DE3035645C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrektureinrichtung in einem Demultiplexer für plesiochrone Digitalsignale, die sende­ seitig unter Zuhilfenahme eines Pseudorahmens blockweise verschachtelt sind.

Ausgehend von der Überlegung, daß die Schaffung eines synchronen Netzes für die Übertragung digitaler Signale erst in ferner Zukunft möglich erscheint, dies aber dann aus Gründen der Vermittelbarkeit einzelner Zeitkanäle bei hohen Traktfrequenzen (z. B. 34 368 kbit/s) in wirtschaft­ licher Weise, d. h. ohne mehrfaches Multiplexen und Demulti­ plexen, notwendig wird, ist eine für Übertragungs- und Ver­ mittlungsaufgaben gleichermaßen geeignete Rahmenstruktur für ein digitales Zeitmultiplexsystem dritter Ordnung be­ kannt, die von einer blockweisen Verschachtelung der Si­ gnale von 4 Untersystemen ausgeht (DPAnm P 28 14 351.3).

Um ein Multiplexsystem für plesiochronen Betrieb der Takte der Unter- und des Obersystems in geeigneter Weise auszu­ statten, müssen sendeseitig Taktanpassungen vorgenommen und auf der Empfangsseite wieder ausgeglichen werden.

Eine mögliche Realisierung der Sendeeinrichtung zur block­ weisen Verschachtelung von mehreren plesiochronen Digital­ signalen zu einem Zeitmultiplex wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 30 22 856.9 vorgeschlagen.

Dort ist ein Multiplexer mit positiv-negativer Taktanpassung zur blockweisen Verschachtelung plesiochroner Digitalsignale mehrerer Untersysteme mit Zwischenspeichern und einem Phasen­ vergleicher für jedes Untersystem beschrieben. Bereits bei der Eingabe in den Zwischenspeicher werden die Eingangs­ signale entsprechend der vom Phasenvergleicher festgestellten Taktabweichung über einen von diesen gesteuerten Zähler mit um 1 Bit erhöhter oder verminderter Zählrate blockweise sortiert. Sie bilden somit einen vom Multiplexrahmen synchroni­ sierten Pseudorahmen.

Eine ähnliche Struktur läßt sich auch für den zugehörigen Demultiplexer zur Aufteilung des Multiplexbitstroms ver­ wenden, wobei die empfangenen Signale blockweise in Zwischenspeicher eingelesen werden und unter Berücksichti­ gung der empfangenen Taktanpassungssignale aus diesen Zwischenspeichern kontinuierlich ausgelesen werden (siehe z. B. DE-OS 25 42 868).

