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Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines Fehler-
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artunRssiRnals für ein digitales Ubertrazungssvstem Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines wenigstens einen Prüfteil und wenigstens
einen Kommandoteil enthaltenden Fehlerortungssignals für die Übertragung während
eines Fehlerortungsvorganges mit Schleifenschluß in den Zwischenregeneratoren einer
Übertragungsstrecke eines Ubertragungssystems für digitale Signale mit einem in
einem Leitungsendgerät enthaltenen Multiplexer zur zeitmultiplexen Zusammenfassung
der Signale mehrerer Unterkanäle zu einem Ubertragungssignal nach vorangehender
Verwürflung dieser Signale, und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Ubertragungssysteme für digitale Signale enthalten in bestimmten Abständen
in die Ubertragungsstrecke eingefügte Zwischenregeneratoren, in denen mindestens
ein Regenerator jür die eine Ubertragungsrichtung und ein weiterer für die Rückrichtung
zur amplituden- und zeitmäßigen Regenerierung der Übertragungssignale enthalten
sind. Als Ergebnis der Betriebsüberwachung kann es notwendig werden, bestimmte der
im allgemeinen unterirdisch angeordneten Zwischenregeneratoren der Ubertragungsstrecke
zu überprüfen. Zu diesem Zweck wird von einer der beiden Endstellen aus in den Zwischenregeneratoren
ferngesteuert eine Schleifenverbindung zwischen dem Ausgang des in Ortungsrichtung
angeordneten Regenerators und dem Eingang des Regenerators für die Gegenrichtung
geschlossen und über die dadurch gebildete Schleife ein Prüfsignal übertragen. Das
zur Fehlerortung
ausgesandte Signal enthält dann wenigstens einen
Kommandoteil, der den Schleifenschluß bewirkt und gegebenenfalls auch für eine bestimmte
Zeit aufrechterhält und einen Prüfteil, der nach Durchlaufen der Schleife auf entstandene
Fehler untersucht wird. In der Fig. 1 ist ein derartiges Fehlerortungssignal gezeigt,
das vier verschiedene Prüfteile PT1 ... PT4 und vier im wesentlichen gleiche Kommandoteile
KT sowie am Jeweiligen Beginn des Fehlerortungssignals ein Rahmenknnwort RKW enthält.
Derartige Fehlerortungssignale können bei FehlerortungsverfaLren mit Adresse verwendet
werden, bei denen im Kommandoteil eine bestimmte Adresse übertragen wird, durch
die ein bestimmter Zwischenregenerator im Ubeftragungsweg direkt angesteuert wird.
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Derartige Fehlerortungssignale sind auch für adressenfreie Fehlerortungsverfahren
in Verwendung; dabei wird, verursacht durch den Kommandoteil, zunächst in dem der
ortenden Endstelle nächstgelegenen Zwischenregenerator die Schleife geschlossen
und anschließend auch in den folgenden Zwischenregeneratoren.
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Aus energetischen Gründen wird das Ubertragungssignal insbesondere
bei Ubertragungsstrecken mit hoher Ubertragungsgeschwindigkeit durch eine mod2-Addition
einer Pseudozufallsfolge sendeseitig verwürfelt und empfangsseitig durch eine weitere
mod2-Addition mit der gleichen Pseudozufallsfolge die Verwürflung wieder aufgehoben.
Die zur Verwürflung verwendete Pseudozufallsfolge wird dabei sowohl beim gesetzten
als auch beim selbstsynchronisierendem Scrambler als Scramble-Text bezeichnet. Bei
hohen Ubertragungsgeschwindigkeiten ist es nun einfacher, vor der Zusammenfassung
der Signale der Unterkanäle in einem Multiplexer die Signale der Unterkanäle zu
verwürfeln. In diesem Fall erscheint es zweckmäßig, auch das Fehlerortungssignal
so zuzuführen, daß es den Scrambler mit durchläuft.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine Möglichkeit zur
Erzeugung eines Fehlerortungssignals der eingangs erwähnten Art anzugeben, das leicht
zu erzeugen, leicht zu überwachen, nicht ohne weiteres vortäuschbar durch ein im
Normalbetrieb auftretendes Signal ist und anstelle der Signale der Unterkanäle den
Eingängen eines sendeseitig angeordneten Multiplexers zugeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzeugung
des Fehlerortungssignals der Scramble-Text verwendet wird, der auch zur Verwürflung
den Signalen der Unterkanäle mod2 addiert wird, daß in diesen Scramble-Text periodisch
ein Kommandoteil eingeblendet wird und dabei die Periode der Einblendung ein ganzzahliger
Teiler der Rahmenperiode des Ubertragungssignals ist.
