHLUPF-Signal erzeugt wird und das D9-Bit eine binäre Null ist (d. h., D9~=1). Dieser Übergang ist durch den Pfeil mit der Bezeichnung SCHLUPF·SF*D9

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angedeutet. Wenn andererseits angenommen wird, daß sich der Unterrahmenmusterzustand im Zustand 0 befindet (vier oder mehr aufeinanderfolgende Bits D9-0), tritt ein Übergang zum Zustand 7 auf, wenn während eines Signalgabeunterrahmens (SF) ein SCHLUPF-Signal erzeugt wird und das D9-Bit eine binäre Eins ist; dieser letztere Übergang ist durch den Pfeil mit der Bezeichnung SCHLÜPF·SF-D9 angedeutet.

Für den Zustand 0 bedeutet die mit dem Booleschen Ausdruck SCHLÜPF* SF+SCHLÜPF-SF-D9" bezeichnete geschlossene Schleife einfach, daß der Zustand unverändert bleibt, wenn ein SCHLUPF während des Rahmenimpulsrahmens (FPF=SF) einer gegebenen Digruppe auftritt oder wenn ein SCHLUPF während des nächsten Signalgabeunterrahmens (SF) auftritt und das D9-Bit eine Null (D9) ist. Für den Zustand 7 bedeutet die mit dem Booleschen Ausdruck SCHLUPF · SF+SCHLUPF·SF·D9 gekennzeichnete geschlossene Schleife, daß der Zustand unverändert bleibt, wenn ein SCHLUPF während.eines Rahmenimpulsrahmens (SF) auftritt oder wenn ein SCHLUPF-Signal währerd des nächsten SF erzeugt wird und D9=1 ist.

Die Zustandsdiagramme der Fig. 4 und 5 beschreiben zusammengenommen die Gesamtarbeitsweise der erfindungs-

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gemäßen Signalextrahierschaltung. Zur einfacheren Darstellung sind jedoch die Schlupf- und Nicht-Schlupf-Zustände in diesen gesondert behandelt.

Die Schlupf-Logikschaltungsanordnung 305 in Fig. 3B dient zur Ausführung des Schlupf-Zustandsdiagramms der Fig. 5. Zu diesem Zweck wird jedes Digruppen-SCHLÜPF-Signal auf UND-Gatter 370 und 371 geliefert, um diese lediglich freizugeben, wenn eine Schlupf-Bedingung herrscht. Wenn nun der Signalgabeunterrahmenzustand einer gegebenen Digruppe einen der Zustände 1,2 oder 3 einnimmt und ein SCHLUPF-Signal auftritt, ändert sich der Zustand zum Zustand 0 (0 in Fig. 3A). Diese Funktion wird leicht ersichtlich durch ein ODER-Gatter 372 und das UND-Gatter

370 durchgeführt. Befindet sich der Signalgabeunterrahmenzustand einer gegebenen Digruppe in einem der Zustände 4, 5 oder 6,bewirkt ein SCHLUPF-Signal einen Übergang zum Zustand 7 (7). Ein ODER-Gatter 373 und das UND-Gatter

371 führen diese letztere Funktion durch. Befindet sich der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe im Zustand 0 und ist das nächste Signalgabeunterrahmenbit (SF) eine binäre Eins (D9=1), wird ein UND-Gatter 376 freigegeben und der Zustand wechselt zum Zustand 7 (oder 7), wenn ein SCHLUPF-Signal am Eingang des UND-Gatters 371 vör-

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handen ist. Weist dagegen der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe den Zustand 7 auf und ist das nächste SF-Bit eine binäre Null (D9), wird ein UND-Gatter 377 freigegeben und folgt ein Wechsel zum Zustand 0, wenn dem Gatter 370 gleichlaufend ein SCHLUPF-Signal präsentiert wird.

