DE2827040B1

DE2827040B1 - Nachrichtenuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2827040B1
Application number: DE19782827040
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Strehl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1979-04-26

Description

Ausgehend von einem Nachrichtenübertragungssystem der einleitend geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder digitalen Teilnehmerstation ein Unterkanal-Multiplexer vorgesehen ist, dessen erster Eingang über einen Pulsmodulator mit einem Mikrofon, dessen zweiter Eingang über einen Pufferspeicher mit einem Dateneingang und dessen Ausgang mit dem Gesamtausgang verbunden sind, daß eine Datentakterkennung vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Dateneingang und deren Ausgang über einen Synchronwortgenerator mit einem dritten Eingang des Unterkanal-Multiplexers verbunden sind, daß ein Präambelgenerator vorgesehen ist, dessen Eingang über eine Verzögerungsschaltung mit dem Gesamteingang, dessen erster Ausgang über einen Schalter und einen Pulsdemodulator mit einem Hörer und dessen zweiter Ausgang mit einem Datenausgang verbunden sind, und daß ein Präambeldecoder vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Gesamteingang, dessen erster Ausgang mit den Steuereingängen des Pufferspeichers und des Schalters und dessen zweiter Ausgang mit einem ersten Eingang eines Bit- und Worttaktgenerators, dessen zweiter Eingang mit dem Gesamteingang, dessen erster Ausgang mit den Takteingängen des Unterkanal-Demultiplexers, des Pulsmodulators und des Pulsdemodulators und dessen zweiter Ausgang mit einem zweiten Eingang des Präambelgenerators verbunden sind.
Bei dieser Lösung werden an definierten Stellen im Bitstrom an Stelle von Sprachbits Datenbits übertragen, wobei die Anzahl derartiger Stellen von der jeweiligen Datentaktfrequenz abhängt.
Diese Erfindung ist aber nicht nur bei einem System nach dem Hauptpatent, sondern auch bei einem rein digitalen in vorteilhafter Weise einsetzbar.
Für die praktische Realisierung mit Pulscodemodulation oder Pulsdeltamodulation ist es vorteilhaft, wenn ein Mikroprozessor und ein frei adressierbarer Festspeicher vorgesehen sind, die die Funktionen des Unterkanal-Multiplexers, der Datentakterkennung des Synchronwortgenerators, des Präambelgenerators, des Unterkanal-Demultiplexers, des Präambeldecoders und der Bit- und Worttaktsynchronisierung übernehmen.
Wenn auch diese Ausgestaltung in gleicher Weise für Pulscodemodulation und Pulsdeltamodulation geeignet ist, so ergeben sich für eine noch detailliertere Ausführung doch noch einige Unterschiede.
Da bei Pulscodemodulation ohnehin eine Wortstruktur vorhanden ist, kann die Unterkanalsynchronisierung von der Wortsynchronisierung abgeleitet werden. Die geringste Sprachbeeinflussung durch die simultane Datenübertragung entsteht dann, wenn für die Unterkanalbildung nur die Bits mit der niedrigsten Wertigkeit verwendet werden; das sind bei der PCM-Norm des CCI beispielsweise das achte bzw. das siebte und das achte Bit eines Wortes.
Wenn auf der Empfangsseite an die Stelle der abgezweigten Datenbits Füllbits mit dem Wert »Null« oder »Eins« eingefügt werden, bleibt das im Sprachkanal entstehende Störgeräusch unabhängig vom jeweiligen Datensignal. Es wäre denkbar, mit Hilfe einer Logik diese Füllbits so einzufügen, daß für das Störgeräusch ein Minimum erreicht wird.
