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Schaltungsanordnung zum Empfang von digitalen Nachrichten-
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signalen in einer digitalen Vermittlungs stelle eines Zeitmultiplexfernmeldenetzes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Empfang von digitalen Nachrichtensignalen
in einer digitalen Vermittlungsstelle eines PCM-Zeitmultiplexfernmeldenetzes, die
in Form von wenigstens zwei nacheinander erzeugte zusammengehörige Nachrichtensignalwörter,
ein Signalisierwort, sowie ein diesen vorangestelltes Synchronisierwort umfassenden
Nachrichtensignalblöcken von digitalen Teilnehmerstellen aus auf eilnehmeranschlußleitungen
übertragen werden, wobei diese Nachrichtensignale eine Codedarstellung aufweisen,
die eine eindeutige Unterscheidung beider Arten ihre Binärwerte vom Ruhezustand
gestattet.
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Die erwähnte Codedarstellung ist vorgeschlagen worden, um aus empfangenen
Nachrichtensignalblöcken ein Signal ableiten zu können, das die zeitliche Lage und
die Zeitdauer des j jeweiligen Nachrichtensignalblockes angibt.
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Obwohl der Bittakt solcher Nachrichtensignale weitgehend takt synchron
zum Amtstakt der Vermittlungsstelle
ist, da die Taktgeber der einzelnen
Teilnehmerstellen auf diesen Amtstakt aufsynchronisiert werden, ist wegen der unterschiedlichen
Laufzeiten auf den einzelnen Zeile nehmeranschlußleitungen, die auch unterschiedlichen
Schwankungen unterworfen sind, die erwähnte zeitliche Lage des Empfangs eines Nachrichtensignalblockes
nicht exakt festlegbar. Die Schaltungsanordnung zum Empfang der Nachrichtensignalblöcke
in der Vermittlungsstelle muß also innerhalb einer bestimmten Empfangszeitspanne
zu jeder Zeit Nachrichtensignalblöcke aufnehmen konnen und dabei in der Lage sein,
nur solche Informationen zur Weiterverarbeitung freizugeben, die richtig und vollständig
sind, die also ein richtige Synchronwort sowie eine richtige Anzahl von Bits umfassen
und Störsignale, die vor und nach einem Nachrichtensignalblock innerhalb der Empfangszeitspanne
der Schaltungsanordnung auftreten, zu unterdrücken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung
anzugeben, die den vorerwähnten Forderungen genügt, und die darüber hinaus gut in
integrierter Schaltkreistechnik zu realisieren ist.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einer Schaltungsanordnung der obengenannten
Art dadurch erreicht, daß diese ein Empfangsschieberegister mit der Anzahl der Bits
eines Nachrichtensignalblocks gleicher Stufenzahl, ferner eine erste bistabile Kippstufe,
die mit Empfang des innerhalb einer Empfangs zeitspanne der Schaltungsanordnung
ersten Bits vom Binärwert 1 bei Koinzidenz mit dem im rückgesetzten Zustand abgegebenen
Signal vom Binärwert 1 einer zweiten bistabilen Kippstufe gesetzt wird, und die
durch ihr dann vorliegendes Ausgangssignal das Empfangsschieberegister zur seriellen
Informationsaufnahme freigibt, ferner einen Zähler mit der Anzahl der Bits eines
Nachrichtensignalblockes
entsprechenden Zählvolumen, der durch das von der ersten Kippstufe im Setzzustand
abgegebene Ausgangs signal zum Zählen der vom Amtstaktgeber gelieferten Bittaktimpulse
freigegeben wird und der bei Erreichen seines Zählerendstandes die zweite bistabile
Kippstufe setzt, sowie einen Synchronisierwortvergleicher und eine dritte bistabile
Kippstufe aufweist, wobei der Synchronisierwortvergleicher den Inhalt der dem Serieneingang
abgewendeten letzten, in ihrer Anzahl der Bitanzahl des Synchronisierwortes gleichen
Stufen des Empfangsschieberegisters mit einem periodisch erzeugten Synchronisierbitmuster
vergleicht und mit seinem bei Übereinstimmung abgegebenen Ausgangssignal bei Koinzidenz
mit einem von der zweiten bistabilen Kippstufe im Setzzustand abgegebenen Ausgangs
signal einerseits die dritte bistabile Kippstufe setzt, die dann den Empfang eines
vollständigen Nachrichtensignalblockes mit richtigem Synchronwort anzeigt, und andererseits
die erste bistabile Kippstufe zurücksetzt, und daß mit einem aufgrund der erwähnten
Codedarstellung erzeugbaren, das vorläufige oder endgültige Ende des Empfangs einer
Gruppe von Nachrichtensignalbits anzeigenden Signal der Zähler und alternativ zur
Rückstellung durch den Vergleicher die erste bistabile kippstufe zurückgestellt
werden. Eine Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen ist in der Lage, jederzeit
innerhalb ihrer Empfangszeitspanne einen Nachrichtensignalblock aufzunehmen und
eine Prüfung desselben auf Richtigkeit und des Synchronwortes auf Vollständigkeit
vorzunehmen.
