DE2824192A1 - Steuerverfahren fuer ein zeitmultiplex-netzwerk - Google Patents

Description

AIPHONE CO., LTD. Nagoya-shi, Japan

Steuerverfahren für ein Zeitmultiplex-Netzwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für ein Zeitmultiplex-Netzwerk.

Bei bekannten Steuerverfahren für Zeitmultiplex-Netzwerke, beispielsweise für Zeitmultiplex-Vermittlungsanlagen, wird eine Vielzahl von Kanälen oder Zeitschlitzen anfangs festgelegt, und es werden Impulszüge, deren Phasen den Kanälen entsprechen, so ausgebildet, daß eine große Anzahl von Teilnehmerleitungen über eine kleine Anzahl von Zeitmultiplex-Kanälen miteinander leicht verbunden werden können. Die Adressen aller Sender und Empfänger sind in einem umlaufenden Speicher gespeichert, der den Sendern und Empfängern die Kanäle zuteilt.

Bei der Erstellung der Kanäle wird die Codiergeschwindigkeit (Abtastfrequenz) vorbestimmt, um eine feste Demodulationsqualität (Sprachqualität) zu erhalten. Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 1 sind η Abtastimpulszüge für η Kanäle vorgesehen. Ein Abtastimpuls, der einem bezeichneten Kanal entspricht, wird einer IAM-Modulation/Demodulation-Schaltung (IAM = Impulsamplitudenmodulation) des jeweiligen Senders und Empfängers zugeführt, wobei eine IAM-Modulation bzw. IAM-Demodulation vorgenommen wird.

Mit diesem bekannten Steuerverfahren wird eine feste Demodulationsqualität sowie ein guter Service mit stabilisierter Sprachqualität erreicht. Es treten aber die folgenden Unzulänglichkeiten auf:

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(1) Verkehrs- oder Verbindungsanforderungen, die über die festgesetzte Anzahl von Kanälen hinausgehen, können nicht bewältigt werden.

(2) Wenn das Verkehrs- oder Verbindungsbedürfnis unter der festgesetzten Kanalanzahl liegt, ist die Codiereffizienz pro Zeiteinheit gering.

(3) Zusätzlich zu der Nichteffizienz der Codiergeschwindigkeit ist die in die Praxis umgesetzte Gesamtstruktur des bekannten Steuerverfahrens komplex, da ein den festgelegten Kanälen entsprechender Impulszug mit Phasenabtastung getrennt erstellt wird.

Es besteht ein Bedürfnis, die Nachteile des bekannten Steuerverfahrens zu überwinden.

Hauptaufgabe der Erfindung ist daher, den wechselnden Verkehrs- oder Verbindungsanforderungen flexibel zu begegnen und ohne besondere Begrenzung der Kanalanzahl oder ohne Erstellung eines getrennten Impulszuges eine lOOJoige Codiereffizienz pro Zeiteinheit zu realisieren. Nach der Erfindung wird eine Zunahme der Verkehrsanforderung durch eine Herabsetzung der Codiergeschwindigkeit ausgeglichen. Auf diese Weise wird bei geringen Verkehrsanforderungen ein hochqualitativer Service erreicht. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß beim Aufruf zur Herstellung einer Verbindung bzw. beim Anrufen ein hocheffizienter Service mit 0% Verlustwahrscheinlichkeit realisiert wird.

Insbesondere wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein IAM-Abtastimpulszug, der der Anzahl der festgestellten Kanäle oder Zeitschlitze entspricht, jeder IAM-Modulation/Demodulation-Schaltung der Vielzahl von Teilnehmern zugeführt. Ein von einem Teilnehmer ausgesendetes Analogsignal wird auf einen Zeitmultiplex-IAM-Impuls modu-

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liert, und der modulierte Impuls wird in der IAM-Modulation/Demodulation-Schaltung eines Empfängers demoduliert. Dabei ist die Gesamtanordnung so getroffen, daß die Anzahl der Kanäle jeweils gerade der Anzahl der Teilnehmer entspricht, die eine Nachricht senden und empfangen und bzw. oder dies tun wollen.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung eines Beispiels von IAM-Abtastimpulszügen, die für ein Zeitmultiplex- Netzwerk nach dem Stand der Technik verwendet werden,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuerverfahrens für ein Zeitmultiplex-Netzwerk nach der Erfindung,

Fig. 3 und 4 Karten mit den Adressen von Teilnehmern, denen alle ein Abtastimpuls zugeführt wird, und

Fig. 5 eine grafische Darstellung zum Aufzeigen der Korrelation zwischen dem Verkehrsbedarf (Anzahl der Kanäle) und der Demodulationsqualität.