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Besonders vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Möglichkeit,
ohnehin vorhandene Einrichtungen der Sendeseite mitzubenutzen, da hierdurch sowohl
der gerätetechnische Aufwand als auch die Notwendigkeit entfällt, die Zusatzeinrichtungen
mit den eigentlichen Ubertragungseinrichtungen zu synchronisieren.
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Zur Sicherheit gegen Verfälschungen ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zweckmäßig, bei dem bei Verwendung eines gesetzten Scramblers zur Vernürflung
der Signale der Unterkanäle der Kommandoteil des Fehlerortungssignals außerhalb
der Ubertragungszeit eines Rahmenkennwortes in das Fehlerortungssignal eingeblendet
wird.
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Weitere zweckmäßige Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind den Patentansprüchen 3 bis 12 entnehmbar; der Patentanspruch 13 enthält außerdem
eine erfin-
dungsgemäße Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert
werden. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein zu erzeugendes Fehlerortungssignal in
seinem allgemeinen Aufbau, Fig. 2 einzelne Signale, die im Kommandoteil KT des Fehlerortungssignals
nach Fig. 1 enthalten sein können und Fig. 3 eine Anordnung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das in der Fig. 1 dargestellte Fehlerortungssignal enthält im Hinblick
darauf, daß es sendeseitig den Multiplexer durchläuft und damit auch empfangsseitig
demultiplext werden muß, Jeweils am Beginn ein Rahmenkennwort RKW, durch das die
Synchronisation des empfangsseitigen Demultiplexers sichergestellt ist. Dieses Fehlerortungssignal
wird nun entsprechend der Erfindung so erzeugt, daß der vom Verwürfler erzeugte
Scramble-Text den einzelnen Eingängen des Multiplexers zugeführt wird und dabei
periodisch der Kommandoteil KT eingeblendet wird.
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Gleichzeitig ist der Verwürfler dabei so eingerichtet, daß das gewünschte
Rahmenkennwort als Teil der Pseudozufallsfolge automatisch miterzeugt wird. Dabei
wurde beachtet, daß die Periodendauer der einzelnen Kombination aus Prüftext und
Kommandoteil ein ganzzahliger Teiler der Rahmenperiode ist und dadurch sichergestellt,
daß das Rahmenkennwort immer an der gleichen Stelle des Fehlerortungssignals auftritt.
Im Hinblick auf die Einblendung des Rahmenkennwortes ist außerdem die Länge des
einzelnen Kommandoteils KT so gewählt, daß der zwischen zwei Kommandoteilen befindliche
Prüfteil wenigstens die Länge des Rahmenkennwortes aufweist. Im
Hinblick
auf die zeitmultiplexe Zusammenfassung der Signale der Unterkanäle und damit auch
der einzelnen Schritte des Jeweiligen Kommandoteils ist es zweckmäßig, wenn die
Anzahl dieser Schritte ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Unterkanäle ist,
um so eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Schritte des Kommandoteils auf
die Eingangsanschlüsse des Multiplexers zu erreichen.
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Der Kommandoteil im Fehlerortungssignal wird durch zeitmultiplexe
Zusammenfassung der den einzelnen Anschlossen des Multiplexers zugeleiteten Kommandosignale
gebildet. Als Kommandosignal kann dabei eines oder mehrere der in der Fig. 2 dargestellten
Signale AX, B», E+, FX verwendet werden. Diese sind besonders zweckmäßig, da im
vorliegenden Falle der Multiplexer vier Signale von Unterkanälen zu einem Zeitmultiplexsignal
zusammenfaßt und die Periode dieser Signale ein ganzzahliges Vielfaches von Vier
ist. Im unteren Teil der Fig. 2 sind die entsprechenden Binärsignale am Ausgang
des Multiplexers mit der Zuordnung zu den Unterkanälen 1 bis 4 dargestellt. Dabei
zeigt sich bei den Signalen Ad bzw. ß*, daß diese besonders einfach erzeugbar sind,
da die Unterkanalanschlüsse des Multiplexers jeweils auf einem festen logischen
Pegel sind. Eine periodische Umschaltung des logischen Pegels am Eingang des Multiplexers
erübrigt sich damit. Nach der Umcodierung des Ausgangssignals des Multiplexers in
das AMI-Code entstehen aus den Signalen Ay, B«, BW, FX die Signale A, B, E, F; die
Signale C und D zeigen eine weitere, nicht näher betrachtete Möglichkeit.