Zur Erläuterung der Aufgabe der erfindungsgemäßen Korrek­ tureinrichtung ist ein derartiger Demultiplexer im Block­ schaltbild der Fig. 1 dargestellt. Das Phasendiagramm der Fig. 2 erläutert ebenfalls die Aufgabe der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung stellt in ihrer Funk­ tion prinzipiell die Umkehrung der in der früheren Anmel­ dung (P 30 22 856.9) beschriebenen Anordnung dar. Der empfangsseitig wiedergewonnene Takt wird dem aus drei Stufen mit den Teilverhältnissen (7) 8 (9) : 1, 3 : 1 und 11 : 1 bestehenden Teiler Z zugeführt. Dieser als Pseudo­ rahmenzähler bezeichnete Teiler wird in seiner ersten Stufe über die bistabilen Kuppstufen E und F und die nachge­ schalteten Und-Tore sowie das V-Tor je nach der empfangenen Taktanpassungsinformation jeweils so eingestellt, daß ein Teilerverhältnis von 7 : 1 (im Falle des sendeseitigen Ein­ blendens eines Blindbits), 8 : 1 (im Falle des synchronen Betriebs) oder 9 : 1 (im Falle des sendeseitigen Ausblendens eines im Zusatzkanal zu übertragenden Informationsbits) ent­ steht. Die Ausgänge der ersten Teilerstufe des Zählers Z liefern die Ausleseadressen für 3 nachgeschaltete Daten­ selektoren. Über zwei Ausgänge der zweiten Teilerstufe wird ein Decoder angesteuert, der für jeweils 8 Takte über den entsprechenden "strobe"-Eingang einen der drei Daten­ selektoren zyklisch öffnet. Die Datenselektoren sind jeweils über 8 Leitungen mit den Ausgängen von Speichern verbunden, die als Schieberegister ausgebildet sind und die über indivi­ duelle Taktleitungen aus einer hier nicht dargestellten Taktzentrale zyklisch mit gelückten Taktbündeln zu je­ weils 8 Takten angesteuert werden. Ein dem Teiler nach­ geschaltetes Und-Tor mit 8 Eingängen wird auch von einem ausgewählten Impuls des Zentraltaktes gesteuert und öff­ net die von den Kippstufen E und F geschalteten Und-Tore zur Voreinstellung der ersten Teilerstufe. Wird jeweils eine der Kippstufen E oder F gesetzt, so wird über e oder f das Tor S zu einem Zeitpunkt, der über vier weitere von Zentraltakten versorgte Eingänge bestimmt wird, durchlässig und liefert einen Rücksetzimpuls r für die beiden letzten Stufen des Teilers Z.

Den drei Datenselektoren ist ein V-Tor nachgeschaltet über das der wiedergewonnene Datenfluß einem Speicher C zuge­ führt wird, der mit dem Takt versorgt wird und Unregelmäßig­ keiten im zeitlichen Verlauf ausgleichen soll. Das V-Tor wird über einen vierten Eingang über ein Und-Tor mit dem Ausgang einer weiteren bistabilen Kippstufe verbunden. Für den Fall, daß die erste Teilerstufe ein Teilerverhältnis von 9 : 1 als Voreinstellung erhält, wird über ein nachge­ schaltetes Und-Tor das vorher erwähnte Und-Tor durchlässig und das in der Zusatzinformation übertragene und in der bistabilen Kippstufe gespeicherte Informationsbit wird auf diese Weise zeitgerecht eingeblendet und damit der ursprünglich vorhandene Datenfluß wiederhergestellt.

In Fig. 1 sind neben dem Demultiplexer die zur Messung der Kennlinien nach Fig. 2 notwendigen zusätzlichen logischen Elemente I und T dargestellt. Der Inverter I und das nach­ geschaltete Und-Tor T sind für die demultiplexende Funktion der Anordnung entbehrlich, sie dienen nur zur Ableitung eines Startimpulses q, der zusammen mit dem Ausgangssignal p der ersten Teilerstufe eine Messung der in den Fig. 2 und 6 dargestellten Kennlinie ermöglicht. Mit dem aus dem Und-Tor T kommenden Impuls q wird ein Zeitintervallmeßgerät gestartet und mit dem Ausgangssignal p der ersten Stufe des Pseudo­ rahmenzählers Z gestoppt. Da der wiedergewonnene Takt und damit auch das Signal p relativ zum Bezugssignal q schwankt, muß über viele (z. B. 30) Meßwerte gemittelt werden, um einen kontinuierlichen Kennlinienverlauf zu erhalten.

Auf Grund von durchgeführten Messungen an dem in Fig. 1 dargestellten Demultiplexer hat sich für den Zusammenhang zwischen der Taktfrequenz des Eingangssystems und der zum Impulsrahmen des Multiplexsystems empfangsseitig auf Grund der durchgeführten Taktanpassung in Beziehung stehenden Phasenlage des Pseudorahmenzählers der in Fig. 2 darge­ stellte Kurvenverlauf ergeben. Dieser Kurvenverlauf wird in seiner Steilheit durch die Regelsteilheit der Taktrück­ gewinnungsschaltung bestimmt.