Das erfindungsgemäße Steuerverfahren, das auf eine Zeitmultiplex-Vermitflungsanlage angewendet wird, soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden.

In der Fig. 2 dargestellte Speicherschaltungen 1 und 2, die mit RAM-T und RAM-R (RAM = Speicher mit direktem Zugriff) bezeichnet sind, bestehen aus Speichern in integrierter Schaltungstechnik, und an ihnen können Auslese- und Einschreiboperationen vorgenommen werden. Der RAM-T 1 speichert Adreßdaten der Sendeseite und der RAM-R 2 Adreßdaten der Empfangsseite. Ein Takt-

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zähler 3 ist als Register ausgebildet, das Taktimpulse zählt und bei jedem Zählvorgang über BCD-Codes (BCD = binärcodierte Dezimale) eine aus dem RAM-T 1 und dem RAM-R 2 auszulesende Adresse auswählt»

Falls es sich bei dem aus dem RAM-T 1 oder, wie es in der Figur, dargestellt·.ist, bei dem aus dem RAM-R 2 ausgelesenen Datum um ein Rücksetzdatum handelt, wird der Taktzähler 3 zurückgesetzt, und die Zählung wird wiederholt. Ein Taktgeber 4 liefert Taktimpulse an den Taktzähler 3 und steuert auch die Decodierung der Ausgangsdaten des RAM-T 1 und des RAM-R 2 mit Hilfe noch zu beschreibender Decodierer.

Dreizustandspuffer 5 und 6, die TSB-1 und TSB-2 (TSB = tri-state buffer) genannt werden und die nicht einander stören, haben die Aufgabe, wenn Adreßdaten in den RAM-T 1 und den RAM-R 2 geschrieben sind, eine Einschreibadresse Da durch eine Ausleseadresse zu ersetzen, die vom Taktgeber 3 geliefert wird. Eine Rücksetzschaltung 7 in Form eines Rücksetz-Decodierers hat die Aufgabe, vom RAM-T oder vom RAM-R 2, im Falle der Darstellung nach der Figur, ein Ausgangsdatum zu erfassen und, falls das erfaßte Ausgangsdatum eine Rücksetzdatum ist, den Taktzähler 3 zurückzusetzen.

Decodierer 8 und 9» die Decodierer TO und Decodierer RO genannt werden, decodieren mit DOT bzw. DOR bezeichnete Ausgangsdaten vom RAM-T 1 bzw. RAM-R 2 und liefern Abtastsynchronimpulse zum Senden und Empfangen an ein IAM-Zeitmultipl ex-Netzwerk.

Ein Steuergerät 10 steuert den RAM-T 1, RAM-R 2, TSB-1 5 und TSB-2 6, und zwar immer beim Empfang eines Signals von außen, das ein Einschreiben oder ein erneutes Einschreiben in den RAM-T 1 und den RAM-R 2 anfordert, d.h. aufgrund eines Signals TS, um den RAM-T 1 auszuwählen, oder

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eines Signals RS, um den RAM-R 2 auszuwählen, und eines Signals MW, das das Einschreiben auswählt, wobei gleichzeitig die Aufgabe des Rücksetzens des Taktzählers 3 ausgeführt wird. Das bedeutet mit anderen Worten, daß das Steuergerät 10 den TSB-1 5 öffnet, den TSB-2 6 schließt und beide Speicherschaltuagen RAM-T 1 und RAM-R 2 in den Auslesemodus bringt, und zwar solange ein Signal RS oder TS nicht vorhanden ist. Wenn allerdings ein Signal RS oder TS auftritt, schließt das Steuergerät 10 den TSB-1 5 und öffnet den TSB-2 6, und wenn weiterhin ein Einschreibsignal MW erscheint, setzt das Steuergerät 10 den RAM-R 2 in den Einschreibmodus, wenn das Signal RS anliegt, und den RAM-T 1 in den Schreibmodus, wenn das Signal TS anliegt, um ein Adreßdatum Ad in die Adresse zu schreiben, die zu dieser Zeit durch Da ausgewählt ist. Venn das Signal TS oder RS auftritt, wird der Taktzähler 3 zurückgesetzt.