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Im Hinblick auf das erwünschte Auftreten bestimmter Spektrallinien
im Fehlerortungssignal besteht die Möglichkeit, für die Zusammenfassung der Signale
im Multiplexer den logischen Pegel wenigstens eines Schrittes
in
einem Kommandoteil des Fehlerortungssignals und damit den einen Eingang des Multiplexers
gleich dem inversen logischen Pegel eines n Schritte später auftretenden Schrittes
zu wählen, während die logischen Pegel aller anderen Schritte gleich dem logischen
Pegel der Jeweils n Schritte später eintretenden Schritte sind und damit die anderen
Eingange des Multiplexers auf dem Jeweiligen logischen Pegel verbleiben. Eine derartige
Maßnahme kann sich notwendig erweisen, wenn sich nach der Auslegung des Ubertragungskabels
ergibt, daB produktionsbedingt das Kabel in bestimmten Abständen eine geringe mechanische
Veranderung aufweist, die sich in einem Dämpfungsmaximum bei einer bestimmten Frequenz
und bei Vielfachen dieser Frequenz äußert. Dies ist auch im vorliegenden Falle aufgetreten,
da bei der Verlegung des Kabels Trommeln mit einem bestimmten Durchmesser Verwendung
finden und schon ein geringfügiger einseitiger Knick des Kabels durch Summierung
der Dämpfung über die Übertragungsstrecke zu einem markanten Dämpfungsmaximum bei
einer bestimmten Ubertragungsfrequenz führt.
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FUr die Ubertragung mit einer Bitrate von 565 Mbit/s im AMI-Code ergibt
sich dadurch unglücklicherweise ein verbotener Frequenzbereich in der unmittelbaren
Umgebung von Vielfachen der halben Nyquistfrequenz. Daraus ergibt sich, daß das
Kommandosignal nur geradzahlige Vielfache von ungeradzahligen Teilern der Nyquistfrequenz
oder nur ungeradzahlige Vielfache von geradzahligen Teilern der Nyquistfrequenz
enthalten darf. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, wenn die Anzahl
der Schritte eines Blockes von aufeinanderfolgenden Impulsen und des damit folgenden
Blockes von Nullbits ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl n (im vorliegenden Falls
also 4) der zu übertragenden Signale der Unterkanäle ist.
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Im Hinblick auf die Jittergrenzfrequenz der Ubertragungsstrecke ist
es außerdem zweckmäßig, die Periode der Einblendung eines Kommandoteils des Fehlerortungssignals
gleich oder kürzer der Schrittperiode im Ubertragungssystem, multipliziert mit der
doppelten Güte der in den Zwischenregeneratoren eingesetzten Anordnung zur Taktrückgewinnung
zu wählen. Damit wird vermieden, daß die durch das abwechselnde Aussenden von Prüfteil
und Kommandotail erfolgende Impulsdichtemodulation im Ortungssignal Spektralanteile
unterhalb der Differenzfrequenz der Regeneratoren auftreten.
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Bei der Übertragung des Fehlerortungssignals ist es erwünscht, die
Vergleichseinrichtung für eine bestimmte Fehlerquote zu eichen. Dazu ist es nötig,
ein Fehlerortungssignal mit einer bestimmten, genau bekannten Fehlerquote zu übertragen.
Zur Erzeugung eines Fehlerortungssignals mit bekannter Fehlerquote wird periodisch
wenigstens ein Prüfteil des Fehlerortungssignals mit inversem logischen Pegel ausgesendet.
Diese Aussendung eines markant verschiedenen Signals wird zweckmäßigerweise auch
zur Feststellung der Laufzeit des Fehlerortungssignals über die am Fehlerort geschlossene
Schleife verwendet. Dadurch wird eine vergleichsweise exakte Angabe über den Jeweiligen
Schleifenort und gegebenenfalls auch über den Fehlerort erhalten.
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Die in der Fig. 3 dargestellte Anordnung besteht im Prinzip aus einem
Multiplexer Mux mit vier Eingängen mit vorgeschaltetem gesetzten Scrambler. Für
die Einblendung des Kommandoteils wäre es nun notwendig, einen Umschalter an jedem
der Eingänge des Multiplexers vorzusehen, so daß vom Scramble-Text Jeweils auf das
gewünschte Kommandosignal umgeschaltet werden kann.
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Diese Umschaltung kann aber zu Synchronisationsschwierigkeiten führen.
In der Anordnung nach der Fig. 3 ist
deshalb dem eigentlichen Verwürfler
ein zweiter Verwürfler vorgeschaltet, in dem die Kommandosignale zunächst verwürfelt
werden. Diese verwürfelten Kommandosignale werden dann dem eigentlichen Verwürfler
zugeführt, wobei sich durch erneute mod2-Addition der gleichen Pseudozufallsfolge
das ursprünglich eingesetzte Kommandosignal wieder ergibt. An den Stellen, an denen
kein verwürfeltes Kommandosignal dem zweiten Verwürfler zugeführt wird, erscheint
der Scramble-Text dieses Verwürflers, so daß sich automatisch das gewünschte Fehlerortungssignal
als Kombition aus Scramble-Text und eingesetzten Kommandosignalen ergibt.