Nach der Inbetriebnahme der Multiplexeinrichtung nach der eingangs erwähnten deutschen PAnm 30 22 856.9 kann der im Demultiplexer notwendige Pseudorahmenzähler in bezug auf den empfangenen Impulsrahmen des Obersystems eine beliebige Phasenlage in der ersten, durch 7, 8 oder 9 teilende Stufe des Zählers einnehmen, während der zweite, durch 3 teilende und die dritte, durch 11 teilende Stufe mit Hilfe von Rück­ setzimpulsen aus dem zentralen Teil des Demultiplexers synchronisierbar ist. Auf Grund von Taktfrequenzänderungen des Eingangssystems oder des frequenzbestimmenden sende­ seitigen Taktgenerators kann die sich Phasenlage des Pseudo­ rahmenzählers nach den in Fig. 2 dargestellten Kennlinien in bezug auf den empfangenen Impulsrahmen des Obersystems verändern. Problemlos ist dies jedoch nur in den dargestell­ ten Kennlinien a bis d (und beliebig vielen zwischen diesen möglichen Kennlinien) der Fall.

Bei den Kennlinien e bis h ist eine kontinuierliche Änderung der Phasenlage nicht möglich. Es kommt zu einem "Springen" des Zählerstandes der durch 7, 8 oder 9 teilenden ersten Stufe des Pseudorahmenzählers, das sich auf die Folge des wieder­ zugewinnenden Datenflusses störend auswirkt. Da es nicht gelingt, die in Fig. 2 dargestellten Kennlinien beliebig in ihrer Steilheit zu vergrößern, muß in anderer Weise versucht werden, die nicht kontinuierlich verlaufenden Kenn­ linien e bis h (und die zwischen diesen möglichen Kenn­ linen) möglichst zugunsten der stabilen Kennlinien (a bis d) zu verlassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl von möglichen nach Fig. 2 als Kennlinien dargestellten Mit­ telwerten der Phasenlagen des Pseudorahmenzählers während des Betriebs eines Demultiplexers für blockweise verschach­ telte plesiochronische Digitalsignale so einzuschränken daß nur kontinuierlich verlaufende Kennlinien für den Betrieb der Schaltung ausgewählt werden und dafür nur wenige zu­ sätzliche Schaltkreise benötigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch dargestellte Erfindung gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Diagramme und eines Blockschaltbildes näher erläutert. Neben den be­ reits erwähnten Fig. 1 und 2 zeigen die Fig. 3 ein Block­ schaltbild der Korrektureinrichtung nach der Erfindung, das anstelle des eingerahmten Teils der Fig. 2 tritt, die Fig. 4 und 5 zwei mögliche Impulsdiagramme für den Korrekturfall, die Fig. 6 die Wirkung der Korrektureinrichtung nach Fig. 3 auf den Verlauf der Phasenlagen nach Fig. 2.

In Fig. 3 passiert der Takt t das Tor T und schaltet den Zähler Z so fort, daß an den Ausgängen a bis d in binärer Folge von "2" bis "9" gezählt wird. Am Ausgang rc des Zählers Z tritt während der Stellung "9" ein positiver Impuls auf, der über den Inverter I 1 umgekehrt und dann zum Laden (Voreinstellen) des Zählers Z benutzt wird. Mit diesem Impuls l werden die aus den Toren K und L bzw. M und N aufgebauten bistabilen Kippstufen so gesetzt, daß das Signal i am Ausgang von K positives und das Signal j am Ausgang von N negatives Potential annehmen.