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Sie gewährleistet darüber hinaus, daß vor und nach einem solchen richtigen
Nachrichtensignalblock innehalb der Empfangszeitspanne auftretende Störungen unterdrückt
werden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf zwei Figuren näher erläutert.
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Figur 1 zeigt ein Zeitdiagramm für den Betrieb der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung.
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Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Schaltungsanordnung.
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Im obersten Teil der Figur 1 gezeigt, daß bei einer Vermittlungsstelle
derjenigen Art, deren Bestandteil die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist,
abwechselnd Sendebetrieb S und Empfangsbetrieb E herrscht, wobei jeweils zwischen
dem Sendebetrieb und dem nachfolgenden Empfangsbetrieb eine Pause P eingehalten
wird, die in erster Linie verhindern soll, daß aufgrund von der Vermittlungsstelle
zu einer Teilnehmerstelle ausgesendeter Informationen zurückgesendete Echosignale
in der Vermittlungsstelle empfangen werden können. Die Zeiten für diese Betriebsarten
S und E sind in der Vermittlungsstelle festgelegt und unabhängig von der zeitlichen
Lage der empfangenen Nachrichtensignalblöcke. In dem erwähnten obersten Teil der
Figur 1 ist auch die zeitliche Lage eines solchen Nachrichtensignalblockes tE innerhalb
der für den Empfangsbetrieb z vorgesehenen Zeit dargestellt. Die zeitliche Lage
ist, wie erläutert; innerhalb der Empfangs zeit beliebig und hängt von der Laufzeit
auf der betreffenden Teilnehmeranschlußleitung ab. Wie ebenfalls in Figur 1 gezeigt,
können die Nachrichtensignalblöcke I{B von Störungen A und B begleitet sein, die
ihnen vorangehend oder nachfolgend empfangen werden.
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In der Zeile E der Figur 2 ist ein Signal dargestellt, das die Empfangsbereitschaft
der Schaltungsanordnung bewirkt. In der darunter befindlichen Zeile ist ein
Empfangssteuersignal
SB dargestellt, das die zeitliche Lage und die Dauer eines Nachrichtensip alblockes
angibt, wie er in der darunter befindlichen Zeile NB angedeutet ist. Dieses Empfangssteuersignal
ist ableitbar, wenn wie vorausgesetzt, die Nachrichtensignale in einer dodedarstellung
angeliefert werden, bei der beide Binärwerte vom Ruhezustand unterscheidbar sind,
und entsteht bei der Umwandlung der Nachrichtensignale aus dieser Signaldarstellung
in die sonst übliche Signaldarstellung, bei der die den Binärwert 0 charakterisierenden
elektrischen Werte auf der Leitung sich nicht ton den in Signalpausen herrschenden
elektrischen Werte unterscheiden.
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Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig.3 gelangen ankommende Nachrichtensignalblöcke
NB an eine aktauswahlschaltung: TA, die dazu dient, aus einer Reihe phasenverschobener
Rittaktfolgen, die durch eine Taktschaltung TS aus dem Amtstakt abgeleitet werden,
diejenige Bittaktfolge auszuwählen, die mit dem dem ankommenden Nachrichtensignalblock
zugrunde liegenden Bit takt koinzidiert, womit kleine Phasenschwankungen (Jitter)
ausgeglichen werden. Solche Schaltungsanordnungen sind an sich bekannt (siehe z.B.
