DE2928398C2 - Verfahren zur digitalen Übertragung von Analogisignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Übertragung von Analogsignalen, insbesondere Tonprogrammen, über zueinander plesiochrone Übertragungsabschnitte mittels Stopfverfahren.

Bei digitalen Tonübertragungssystemen, wie sie beispielsweise in der Siemens-Werbeschrift »PCM-Tonkanalsystem MStD für Tonsignale mit 15 kHz und kHz Bandbreite«, Ausgabe Frühjahr 1979, beschrieben sind, ist es möglich, einzelne Tonkanäle digital durchzuschalten. Mit Rücksicht auf die hier geforderte hohe Übertragungsqualität der Tonsignale und das dabei angewandte Schlupfverfahren werden synchrone Netze oder sehr hohe Taktfrequenzgenauigkeiten in der Größenordnung von 10-" benötigt. Diese Voraussetzung ist im allgemeinen dann nicht mehr gegeben, wenn eine solche hochwertige digitale Tonübertragung unter Einbeziehung des derzeit sich im Ausbau befindlichen digitalen Fernsprechnetzes erfolgen soll, weil hier davon ausgegangen werden muß, daß die für eine Übertragung sich anbietenden Übertragungsabschnitte im allgemeinen nur plesiochron zusammenarbeiten können. Es müssen daher Informationsverluste in Kauf genommen werden, wenn nicht durch Anwendung eines Stopfverfahrens für einen verlustlosen Übergang der zu übertragenden Toninformationen von einem Übertragungsabschnitt auf einen anderen gesorgt wird. Ein solches Stopfverfahren, auch Stuffingverfahren genannt, ist beispielsweise in der Literaturstelle »IEEE Transactions on Communication Technology«, Vol. Com-14, Nr. 5, Oktober 1966, Seiten 562 bis 568 angegeben.

Der systemtechnische Aufwand für ein solches Stopfverfahren ist beträchtlich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die wahlweise Übertragung von digitalen Analogsignalen über plesiochrone Verbindungen ein Stopfverfahren aufzuzeigen, das mit einem relaiiv geringen technischen Aufwand an zusätzlichen Übertragungseinrichtuügen auskommt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für ein solches Stopfverfahren dadurch gelöst, daß sendeseitig die Abtastfrequenz der Analogsignale gegenüber der Soll-Abtastfrequenz geringfügig erniedrigt und die hierdurch verringerte Datenmenge des digitalen Signals am Ausgang des Sendeumsetzters, bezogen auf die Übertragungskapazität des ersten Übertragungsabschnittes, durch Codewort-Einfügungen angepaßt wird, daß ferner beim Übergang vom einen Übertragungsabschnitt auf einen weiteren Übertragungsabschnitt zunächst uie empfangsseitig erkannten Codewort-Einfügungen gelöscht und der primäre Bittakt des digitalen Signals mittels einer Jitterreduzierung regeneriert und anschließend die verringerte Datenmenge, bezogen auf die Übertragungskapazität dieses weiteren Übertragungsabschnittes, wieder durch Codewort-Einfügungen angepaßt wird und daß auf der Empfangsseite des letzten Übertragungsabschnittes das in seinem primären Bittakt regenerierte digitale Signal rückumgewandelt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich durch eine geringfügige Verkleinerung des sendeseitigen Abti'sttaktes der notwendige Zeitraum für bei der Durchführung eines Stopfverfahrens notwendige Zusatzinformationen schaffen läßt, und zwar ohne Informationsverluste in Kauf nehmen zu müssen. Dadurch wird es möglich, die notwendige Anpassung an die aufeinanderfolgenden plesiochronen Übertragungsabschnitte lediglich durch Codewort-Einfügungen herbeizuführen, die sich am Ende eines Übertragungsabschnittes leicht erkennen und aus dem Signalfluß wieder beseitigen lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Codewort-Einfügungen Codewort-Wiederholungen.

Zweckmäßig wird in diesem Fall sendeseitig dem Analogsignal ein sogenanntes »Dithersignal« überlagert, um Codewort-Wiederholungen im zu übertragenden Nutzsignal weitgehend auszuschließen.