Mit Hilfe des Tores H wird zur Zeit der Zählerstellung "6" und "7" ein negativer Impuls h erzeugt, der die aus M und N bestehende bistabile Kippstufe so einstellt, daß sich ab der Zeit "6" am Ausgang j positives Potential befindet. Dieser Zustand bleibt erhalten bis über das Tor M mit Hilfe des negativen Impulses l zur Zeit "9" die Kippstufe rückgesetzt wird. Wird über den Eingang e das Tor Q mit positivem Potential versorgt, so erreicht das Auftreten des positiven Rücksetzimpulses r während der Zähler­ intervalle "6" bis "9" die Durchschaltung dieses Impulses über das Tor Q und das (Oder-)Tor O (für negative Impulse) das Kippen der monostabilen Kippstufe P, die ihrerseits einen negativen Impuls k an das Tor T 1 abgibt und damit aus dem Takt t einen Impuls ausblendet. Damit bleibt die Zählerstellung länger als gewöhnlich auf einer der Stellung "6", "7" oder "8" und es erfolgt damit eine Ver­ schiebung in der Bewertung der über den Datenselektor (in Fig. 1) aus dem Speicher zu entnehmenden Daten. Da der Takt am Eingang der Kippstufe C (Fig. 1) durch die beschrie­ bene Manipulation nicht unterbrochen wird, die erste Stufe des Pseudorahmenzählers aber quasi bis 9 gezählt hat, kommt es im Datensignal des Untersystems zu einem Takt­ fehler (bitslip), der hier absichtlich herbeigeführt wird, um eine kontinuierlich verlaufende Kennlinie gemäß Fig. 1 zu erreichen. In Fig. 4 sind die Signalverläufe der Poten­ tiale für die in Fig. 3 angegebene Anordnung für den Fall dargestellt, daß der aus dem Und-Tor S (in Fig. 1) kommende Rücksetzimpuls r während der Stellung "7" des Zählers Z einsetzt. Die Dauer des an der monostabilen Kippstufe ein­ gestellten Impulses wurde dabei zu 1,2 T angenommen, wenn T die Periodendauer des Taktes t darstellt.

Mit Hilfe des Tores G, in Fig. 3 wird zur Zeit der Zähler­ stellung "5" ein negativer Impuls g erzeugt, der die aus den Toren K und L bestehende bistabile Kippstufe so ein­ stellt, daß sich ab der Zählerstellung "5" am Ausgang i negatives Potential befindet. Dieser Zustand bleibt er­ halten bis über das Tor K mit Hilfe des negativen Impulses l zur Zeit "9" die Kippstufe gesetzt wird. Wird über den Ein­ gang f das Tor R mit positivem Potential versehen, so er­ reicht das Auftreten des positiven Rücksetzimpulses über das Tor R und das (Oder-)Tor O (für negative Impulse) und damit das Kippen der monostabilen Kippstufe P, wenn der Rücksetzim­ puls r während der Zählerstellung "9", "2", "3" oder "4" auftritt. Auch hier verursacht die monostabile Kippstufe P einen negativen Impuls k, der am Tor T 1 aus dem Takt t einen Impuls ausblendet. In Fig. 5 wurde angenommen, daß die zeitliche Lage des Rücksetzimpulses mit dem Zählerstand "3" des Zählers Z zusammentrifft und der Zähler Z daher 2 Takt­ perioden lang diesen Stand beibehält und während des Korrekturvorgangs daher 9 Taktperioden abzählt.

In Fig. 6 sind die Auswirkungen der bisher beschriebenen und in Fig. 3 dargestellten Korrektureinrichtung auf den Verlauf der Kennlinien wiedergegeben. Die Kennlinien a und b verlaufen kontinuierlich, d. h. Korrekturen finden über den gesamten Frequenzbereich nicht statt. Für die Kennlinie c wurde angenommen, daß bei Beginn der Messung eine positive Taktabweichung von Δ f ₂ 200 Hz gegeben ist. Nach Ver­ minderung von Δ f ₂ erreicht der Rücksetzimpuls r in Fig. 3 eine Phasenlage (bei c ₁ in Fig. 6), daß über das Tor Q ein Korrekturimpuls erzeugt und mit Hilfe des Tores T 1 ein Taktimpuls ausgeblendet wird. Als Ergebnis zeigt die Kenn­ linie c bei c ₁ einen Sprung um eine Taktperiode (ca. 118 ns) nach rechts, d. h. zu größerer Phasenabweichung Δ t zwischen dem Rücksetzimpuls r und dem Ausgangsimpuls rc des Zählers Z in Fig. 3. Wird danach die Eingangsfrequenz f ₂ weiter ver­ ringert, so wiederholt sich dieser Vorgang erneut nach Punkt c ₂ der Kennlinie. Erst nach dieser 2. Korrektur wird eine stabile, d. h. zwischen den Kennlinien a und b liegende Kennlinie c erreicht und der weitere Betrieb des Systems Multiplexer - Demultiplexer erfolgt für beliebige zulässige Taktabweichungen störungsfrei.