IAM-Modulation/Demodulation-Teile 11abis11n, die MDM1 bis MDMn bezeichnet werden, transferieren ein IAM-Impulssignal auf eiaen Zeitmultiplexweg 12, und zwar mittels der Ausgangssignale des Decodierers TO 8 und RO 9.

Das folgende ist eine Erläuterung, wie in der beschriebenen Anordnung ein Signal übertragen wird, und

vom MDM1 (Adresse A) zum MDM2 (Adresse B),

vom MDM2 (Adresse B) zum MDM1 (Adresse A),

vom MDM3 (Adresse C) zum MDM4 (Adresse D),

vom MDM4 (Adresse D) zum MDM3 (Adresse C) und

vom MDM5 (Adresse E}zum MDM6 (Adresse F).

In diesem Fall wird zunächst A in die Adresse O des RAM-T 1 und B in die Adresse 0 des RAM-R 2 geschrieben. Als nächstes wird B in die Adresse 1 des RAM-T 1 und A in

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die Adresse 1 des RAM-R 2 geschrieben. Weiterhin werden C, D, E und F in die Adressen 2, 3 und 4 des RAM-T 1 und des RAM-R 2 geschrieben, und zwar wie es aus der folgenden Liste hervorgeht. Wie man sieht, wird in jede Adresse des RAM-T 1 und des RAM-R 2 die entsprechende Adresse jedes Teilnehmers geschrieben. Schließlich wird ein Rücksetzdatum (beispielsweise 1111 im Falle von 4 Bits) in die Adresse 5 des RAM-R 2 geschrieben«

"^^.Daten Adresse'^*»*^^	RAM-T	RAM-R
0	A	B
1	B	A
2	C	D
3	D	C
4	E	F
5 • •	XXXX	1111
• • m	XXXX	XXXX

Das oben erläuterte Einschreiben wird dadurch ausgeführt, daß entweder der RAM-T 1 oder der RAM-R 2 von TS oder RS ausgewählt werden und daß Da auf die obigen Adressen gesetzt wird und Einschreibsignale MW auftreten. Wenn nach dem Einschreiben oder Wiedereinschreiben diese Adreßdaten in den RAM-T 1 und den RAM-R 2 die Signale TS und RS entfernt sind, werden die eingeschriebenen Adreßdaten nacheinander mittels des Taktzählers 3 ausgelesen, und die Daten

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werden vom Decodierer TO 8 und vom Decodierer RO 9 decodiert, die dann Abtastsynchronimpulse an Jeden lAM-Modulation/Demodulation-Teil liefern, der den betreffenden Adreßdaten innerhalb des MDM1 bis MDMn entspricht, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist.

Wenn somit die Einschreiboperation beendet ist und die Signale TS und RS verschwunden sind, gehen der RAM-T 1 und der RAM-R 2 in den Auslesemodus über· Der TSB-1 5 wird geöffnet, und der TSB-2 6 wird geschlossen. Der Taktzähler 3 geht von seinem Rücksetzzustand in den Zählzustand über und beginnt mit der Taktimpulszählung der Impulse des Taktgebers 4, und zwar ausgehend von Null.

Wenn das Ausgangssignal des Taktzählers 3 gleich 0000 ist, werden A und B, die bei der Adresse 0 des RAM-T und des RAM-R 2 gespeichert sind,-ausgelesen. Das Sendetor des MDM1 11a wird dann durch den Decoder TO 8 und den Decoder RO 9 geöffnet, um ein IAM-Impulssignal auf den Zeitmultiplexweg 12 auszusenden. Gleichzeitig wird das Empfangstor des MDM2 geöffnet, um das vom MDM1 ausgesandte IAM-Impulssignal zu empfangen. Somit ist ein Abtastwert vom MDM1 zum MDM2 übertragen worden. Wenn dann der Taktzähler 3 weitergeschaltet worden ist und sein Ausgangssignal den Wert 0001 hat, werden B und A, die in der Adresse 1 des RAM-T 1 und des· RAM-R 2 gespeichert sind, ausgelesen, und es wird somit ein Abtastwert vom MDM2 zum MDM1 übertragen. Wenn dann schließlich zum Schluß nach Ausführung aller obiger Operationen die Rücksetzdaten 1111, die in der Adresse 5 des RAM-R 2 gespeichert sind, ausgelesen werden, erfaßt der Rücksetzdecodierer 7 diese Rücksetzdaten und setzt den Taktzähler 3 zurück. Der Taktzähler 3 beginnt dann wieder von Null an zu zählen, um die obigen Operationen zu wiederholen.