DE-OS 26 41 547) und sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Zur Aufnahme der Nachrichtensignalblöcke in der Empfangsschaltung
dient ein Empfangsschieberegister, das hier aus drei Teilen SCH1, SCH2 und SCH3
mit jeweils 8 Stufen besteht, von denen das Schieberegister SCH3 zur Aufnahme des
Synchronisierwortes und des Signalisierwortes und die Schieberegister SCHi und SCH2
zur Aufnahme der beiden Nachrichtensignalwörter eines Nachrichtensignalblockes bestimmt
sind. Die drei Schieberegister sind in Serie geschaltet, wobei das Schieberegister
SCHi
den Serieneingang der Gesamtregisteranordnung bildet, dem die
ankommenden Nachrichtensignalblöcke von der Taktauswahlschaltung aus mit dem exakten
Amtstakt versehen zugeführt werden.
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Weiterer Bestandteil der Schaltungsanordnung gemäß Figur 3 ist eine
erste bistabile Kippstufe FF1, die sich außerhalb der Empfangszeit E im rückgesetzten
Zustand befindet und die bei Auftreten des innerhalb der Empfangszeitspanne jeweils
ersten Bits vom Binärwert 1 bei Eoinzidenz mit dem im rückgesetzten Zustand abgegebenen
Signal vom Binärwert 1 einer zweiten bistabilen Kippstufe FF2 gesetzt wird, da dann
die Koinzidenzbedingung des Koinzldenzgliedes K1 erfüllt ist, das ihrem Setzeingang
S vorgeschaltet ist.
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Das Umschalten der ersten bistabilen Kippstufe in den Setzzustand
bewirkt die Freigabe des Empfangsschiebe registers zur serielien Informationsaufnahme.
Das Ausgangssignal der Kippstufe liegt nämlich einerseits an den ersten Eingängen
der Koinzidenzglieder Kiel, K12 und K13, bei denen im Falle des Koinzidenzgliedes
K11 am zweiten Eingang die Nachrichtensignalblöcke von der Taktauswahl schaltung
TA aus zugeführt und bei erfüllter Koinzidenzbedingung an den Serieneingang JJ des
Schieberegisters SCHi weitergegeben werden, und im Falle der Koinzidenzglieder K12
und K13 an deren zweitem Eingang das von der letzten Stufe des jeweils vorangehenden
Schieberegisters SCHI bzw. SCH2 abgegebene Ausgangssignal anliegt, so daß bei erfüllter
Koinzidenzbedingung die Informationen des jeweils vorangehenden Schieberegisters
an die Informationseingänge JJ der Schieberegister SCH2 bzw. SCH3 gelangen können.
Das im Setzzustand der ersten bistabilen Kippstufe FF1 auftretende Ausgangssignal
liegt andererseits
an den ersten Eingängen der Koinzidenzglieder
K21, K22 und K23, an deren zweite Eingänge über den Ausgang El der Taktauswahlschaltung
TA der ausgewählte Bittakt gelangt, wobei das Ausgangssignal dieser Koinzidenzglieder
über die ODER-Glieder OD1, OD2 bzw. OD3 als Schiebetakt an die Schieberegister SCH1,
SCH2 bzw. SCH3 gelangt.
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Das im Setzzustand der ersten bistabilen Kippstufe ??1 abgegebene
Signal bewirkt außerdem, daß über das Koinzidenzglied K4 der von der Taktauswahlschaltung
über deren Ausgang El gelieferte Bittakt als Fortschaltetakt an einen Zähler Z gelangt,
der sich zu diesem Zeitpunkt in seinem Ausgangszustand befindet. Der Zähler Z hat
eine Zählkapazität, die der Anzahl der Bits eines Nachrichtensignalblockes entspricht,
also bei dem angenommenen Beispiel vcn 3 x 8 Bits bis auf 24 zu zählen vermag. Bei
Erreichen dieses Zählerstandes wird die schon erwähnte 2.bistabile Kippstufe FF2
gesetzt. Damit liefert der mit dem einen Eingang des Koinzidenzgliedes K1 verbundene
eine Ausgang dieser Kippstufe ein Signal, bei dessen Vorliegen die Koinzidenzbedingung
nicht mehr erfüllt ist, so daß, solange die bistabile Kippstufe P?2 sich im gesetzten
Zustand befindet, die bistabile Kippstufe FS1 nicht erneut gesetzt werden kann.