Bei der Deltamodulation muß auf der Sendeseite eine Unterkanalsynchronisierung eingefügt werden, damit auf der Empfangsseite der Unterkanal erkannt und die Daten abgezweigt werden können. Dies erlaubt allerdings eine freizügigere, der jeweils geforderten Datenübertragungsbitrate besser angepaßte Unterkanalbildung als bei Pulscodemodulation.
Bei Pulsdeltamodulation ist es vorteilhaft, wenn ein Pulsdeltamodulator vorgesehen ist, dessen Rückkoppelschleife eine Einkopplung für die vom Mikroprozessor kommenden Daten angeordnet ist.
Bei dieser Anordnung bleibt der Einfluß des Unterkanals auf die Sprachqualität besonders klein, weil die Störwirkung der Datenbits vom Deltamodulator selbsttätig korrigiert wird.
Mit der erfindungsgemäßen automatischen Unterkanalbildung ist es möglich, die Übertragungskapazität des Unterkanals bei Bedarf so weit zu steigern, daß der Anteil des für die Sprache zur Verfügung stehenden Hauptkanals kleiner wird als der des Unterkanals.
Beispielsweise 16 kbit/s für die Sprachübertragung und 48 kbit/s für die Datenübertragung. Es ist auch eine vollständige automatische Umschaltung des Sprachkanals auf Datenübertragung möglich.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung für Pulscodemodulation und Pulsdeltamodulation und F i g. 3 zeigt einen Pulsdeltamodulator für eine Anordnung nach Fig. 2.
F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Unterkanal-Multiplexer 1, mit einem Pulsmodulator 2, mit einem Mikrophon 3, mit einem Pufferspeicher 4 mit einem Dateneingang 5, mit einem Gesamtausgang 6, mit einer Datentakterkennung 8, mit einem Synchronwortgenerator 8, mit einem Präambelgenerator 9, mit einem Unterkanal-Demultiplexer 10, mit einer Verzögerungsschaltung 11, mit einem Gesamteingang 12, mit einem Schalter 13, mit einem Pulsdemodulator 14, mit einem Präambeldecoder 17 und mit einer Verzögerungsschaltung 18.
Sind nur Sprachsignale zu übertragen, so werden einerseits die vom Mikrophon 3 stammenden Analogsignale im Pulsmodulator 2 in pulsmodulierte Signale umgesetzt, die über den Unterkanal-Multiplexer 1 zum Gesamtausgang 6 gelangen. Am Gesamteingang 12 eintreffende Signale gelangen über die Verzögerungsschaltung 11, den Unterkanal-Demultiplexer 10 und den Schalter 13 Hörer 15 zugeführt werden.
Wird am Dateneingang 5 ein datenabgebendes Datenendgerät angeschlossen, so stellt die Datentakterkennung 7 fest, daß die Bitrate am Dateneingang beispielsweise 8 kbit/s beträgt und steuert den Synchronwortgenerator 8 derart, daß nur die für die Datenübertragung notwendige Bitrate im Unterkanal-Multiplexer 1 dem Sprachkanal entnommen wird.
Gleichzeitig wird der nicht dargestellten, aber genauso aufgebauten Gegenstelle durch eine Präambel aus dem Präambelgenerator 9 mitgeteilt, welche Datenbitrate und welches Synchronwort im Unterkanal verwendet wird. Nach Erhalt einer Quittung über die Erkennung des Unterkanals von der Gegenstelle über den Präambeldecoder 17 beginnt der Pufferspeicher 4 seine Daten an den Unterkanal-Multiplexer 1 abzugeben.