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Auf diese Weise werden die IAM-Modulation/Demodulation-Teile MDM1 bis MDMn fortwährend zur Organisation eines Netzwerks gesteuert, bis die Inhalte des RAM-T 1 und des RAM-R 2 neu eingeschrieben oder wieder eingeschrieben werden. Es wird angenommen, daß das Wiedereinschreiben in die Adressen des RAM-T 1 und des RAM-R 2 entsprechend den Angaben in der folgenden Liste erfolgt. Die Codiergeschwindigkeit eines Abtastsynchronimpulses, der einem IAM-Modulation/Demodulation-Teil zugeführt wird, der dem Adreßdatum jeder Adresse entspricht, wird entsprechend der Darstellung nach der Pig. 4 hoch, und man erhält eine höhere Qualität der Demodulation.

	RAM-T	RAM-R
0	A	B
1	B	A
2	E	F
3	XXXX	1111
m	XXXX	XXXX

Auch bei dem obigen Wiedereinschreibvorgang werden die Rücksetzdaten im Anschluß an die verfügbaren Daten in die nächste Adresse geschrieben.

Es sei bemerkt, daß hier die Speichergröße m des RAM-T 1 und des RAM-R 2 gleich der Anzahl aller Kanäle (ein Kanal für eine Richtung) des Netzwerks ist, auf das dieses Steuerverfahren angewendet wird. Bei dem obigen Beispiel werden die Adreßdaten als 4-Bit-Wörter dargestellt.

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Allgemein gilt allerdings:

η = 2 ,

wobei die Anzahl der IAM-Modulation/Demodulation-Teile gleich η ist. Eine Bitzahl von n¹ ist gemäß der obigen Gleichung erforderlich. Das bedeutet, daß in diesem Fall der Taktzähler 3 wenigstens ein Modulo-m-Zähler ist und daß die Wortlänge in einer Adresse des RAM-T 1 und des RAM-R 2 aus n^f Bits besteht.

Weiterhin sollten TSB-1 5 und TSB-2 6 so ausgebildet sein, daß sie eine Kapazität von, m^f Bits bereitstellen, so daß die folgende Gleichung gilt:

Weiterhin sollte die Rücksetzschaltung 7 n¹ Bits handhaben können, und die Kapazität des Decodierers TO 8 und des Decodierers RO 9 sollte n^f Bits sein, und zwar bei η Ausgängen. Folglich sollte das Signal Da eine Anzahl von m^f Bits und das Signal Ad eine Anzahl von n¹ Bits haben. Die Taktimpulsfrequenz f_ck des Taktgebers 4 kann man durch die folgende Gleichung darstellen:

^fck - ² * ^fs · *·
Dabei gilt:

m : Anzahl aller Kanäle, wie oben erwähnt, f„: Maximalfrequenz im Übertragungsband und 2 : ein Koeffizient entsprechend der Abtasttheorie«

Wenn man die Kanalanzahl, die die Demodulation von f_e garantiert, durch mch ausdrückt, erhält man die folgende Gleichung:

^fck - ² * ^£ s * ^mch·

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Diese Gleichung bedeutet, daß entsprechend einer Zunahme der Anzahl der benutzten Kanäle die einem IAM-Modulation/Demodulation-Teil zugeführte Abtastfrequenz abnimmt, und wenn sich die Anzahl über mch hinaus erhöht, ist die Demodulation von f_g nicht mehr garantiert·

Wenn beispielsweise die Anzahl der IAM-Modulation/ Demodulation-Teile gleich sechzehn ist, die Anzahl aller Kanäle acht beträgt, die Anzahl der verfügbaren Kanäle vier ist und die Maximalfrequeaz des Übertragungsbandes einen Wert von 8 kHz hat, kann nan die folgenden Daten erhalten:

Taktzähler Oktalzähler

TSB-1, TSB-2 3 Bits

RAM-T, RAM-R 8x4 Bits

Rücksetz-Decodierer .... 4 Bits

Decodierer TO, RO 4 Bits auf 16 Ausgängen

Die erforderliche Frequenz f ^. wird in diesem Fall 64 kHz, und zwar aufgrund der folgenden Berechnung:

f_ck = 2 χ 8 kHz χ 4
= 64 kHz.