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Wenn im Zuge der Eingabe eines Nachrichtensignalblockes in das Empfangsschieberegister
die Bits des zugehörigen Synchronisierwortes in die beiden letzten Stufen des Schieberegisters
SCH3 gelangt sind, ergibt der Vergleich des Inhalts dieser beiden Stufen mit den
Bits eines innerhalb der Vermittlungsstelle periodisch erzeugten Synchronisierbitmusters
durch einen Vergleicher VG ein positives Vergleichsergebnis. Das in diesem Palle
abgegebene Signal wird durch das KoinzidenzgXied K5 mit dem am zweiten Ausgang der
zweiten bistabilen Kippstufe BB2 abgegebenen Signal verknüpft. Das von dem Koinzidenzglied
K5 abgegebene Ausgangssignal wird einerseits an den
Setzeingang
S einer dritten bistabilen Kippstufe FF3, andererseits über ein ODER-Glied OD4 an
den Rücksetzeingang R der ersten bistabilen Kippstufe FF1 gelegt.
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An diesen Rücksetzeingang gelangt über das erwähnte ODER-Glied außerdem
das vorerwähnte die Zeitlage und Zeitdauer eines empfangenen Nachrichtensignalblockes
anzeigenden Empfangssteuersignals SB in der Weise, daß bei dessen Verschwinden die
erste bistabile Kippstufe FF1 rückgesetzt wird.
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Nachstehend wird auf Einzelheiten der Funktionsweise der beschriebenen
Schaltungsanordnung eingegangen.
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Es wird hierzu zunächst angenommen, daß innerhalb einer Empfangszeitspanne
E der Schaltungsanordnung eine Störung A vor Empfang eines Nachrichtensignalblockes
tE auftritt, wie dies in Fig.2 angedeutet ist und zwar in Form eines Bits mit dem
Binärwert 1. Es wird hierdurch die erste bistabile Kippstufe FS1 gesetzt mit der
Folge, daß, wie beschrieben, die Schieberegister SCHi bis SCH3 zur Informationsaufnahme
freigegeben werden. Außerdem wird über das Koinzidenzglied K4 der Bittakt als Zähltakt
an den Zähler Z gelegt.
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Auch im Falle einer solchan Störung A entsteht ein dem die zeitliche
Lage und die Zeitdauer eines Nachrichtensignalblockes anzeigenden Signal entsprechendes
Signal. Das heißt, daß nach Beendigung der Störung, die mit sehr großer Wahrscheinlichkeit
kürzer ist als ein Nachrichtensignalblock und auch vor dessen Beginn beendet ist,
dieses Signal SB wieder verschwindet,mit der Folge, daß über das ODER-Glied OD4
die erste bistabile Eippstufe rückgesetzt wird. Damit sind die Schieberegister SCH1
bis SCH3 wieder gegen eine Informationsaufnahme
gesperrt, außerdem
wird der Zähler Z, der seine Zählerendstellung noch nicht erreicht hatte, wieder
in den Anfangszustand zurückgestellt.
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Tenn nunmehr ein echter Nachrichtensignalblock NB empfangen wird,
wiederholen sich die beschriebenen Vorgänge der Schieberegisterfreigabe und des
Zählbeginns. Die aufgrund des Pehlers A vorher in das Schieberegister aufgenommenen
Nachrichtensignalbits werden dabei schrittweise aus dem Schieberegister ausgeschoben.