Da die niedrigstwertigen Bits der Codeworte des digital zu übertragenden analogen Signals nur einen sehr geringen Beitrag für die Qualität der Übertragung liefern, können Vortäuschungen von Codewort-Wiederholungen praktisch ohne Verfälschung der Nutzinformation dadurch in einfacher Weise ausgeschaltet werden, daß sendeseitig die Gleichheit aufeinanderfolgender Codeworte im eigentlichen Nutzsignal überprüft und fallweise das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit eines der beiden miteinander verglichenen und als gleich festgestellten Codeworte invertiert wird.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.

Die Figur zeigt schematisch zwei Übertragungsabschnitte ÜA1 und ÜA 2, über die hinweg ein ϊ audiofrequentes Signal AF zwischen einem Sendeumsetzer St/und einem Empfangsumsetzer FC/übertragen werden soil. Weisen die Systembittakte beider Übertragungsabschnitte die gleiche Bitfolgefrequenz /2, beispielsweise 2048 kbit/s, auf, besteht also zwischen dem Übertragunesabchnitt OA 1 und dem Überiragungsabschnitt ÜA 2 Sanchronismus, dann können die Zusatzeinrichtungen Z1 zwischen dem Ausgang des Sendeumsetzers SU und dsm Multiplexer MUXW, die Zusatzeinrichtung Z2 zwischen dem Multiplexer MUX12 des ersten Übertragungsabschnittes und dem Multiplexer MUX22 des zweiten Übertragungsabschnittes und die Zusatzeinrichtung Z3 zwischen dem Multiplexer MUX23 des zweiten Übertragungsabschnitts und dem Empfangsumsetzer EU du'ch einfache Übertragungsleitungen ersetzt werden. Die Frequenz des Taktes für den Sendeumsetzer SU und den Empfangsumsetzer EU bei einer Soll-Abtastfrequenz Λ> von beispielsweise 32 kHz ist dann fo 1, z. B. 389 kbit/s, was in der Figur durch Inklammerierung vermerkt ist. Das Tonsignal T am einen Eingang des Multiplexers MUX11 des ersten Übertragungsabschnittes PA 1 wird mit den ankommenden digitalen Fernsprechkanälen FS am anderen Eingang dieses Multiplexers zu einem Fernsprechsignale und Tonsignale enthaltenden digitalen Signal Fi + Γ vereinigt und über die Strecke zum Multiplexer MUX12 übertragen. Dort werden das Tonsignal Tund die Fernsprechsignale FS¹ voneinander getrennt und das Tonsignal Γ dem einen Eingang des Multiplexers MUX 22 des zweiten Übertragungsab- s^r> schnittes ÜA 2 zugeführt. Das Tonsignal Γ und die Fernsprechsignale FS, die am zweiten Eingang des Multiplexers MUX 22 anstehen, werden wiederum zu einem Fernsprechsignale FS und Tonsignale T enthaltenden gemeinsamen Übertragungskanal vereinigt und -»ο über die Strecke vom Multiplexer MUX23 des zweiten Übertragungsabschnitts ÜA 2 übertragen. Hier erfolgt wiederum die Trennung zwischen dem Fernsprechsignal FS und dem Tonsignal T. Das Tonsignal wird anschließend im Empfangsumsetzer EU in das ursprüngliche audiofrequente Signal AF rückumgewandelt.