In Fig. 5 ist die geschlossene Schleife des Zustands 0 durch den zuvor beschriebenen Booleschen Ausdruck SCHLUPF · SF+SCHLUPF· SF* D9~ gegeben; die Gatter 370, 372, 381 und 383 führen die durch den Booleschen Ausdruck angegebene Funktion durch. Befindet sich der Zustand einer gegebenen Digruppe im Zustand 0, wird das Signal SF=1 durch das freigegebene UND-Gatter 381 und das diesem nachgeschaltete ODER-Gatter 372 zum UND-Gatter 370 durchgelassen, das durch ein gleichlaufendes SCHLUPF-Eingangssignal freigegeben ist. Der Zustand 0 bleibt deshalb während FPF unverändert. Auch wenn 1. der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe sich im Zustand 0 befindet;

2. das nächste SF-Bit eine binäre Null (D!)) ist; und

3. gleichlaufend ein SCHLUPF-Signal am Eingang des Gatters 370 vorhanden ist, werden die UND-Gatter 383 und 370 freigegeben, um das erneute Umlaufen des Zustand-0-Signals zu erlauben. Die geschlossene Schleife des Zustands 7 ist durch den zuvor beschriebenen Booleschen Ausdruck SCHLUPF-SF+SCHLUPF-SF-DS gegeben; die Gatter 371, 373,

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382 und 384 führen die genannte Funktion des Booleschen Ausdrucks aus. Wenn sich somit der Zustand einer gegebenen Digruppe im Zustand 7 befindet, wird das Signal SF=T durch das freigegebene UND-Gatter 382 und das ODER-Gatter 373 zum UND-Gatter 371 durchgelassen, das durch ein gleichlaufendes SCHLUPF-Eingangssingal freigegeben ist. Der Zustand 7 bleibt deshalb während eines Rahmenimpulsrahmens FPF unverändert. Auch wenn 1. der Unterrahmenmusterzustand einer Digruppe sich im Zustand 7 befindet; 2. das nächste SF-Bit ein D9 ist; und 3. gleichlaufend ein SCHLUPF-Signal am Eingang des Gatters 371 auftritt, werden die UND-Gatter 384 und 371 freigegeben, um den erneuten Umlauf des Zustand-7-Signals zu erlauben.

Um zusammenzufassen; Wenn die Vermittlungseinrichtung einen Informatiosrahmen weglassen oder wiederholen sollte (SCHLUPF), wird die Signalextrahierschaltung für die entsprechende Digruppe in einen der Zustände 0 oder 7 (Fig. 5) versetzt, den sie nur auf den Beginn eines neuen Signalgabeunterrahmenmusters hin verläßt. Während sie sich in einem der Zustände oder in einer der Bedingungen 0 oder 7 befindet, ist das Einschreiben der Digruppe-D8-Bits in den Signalbitspeicher verhindert.

Es ist ein besonderer Vorteil, der bei der erfindungsgemäßen Extrahierschaltung für die der gemeinsamen Steuerung dienende

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Signalgabe verwirklicht ist, daß eine Wartungsüberprüfung mit großer Leichtigkeit ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann ein Testvektor (d. h. D8-Testsignalgabebits und ein Test-D9-Bit) in die Zeitlagen der Test-Digruppe eingefügt und dadurch das Verhalten der der gemeinsamen Steuerung dienenden Schaltungsanordnung an ausgewälten Punkten überwacht werden, während diese sich im Arbeitsbetrieb befindet. Der Testvektor wird am Multiplexpunkt dadurch eingefügt, daß beispielsweise die in einem ROM (Festwertspeicher) gespeicherten Bits herausgetastet werden. Die Testbits können natürlich auch unter Steuerung eines Zentralverarbeiters eingefügt werden. Natürlich können diese Testbits auch so beschaffen sein, daß sie einen Schlupf simulieren und einen anscheinenden Rahmenfehlsynchronisationszustand in der Test-Digruppe bewirken, usw. Die der gemeinsamen Steuerung dienende Schaltungsanordnung wird an ausgewählten Punkten (beispielsweise dem binären Ausgang des Vollumsetzers 309, dem Schreibsignaleingang des UND-Gatters 358 usw.) überwacht, und Ausfälle können somit rasch festgestellt und ausgesondert werden. Und, was wichtig ist, diese Wartungsabläufe können kontinuierlich ausgeführt werden, wobei sich die Gerätschaft.in normalem Arbeitsbetrieb befindet.