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Selbst wenn durch sie ein Synchronwort simuliert würde, könnte dies
jedoch nicht zu einer fehlerhaften Auswertung führen. Da, wie erwähnt, der Zähler
Z am Ende der Störung A zurückgestellt worden ist, hat er nämlich dann, wenn die
weitergeschobenen Fehlerbits die beiden letzten Stufen des Schieberegisters SCH3
erreicht haben, deren Inhalt dem Vergleicher VG angeboten werden, noch nicht seinen
Zahlerendstana erreicht, so daß die zweite bistabile Kippstufe PF2 sich nach wie
vor in ihrem rückgesetzten Zustand befindet und damit die Koinzidenzbedingung des
Koinzidenzgliedes K5 nicht erfüllt ist, also die dritte bistabile Kippstufe FF3,
die das Vorliegen eines richtigen Nachrichtensignalblockes anzeigen soll, nicht
gesetzt wird.
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Mit den nachfolgenden Zähltaktschritten würden die Fehlerbits aus
dem Schieberegister ausgeschoben. Auf diese Art und Weise erübrigt es sich, fehlerhafte
Einträge im Schieberegister gesondert zu löschen, was entsprechende Zuleitungen
zu den einzelnen Schieberegisterstufen erfordern würde, die bei Ausführung in integrierter
Schaltkreistech-ik einen Aufwand darstellen, der demjenigen für den Zähler Z, der
eine solche Ersparnis an Leitungen ermöglicht, überwiegt.
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Wenn dagegen das Synchronisierwort eines Nachrichtensignalblockes,
das hier 2 Bit aufweisen soll, in die beiden letzten Schieberegisterstufen des Schieberegisters
3 gelangt ist, hat auch der Zähler Z seine Zählerendstellung erreicht und damit
die zweite bistabile Kippstufe FF2 gesetzt. Das durch den Vergleicher VG ein positives
Vergleichsergebnis anzeigende Signal kann also über das Koinzidenzglied K5 die dritte
bistabile Kippstufe FF3 setzen, womit angezeigt wird, daß ein richtiger Nachrichtensignalblock
empfangen worden ist.
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Das erwähnte Ergebnissignal führt über das ODER-Glied OD4 außerdem
zum Rücksetzen der bistabilen Kippstufe FF1 mit der Folge, daß weitere unmittelbar
im Anschluß an einen Nachrichtensignalblock auftretende Störungen, wie die Störung
B, die dazu führen, daß das Empfangssteuersignal SB aufrechterhalten bleibt, dennoch
nicht mehr in das Schieberegister übernommen werden.
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Weitere mit einem gewissen zeitlichen Abstand auftretende Störungen
wie die Störung C in Fig.2 können innerhalb der betrachteten Empfangszeitspanne
E die bistabile Kippstufe FF1 nicht mehr in den Setzzustand bringen, da das Koinzidenzglied
K1 nur dann durchlässig ist, wenn die zweite bistabile Kippstufe FF2 rückgesetzt
ist, ein solches Rücksetzen über die Rücksetzleitung RL erst am Ende der Empfangszeitspanne
erfolgt.
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Der Inhalt des Empfangsschieberegisters bleibt nunmehr also unverändert,
bis durch ein entsprechendes Signal auf der Leitung UG die Koinzidenzglieder K31,
K32 und K33 für die von der Taktschaltung TS gelieferten Schiebetakte durchlässig
gemacht werden und damit über die ODER-Glieder OD1 bis OD3 an die Takt eingänge
der Schieberegister gelangen, so daß deren Inhalt jeweils gleichzeitig über
die
Ausgabeleitungen AL1, AL2 bzw. AL3 zur weiteren Verarbeitung an Einrichtungen der
Vermittlungsstelle ausgeschoben werden. Nach einer solchen Übernahme erfolgt, wie
angedeutet, durch ein entsprechendes Signal auf der Rücksetzleitung RL ein Rücksetzen
der zweiten bistabilen Kippstufe FF2 und auch der dritten bistabilen Kippstufe PF3,
womit die Schaltungsanordnung zum Empfang eines weiteren Nachrichtensignalblockes
vorbereitet ist, da auch die erste bistabile Kippstufe FF3 entweder durch das Vergleichsergebnissignal
oder bei Beendigung des Empfangssteuersignals SB zurückgesetzt worden ist.