Die Zusammenhänge sind in Fig. 5 dargestellt. Wenn man die Frequenz der Codierfrequenz f'_ck pro Modulation/ Demodulation-Schaltung, die eine normale Demodulationsqualität garantiert, mit f bezeichnet und die Anzahl der Kanäle, die dieser Frequenz f entsprechen, mit CH₃ bezeichnet, ist ein Service hoher Qualität möglich, wenn man f *_ck groß macht, solange die Kanalzahl kleiner als CH₃ ist, und selbst wenn die Kanalzahl größer als CH₅ ist, kann man eine wirkungsvolle Maßnahme dadurch treffen, daß f' _k herabgesetzt wird.

Die Steuerung der beschriebenen Einschreib- und Wiedereinschreiboperation von außen, d.h. die Steuerung von Da, Ad, TS, RS und NW, muß in einer sehr kurzen Zeit erfol-

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gen, da während dieser Zeit der Steuerung den IAM-Modulation/Demodulation-Teilen keine Abtastsynchronimpulse zugeführt werden. Wenn man diesen Umstand in Betracht zieht, ist es zweckmäßig, bei dem vorliegenden Steuerverfahren die Steuerung von Da, Ad, TS, RS und NW anstatt manuell mit Hilfe eines Prozessors und eines Rechners vorzunehmen·

In Verbindung mit dieser Betrachtung erhält man als Ergebnis separat ausgeführter Experimente, daß für den Fall, bei dem das Übertragungssignal ein Audio-Signal ist, die für eine solche Steuerung erforderliche Zeitspanne tatsächlich bis hin zu 12,5 ms vernachlässigbar ist, wenn das Wiedereinschreiben alle Sekunden erfolgt.

Wie es aus der obigen Beschreibung hervorgeht, sorgt das erfindungsgemäße Steuerverfahren für einen hoch effizienten Service ohne Zeitverlust und mit 0# Verlustwahrscheinlichkeit bein Anrufen, und zwar durch ein flexibles Anpassen an eine Zunahme oder Abnahme der Menge an Verkehrsanforderungen, aber dennoch in Proportion zur Demodulationsqualität einer Nachricht. Unter Zugrundelegung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man ein Netzwerk einfach aufbauen, da weder eine spezielle Beschränkung der 4n*«M der Kanäle noch eine spezielle Erstellung von Impulszügen erforderlich ist.

Die obige Erläuterung der Erfindung bezieht sich auf ein Beispiel, das ein Zeitmultiplex-IAM-Vermittlungsverfahren betrifft. Das erfindungsgemäße Steuerverfahren ist aber auf dieses Beispiel nicht beschränkt und kann gleichermaßen auf Pulscodemodulation- und Impulsbreitenmodulation-Zeitmultiplex-Anordnungen, grafische Darstellungen, beispielsweise auf Hosaikrasterschirmen, und Zeichen-Darstellungen angewendet werden. Weiterhin kann das erläuterte Ausführungsbeispiel innerhalb der erfindungsgemäßen Lehre in mannigfacher Weise modifiziert und abgewandelt werden.

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Claims (3)

1. Potenicmwälle

   Dr.-Ιηα. Wilhelm Refchel 9111

   WpHng. Wai&sng McM
   6 Fiankfuil a. M. 1

   Patketraße 13 2824192

   AIPHONE CO., LTD. Nagoya-shi, Japan

   Patentansprüche

   M] Steuerverfahren für ein Zeitmultiplex-Netzwerk, bei dem ein einer festgestellten Anzahl von Kanälen entsprechender IAM-Abtastimpulszug jeder IAM-Modulation/Demodulation-Schaltung einer Vielzahl von Teilnehmern zugeführt wird, wobei ein von einem Teilnehmer ausgesandtes Analogsignal auf einen Zeitmultiplex-IAM-Impuls moduliert wird und das modulierte Signal bei einem Empfänger demoduliert wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kanäle in Übereinstimmung mit der Anzahl der Teilnehmer gebracht wird, die gerade eine Nachricht aussenden und empfangen und bzw. oder dies zu tun wünschen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Adreßdaten einer Vielzahl von Teilnehmern, die eine Nachricht aussenden und empfangen wollen, in einem Speicher gespeichert werden, daß eine Vielzahl dieser im Speicher gespeicherten Adreßdaten einzeln mit einer vorbestimmten Zeitperiode wiedergegeben wird und daß die wiedergegebenen Adreßdaten als IAM-Abtastimpulse, die der Wiedergabezeit entsprechen, jeweils einer den Adreßdaten entsprechenden IAM-Modulation-Demodulation-Schaltung zugeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmultiplex-Netzwerk ein Zeitmultiplex-Vermittlungsnetzwerk ist.

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   ORIGfNAL INSPECTED