Zur Durchführung einer ungestörten Übertragung des audiofreque-nten Signals AF zwischen den Sendeumsetzer SU auf Seiten des ersten Übertragungsab-Schnitts ÜA 1 zum Empfangsumsetier EU auf Seiten des zweiten Übertragungsabschnitts ÜA 2 für den Fall, in dem die Bitfolgefrequenz /2 des Systembittaktes auf dem Übertragungsabschnitt ÜA 1 mit der Frequenz des Systembutaktes auf dem Übertragungsabschnitt ÜA 2 nicht exakt übereinstimmt — die Bitfolgefrequenz des Systembittaktes ist hier mit /3 bezeichnet — werden die bereits erwähnten Zusatzeinrichtungen Zl bis 23 benötigt. Hierzu erhält der Sendeumsmzer SU eine gegenüber der Soll-Abtastfrequenz fo niedrigere Abtastfrequenz fo'. In gleicher Weise erniedrigt sich die Taktfrequenz von /öl auf /öl'. Der hierdurch entstehende Schlupf beim Einkoppeln des digitalen Tonsignals in den digitalen Signalfluß auf dem ersten Übertragungsabschnitt ÜA 1 wird mittels der Schlupfeinrichtung SLS dadurch ausgeglichen, daß im digitalen Signalfluß Codeworte-Einfügungen vorgenommen werden. Hierzu erhält die Schlupfeinrichtung SLS sowohl den Takt mit der Frequenz fo 1 als auch den Takt mit der Frequenz fo Γ. Nach der Auskopplung des Tonsignals T im Multiplexer MUX12 werden die Codewort-Einfü'gungen in der Löscheinrichtung LE wieder aus dem Nulzsignalfluß herausgenommen. Hierzu ist eine Erkennungseinrichtung EE vorgesehen, die die Löscheinrichtung LEsteuert Dem Ausgang der Löscheinrichtung L£in der Zusatzeinrichtung Z 2 ist die Jitterreduziereinrichtung JR nachgeschaltel, an die sich wiederum die schor. aus der Zusatzeinrichtung Zl bekannte Schlupfschaltung SLS anschließt. Die Schlupfschaltung der Zusatzeinrichtung Z 2 erhält numehr neben der Taktfrequenz fo Γ die auf die Taktfrequenz /3 des Systembittaktes des zweiten Übertragungsabschnittes ÜA 2 bezogene Taktfrequenz fo Γ. In dieser Schlupfeinrichtung wird wiederum der Schlupf beim Einkoppeln des Tonsignals T in den Signalfluß des zweiten Übertragungsabschnitts durch Codeworte-Einfügungen ausgeglichen. Die Zusatzeinrichtung Z 3 am Tonsignalausgang des Multiplexers MUX 22 weist entsprechend der Zusatzeinrichtung Z2 wiederum die Erkennungsschaltung EE, die Löscheinrichtung L£und die Jitterreduziereinrichtung JR auf. Dem Ausgang der Jitterreduziereinrichtung JR schließt sich dann der Empfangsumsetzer EU an, der wiederum die Taktfrequenz fo Γ erhält.

Zum Ausgleich des Schlupfes können anstelle von Codewort-Wi-iderholungen auch fest vorgegebene Impulsmuster einer entsprechenden Bitzahl in den eigentlichen Nutzsignalfluß eingefügt werden. Die Wahl solcher Impulsmuster hängt jeweils vom Systemaufbau ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur digitalen Übertragung von Analogsignalen, insbesondere Tonprogrammen, über zueinander plesiochrone Übertragungsab- ϊ schnitte, mittels Stopfverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig die Abtastfrequenz (fo') der Analogsignale (AF) gegenüber der Soll-Abtastfrequenz (fo) geringfügig erniedrigt und die hierdurch verringerte Datenmenge des digitalen iu Signals am Ausgang des Sendeumsetzters (SU), bezogen auf die Übertragungskapazität des ersten Übertragungsabschnittes (UA 1), durch Codewort-Einfügungen angepaßt wird, daß ferner beim Übergang von einem Übertragungsabschnitt (UA 1) H auf einen weiteren Übertragungsabschnitt ((JA 2) zunächst die empfangsseitig erkannten Codewort-Einfügungen gelöscht und der primäre Bittakt des digitalen Signals mittels einer Jitterreduzierung regeneriert und anschließend die verringerte Datenmenge, bezogen auf die Übertragungskapazität dieses weiteren Übertragungsabschnittes, wieder durch Codewort-Einfügungen angepaßt wird und daß auf der Empfangsseite des letzten Übertragungsabschnittes das in seinem primären Biitakt regenerierte digitale Signal im Empfangsumsetzer (EU) in das ursprüngliche analoge Signal (AF) rückumgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig dem analogen Signal (AF) m ein sogenanntes »Dithersignal« (DS,)überlagert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codewort-Einfügung Codewort-Wiederholungen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- *"> zeichnet, daß sendeseitig die Gleichheit aufeinanderfolgender Codeworte im eigentlichen Nutzsignal dadurch verhindert wird, daß fallweise das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit eines der beiden miteinander verglichenen und als gleich festgestellten ⁴⁽⁾ Codeworte invertiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codewort-Einfügungen fest vorgegebene Impulsmuster sind.

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