Auf der Empfangsseite der Gegenstelle, deren Elemente mit einem * bezeichnet sind, hat der Präambeldecoder 17+ erkannt, auf welche Unterkanalbitrate und welches Synchronwort sich die Synchronisierung einstellen muß und veranlaßt den Präambelgenerator 9+ nach Einrasten in den Synchronlauf ebenfalls zur Abgabe einer Quittung. Ankommende Daten werden über den Unterkanal-Demultiplexer 10* dem Datenausgang 16* zugeführt.
Wenn am Dateneingang 5 keine Daten mehr eintreffen, wird durch die Datenerkennung 7 in gleicher Weise der Abbau bzw. die Reduzierung des Unterkanals veranlaßt.
Durch die Verzögerungsschaltung 11 und den Schalter 13 wird verhindert, daß die zum Aufbau des Unterkanals und für andere Zwecke vorgesehenen Präambeln den Pulsdemodulator 14 erreichen, weil sonst dadurch im Sprachkanal ein Geräusch entstehen kann.
Eine Übertragung von Daten von der Gegenstelle zum Datenausgang 16 erfolgt in gleicher Weise.
F i g. 2 zeigt eine Anordnung nach F i g. 1 für Pulscodemodulation oder Pulsdeltamodulation, bei der alle Funktionen außer denen eines Analog-Digital-Umsetzers 2', des Mikrophons 3, eines Digital-Analog-Umsetzers 14', des Hörers 15, der Verzögerungsschaltung 18 und des Schalters 13 durch einen Mikroprozessor 19 des Typs SBC 80/20 und einen frei adressierbaren Festspeicher 20 (ROM = read only memory) ausgeführt werden.
F i g. 3 zeigt einen Pulsdeltamodulator 2", der anstelle des Analog-Digital-Umsetzers 2' in Fig. 2 eingesetzt werden kann. Der Pulsdeltamodulator 2" enthält ein Flipflop 22 mit einem Datenbiteingang 21, der auch in F i g. 2 eingezeichnet ist, und mit einem Takteingang 23, einen Komparator 24, einen Umschalter 25, Stromquellen 26 und 27 sowie einen Integrator 28.
Die Wirkungsweise eines Pulsdeltamodulators ist bekannt. Der Komparator 24 vergleicht, ob die vom Integrator 28 abgegebene Referenzspannung größer oder kleiner als die vom Mikrophon 3 stammende Analogspannung ist. Je nachdem wird ein Puls an den Gesamtausgang 6 abgegeben oder nicht. Je nach dem Zustand am Ausgang 6 wird über den Schalter 25 der Integrator 28 entweder von der Stromquelle 26 aufgeladen oder von der Stromquelle 27 entladen, in dem Sinne, daß die am Ausgang des Integrators auftretende Referenzspannung der vom Mikrophon 3 stammenden Analogspannung nachläuft. Die Dateneinfügung über das Flipflop 22 in der Rückkopplungsschleife zum Komparator 24 bewirkt, daß der Einfluß des Unterkanals auf die Sprachqualität besonders klein bleibt, weil die Störwirkung der Datenbits vom Pulsdeltamodulator 2" selbsttätig korrigiert wird.
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenübertragungssystem, bei dem dem herkömmlichen analogen Fernmeldenetz ein Digitalnetz überlagert ist, dessen digitale Endvermittlungen mit digitalen Teilnehmerstationen verbunden sind. Beide Netze sind zwischen den analogen und den digitalen Endvermittlungen über Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzer miteinander verbunden. Erfindungsgemäß ist in jeder digitalen Teilnehmerstation durch automatische Unterkanalbildung mittels eines Multiplexers (1) und eines Demultiplexers (10) eine Datenübertragung simultan zur Sprache möglich. Eine Anordnung zur Datentakterkennung (7) ermittelt, welche Bitrate das jeweils angeschlossene Datenendgerät abgibt und veranlaßt, daß mit einer dem Sprachkanal zu entziehenden Bitrate ein angemessener Unterkanal für die Daten eingerichtet wird (Fig. 1).