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Die hier beschriebene Erfindung kann angewendet werden bei einer Übertragungs/Vermittlungs-Anlage, bei der für jeden Kanal einer Vielzahl (5) Vielfachkanal-(24-)Digitalgruppen η-Bits (n=8) zur Übertragung digitaler Information verwendet werden, wobei das nte Bit in jedem mten (m=6) Rahmen für Signalgabezwecke ausgeliehen oder herangezogen wird. Wie ebenfalls beschrieben worden ist, umfaßt auch jede Digitalgruppe Signalgabeunterrahmenbits in einer vorbestimmten Position (d. h. der Rahmenbitposition eines jeden ften (zweiten) Rahmens zum Zweck der Identifizierung der Signalgabebits der Gruppe. Es dürfte jedoch klar sein, daß die erfindungsgemäße Signalextrahierschaltung gleichermaßen für andere und unterschiedliche Anlagen anwendbar ist, bei denen die obigen Größen n, m und f andere und unterschiedliche numerische Kombinationen und Vertauschungen umfassen. Gleichermaßen sind die erfindungsgemäßen Prinzipien auf Anlagen anwendbar, bei denen eine größere oder kleinere Anzahl von Digitalgruppen miteinander in Zeitmultiplexform gebracht werden, wobei jede Digitalgruppe mehr oder weniger als 24 Kanäle aufweist.

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Leerseite

Claims (9)

BLUMBACH · WESER ♦ BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH 2 6 4 3 9 A PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Postadresse München: PatentconsultS München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Patentansprüche

1. Zeitmultiplexanlage zur gemeinsamen Zeitmultiplexübertragung mehrerer Digitalgruppen von Zeitmultiplexkanälen auf einer Verbindungsstrecke, wobei jede Digitalgruppe ein gleiches vorbestimmtes Rahmenbitmuster aufweist, pro Kanal η Bits zur Digitalinformationsübertragung verwendet - wobei in jedem m-ten Rahmen das n-te Bit für Signalgabezwecke herangezogen wird - und außerdem zur Identifizierung der Signalgabebits der Gruppe Signalgaberahmenbits in einer gegebenen Bitposition eines jeden f-ten Rahmens aufweist, mit einer Signalgabeextrahierschaltung, die gekennzeichnet ist durch

eine Signalgaberahmenmuster-Speichervorrichtung (Fig. 3A) zum Aufrechterhalten einer kontinuierlichen Echtzeitaufzeichnung des Signalgaberahmenbitmusters einer jeden Digitalgruppe,

eine Signalbitspeichervorrichtung (303) zum Speichern des η-ten Signalgabebits eines jeden Kanals jeder Digitalgruppe,

München: Kramer. Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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und eine Vorrichtung (351, 356, 352, 307, 358 und 360), 'welche die Signalbitspeichervorrichtung für das Empfangen des η-ten Signalgabebits eines jeden Kanals jeder Digitalgruppe freigibt, nachdem ein vorbestimmtes Signalgaberahmenbitmuster für die Gruppe aufgezeichnet worden ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgaberahmenmuster-Speichervorrichtung einen gemeinsam benutzten Umlaufspeicher (301) aufweist.

3. Schaltung nach Anspruch 2,

gekennzeichnet durch eine Einfriervorrichtung zum Einfrieren der gespeicherten Signalgabebits der Kanäle einer Digitalgruppe, die nicht mehr rahmensynchronisiert ist oder im Begriff steht, die Rahmensynchronisation zu verlassen.

4. Schaltung nach Anspruch 2,

gekennzeichnet durch eine Sperreinrichtung zur Verhinderung des Einschreibens der Signalgabebits einer Digitalgruppe in die Signalbitspeichervorrichtung, wenn durch die Multiplexanlage das Weglassen oder Wiederholen eines Rahmens im Digitalgruppensignal erzeugt wird, wobei das Einschreiben bis zu demjenigen

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Zeitpunkt verhindert wird, zu welchem ein neues vorbestimmtes Sxgnalgaberahmenbitmuster für die Gruppe aufgezeichnet worden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsam verwendete Umlaufspeicher mehrere parallele Schieberegister aufweist, die in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Erscheinen der Digitalgruppen auf der Multiplexübertragungsstrecke getaktet werden können.

6. Schaltung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schieberegister eine Zellenzahl aufweist, welche die Anzahl der in Multiplexform zusammengefaßten Digitalgruppen um Eins übersteigt.

7. Anordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage so beschaffen ist, daß n=8 gemacht wird und daß das niedrigstwertige Bit eines jeden Kanals periodisch für Signalgabezwecke heranziehbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage derart beschaffen ist, daß sie m = 6 und f = 2 zu machen vermag und außerdem die Signalgaberahmenbits in der Rahmenbitstelle

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jedes zweiten Rahmens zu positionieren vermag.

9. Schaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalbitspeichervorrichtung einen gemeinsam benutzten Umlaufspeicher aufweist mit einer Kapazität zum Speichern der Signalgabebits eines Signalgaberahmens für jede der Digitalgruppen .

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