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Die Anordnung nech der Fig. 3 enthält vier Klemmen 1, 2, 3, 4 für
die Signale der vier Unterkanäle, die im normalen Betrieb zu übertragen sind. Diese
vier Klemmen sind Jeweils mit dem einen Eingang eines elektronischen Umschalters
6, 7, 8, 9 verbunden. Die Steuereingänge dieser Umschalter sind mit einem Anschluß
St für ein Steuersignal verbunden, den anderen Eingängen dieser Umschalter werden
die verwürfelten Kommandosignale zugeführt. Die Ausgänge dieser Umschalter sind
Jeweils getrennt mit dem einen Eingang eines von vier Exklusiv-ODER-Gattern 10,
11,'12, 13 verbunden, die anderen Eingänge dieser Exklusiv-ODER-Gatter sind mit
Ausgängen eines zentralen Pseudozufallsgenerators PN zur Erzeugung des Scramble-Textes
verbunden. In den Exklusiv-ODER-Gattern erfolgt also die Verwürfelung der Signale
der Unterkanäle. Die Ausgänge dieser Exklusiv-ODER-Gatter sind Jeweils getrennt
mit Eingängen eines Multiplexers Mux verbunden, an dessen Ausgangsanschluß 5 das
zu übertragende Zeitmultiplexsignal und auch das Fehlerortungssignal entnommen werden
kann.
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Die Anordnung nach der Fig. 3 enthält zwei weitere Eingangsanschlüsse
K1 bzw. K2 für die Zuführung der
Kommandosignale. Der erste Eingangsanschluß
K1 für die Kommandosignale ist mit dem. einen Eingang eines fünften Exklusiv-ODER-Gatters
18, der zweite Eingangsanschluß K2 ist mit den ersten Eingängen eines sechsten,
siebten und achten Exklusiv-ODER-Gatters 19, 20, 21 verbunden.
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Die zweiten Eingnge des fünften bis achten Exklusiv-ODER-Gatters 18
... 21 sind Jeweils getrennt mit Ausgangsanschlüssen des zentralen Pseudozufallsgenerators
PN verbunden, so daß sich dadurch eine Verwürfelung der über die Eingangsanschlüsse
K1 bzw. K2 zugeführten Kommandosignale ergibt. Die AusgangsanschlUsse des fünften
bis achten Exklusiv-0DER-Gatters sind Jeweils getrennt fieber eines von vier getakteten
UND-Gattern 14, 15, 16, 17 mit den zweiten Eingängen der elektronischen Umschalter
6, 7, 8, 9 verbunden. Befindet sich der Taktpegel an den UND-Gattern 14 bis 17 auf
dem Wert logisch Null, dann ist auch der Ausgang dieser UND-Gatter auf dem Wert
logisch Nuli, Befindet sich der Taktpegel dagegen auf dem Wert logisch Eins, dann
werden die Ausgangssignale des fünften bis achten Exklusiv-ODER-Gatters 18, 19,
20, 21 durch die UND-Gatter geleitet und gelangen zu den Eingängen der elektronischen
Umschalter. Befindet sich das Steuersignal am Anschluß St und damit am Steuereingang
der elektronischen Umschalter auf dem Wert logisch Null, dann durchlaufen die von
den UND-Gattern 14 bis 17 abgegebenen Signale die elektronischen Umschalter, es
erfolgt in den Exklusiv-ODER-Gattern eine erneute mod2-Addition und es treten an
den Eingängen des Multiplexers die gewünschten Kommandosignale oder bei logisch
Null am Anschluß TL der Scramble-Text auf. Befindet sich der Anschluß St für das
Steuersignal auf dem Wert logisch Eins, dann bedeutet dies den Normalbetrieb, die
an den Eingangsanschlüssen 1 bis 4 auftretenden Signale können dann die elektronischen
Umschalter durchlaufen.
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Die UND-Gatter 14 bis 17, der zentrale Pseudozufallsgenerator PN und
der Multiplexer Mux sind außerdem aber erste bis vierte Takt- und Steuerleitungen
TL1,2,3,4 mit der Taktquelle und mit einer zentralen Steuereinrichtung zur Steuerung
des Fehlerortungsvorganges verbunden.
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Die Ausgänge des fünften bis achten Exklusiv-ODER-Gatters sind über
die nachgeschalteten UND-Gatter und die elektronischen Umschalter Jeweils mit dem
Eingang desJenigen der ersten vier Sxklusiv-ODER-Gatters verbunden, dem vom zentralen
Pseudozufallsfolgengenerator der gleiche Scramble-Text zugeführt wird.
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13 Patentansprüche 3 Figuren