Claims

Patentansprüche: 1. Nachrichtenübertragungssystem zur leitungsgebundenen und/oder drahtlosen Übertragung von Sprache, Musik, Text, Bildern oder Daten mit einem herkömmlichen Fernmeldenetz für analoge und gegebenenfalls auch abschnittsweise digitale Übertragung mit End- und Durchgangsvermittlungen (Analognetz), mit einem dem Analognetz überlagerten zusätzlichen Netz für reine Digitalübertragung mit eigenen Durchgangsvermittlungen (digitales Fernnetz), mit digitalen Endvermittlungen, die einerseits unmittelbar mit Analog-Digital- bzw.

Digital-Analog-Umsetzern aufweisenden digitalen Teilnehmerstationen und andererseits für jede aufzubauende Verbindung, die über den Endvermittlungsbereich hinausgeht, entweder mit dem digitalen Fernnetz unmittelbar oder mit dem Analognetz über Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Umsetzer bzw.

bei Anschluß an eine abschnittsweise Digitalübertragung über einen Codeumsetzer verbunden sind, und mit digitalen Teilnehmerstationen, die ständig oder zeitweise einen Teil des für die Sprachübertragung zur Verfügung stehenden Bitstroms für Datenübertragung und/oder Signalisierungszwecke ausnutzen, insbesondere nach Anspruch 8 oder 10 der Patentanmeldung P2729689.5, dadurch gekennz e i c h n e t, daß in jeder digitalen Teilnehmerstation ein Unterkanal-Multiplexer (1) vorgesehen ist, dessen erster Eingang über einen Pulsmodulator (2) mit einem Mikrofon (3), dessen zweiter Eingang über einen Pufferspeicher (4) mit einem Dateneingang (5) und dessen Ausgang mit dem Gesamtausgang (6) verbunden sind, daß eine Datentakterkennung (7) vorgesehen ist, deren Eingang mit dem Dateneingang (5) und deren Ausgang über einen Synchronwortgenerator (8) mit einem dritten Eingang des Unterkanal-Multiplexers (1) verbunden sind, daß ein Präambelgenerator (9) vorgesehen ist, dessen erster Eingang mit dem Ausgang der Datenerkennung (7) und dessen Ausgang mit dem Gesamtausgang (6) verbunden sind, daß ein Unterkanal-Demultiplexer (10) vorgesehen ist, dessen Eingang über eine Verzögerungsschaltung (11) mit dem Gesamteingang (12), dessen erster Ausgang über einen Schalter (13) und einen Pulsdemodulator (14) mit einem Hörer (15) und dessen zweiter Ausgang mit einem Datenausgang (16) verbunden sind, und daß ein Präambeldecoder (17) vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Gesamteingang (12), dessen erster Ausgang mit den Steuereingängen des Pufferspeichers (4) und des Schalters (13) und dessen zweiter Ausgang mit einem ersten Eingang eines Bit- und Worttaktgenerators (18), dessen zweiter Eingang mit dem Gesamteingang (12), dessen erster Ausgang mit den Takteingängen des Unterkanal-Demultiplexers (10), des Pulsmodulators (2) und des Pulsdemodulators (14) und dessen zweiter Ausgang mit einem zweiten Eingang des Präambelgenerators (9) verbunden sind (Fig. 1).
2. System nach Anspruch 1 für Pulscodemodulation oder Pulsdeltamodulation, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (19) und ein frei adressierbarer Festspeicher (20) vorgesehen sind, die die Funktionen des Unterkanal-Multiplexers (1) der Datentakterkennung (7), des Synchronwortgenerators (8), des Präambelgenerators (9), des Unterkanal-Demultiplexers (10), des Präambeldecoders (17) und der Bit- und Worttaktsynchronisierung (18) übernehmen (F i g. 2).
3. System nach Anspruch 2 für Pulsdeltamodulation, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulsdeltamodulator (2') vorgesehen ist, in dessen Rückkoppelschleife eine Einkopplung (21) für die vom Mikroprozessor (19) kommenden Daten angeordnet ist (Fig. 3).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenübertragungssystem zur leitungsgebundenen und/oder drahtlosen Übertragung von Sprache, Musik, Text, Bildern oder Daten mit einem herkömmlichen Fernmeldenetz für analoge und gegebenenfalls auch abschnittsweise digitale Übertragung mit End- und Durchgangsvermittlungen (Analognetz), mit einem dem Analognetz überlagerten zusätzlichen Netz für reine Digitalübertragung mit eigenen Durchgangsvermittlungen (digitales Fernnetz), mit digitalen Endvermittlungen, die einerseits unmittelbar mit Analog-Digital bzw. Digital-Analog-Umsetzern aufweisenden digitalen Teilnehmerstationen und andererseits für jede aufzubauende Verbindung, die über den Endvermittlungsbereich hinausgeht, entweder mit dem digitalen Fernnetz unmittelbar oder mit dem Analognetz über Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Umsetzer bzw. bei Anschluß an eine abschnittsweise Digitalübertragung über einen Codeumsetzer verbunden sind, und mit digitalen Teilnehmerstationen, die ständig oder zeitweise einen Teil des für die Sprachübertragung zur Verfügung stehenden Bitstroms für Datenübertragung und/oder Signalisierungszwecke ausnutzen.

Ein derartiges Nachrichtenübertragungssystem ist in der Hauptpatentanmeldung P 27 29 689 beschrieben und ermöglicht über die digitalen Teilnehmerstationen neben dem Fernsprechen beispielsweise auch Bürofernschreiben, Fernkopieren, Fernsprech-Einzelbildübermittlung oder elektronische Briefübermittlung abzuwikkeln. Dabei ist es möglich, daß ständig oder zeitweise ein Teil des für die Sprachübertragung zur Verfügung stehenden Bitstromes für Datenübertragung und/oder Signalisierungszwecke verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, für diese Möglichkeit eine praktische Lösung anzugeben.