Für die Kennlinie d wurde angenommen, daß zu Beginn der Messung eine negative Taktabweichung von Δ f₂ - 200 Hz gegeben ist. Nach Erhöhung von f ₂ erreicht der Rücksetz­ impuls r in Fig. 3 eine solche Phasenlage (bei d 1 in Fig. 6), daß über das Tor R ein Korrekturimpuls erzeugt und mit Hilfe des Tores T 1 ein Taktimpuls ausgeblendet wird. Dadurch wird wieder ein Sprung zu größerer Phasenabweichung Δ t vorge­ nommen und erneut über R eine Korrektur veranlaßt. Dieser Vorgang wiederholt sich im Punkt d 1 der Kennlinie d so oft bis eine Phasenabweichung Δ t erreicht wird, bei der das Aus­ gangssignal j (in Fig. 3) während des Rücksetzimpulses r negatives Potential annimmt. Als Ergebnis dieser Mehrfach­ korrektur ergibt sich (scheinbar) ein Sprung in der Kenn­ linie d um 3 Zählerstände in Richtung auf kleinere Phasen­ abweichungen Δ t. Wird danach die Eingangsfrequenz f ₂ weiter vergrößert, so wird bei d 2 erneut eine Korrektur vorge­ nommen. In diesem Falle jedoch wird diese Korrektur ω wieder ausgelöst durch Koinzidenz eines positiven Ausgangspotentials i zum Zeitpunkt des Rücksetzimpulses r (Fig. 3). Erst nach dieser Korrektur bei d 2 wird eine stabile Kennlinie d erreicht.

Für den Beginn der Kennlinie e wurde eine positive Taktab­ weichung von Δ f ₂ ≅ 100 Hz angenommen. Nach Verringerung von Δ f ₂ über den Wert Null auf negative Taktabweichungen wird bei e 1 wieder eine mehrfach durchgeführte Korrektur veran­ laßt, so daß eine Phase von ca. 130 ns erreicht wird. Bei weiterer Verringerung von f ₂ wird in den Punkten e 2 und e 3 jeweils eine Taktkorrektur ausgeführt und damit eine stabile Kennlinie auch für e erreicht. Im Unterschied zu den Sprüngen der Kennlinien e bis h in Fig. 2, die sich durch Wobbeln der Eingangsfrequenz f ₂ in ihrem einmal eingenommenen Verlauf stets wiederholen, wird bei den hier in Fig. 6 beschriebenen Kennlinien c bis e der angegebene Verlauf nur einmal durchlaufen, bei weiteren Frequenzänderungen von f ₂ jedoch eine kontinuierliche Kenn­ linie ohne Sprünge durchfahren. Dies bedeutet, daß nicht stabile, d. h. Kennlinien der in Fig. 2 mit e bis h darge­ stellten Verläufen, mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung je nach Änderung der Eingangsfrequenz f ₂ mehr oder weniger schnell verlassen werden.

Claims (2)

1. Korrektureinrichtung in einem Demultiplexer für plesio­ chrone Digitalsignale, die

   • a) sendeseitig unter Zuhilfenahme eines Pseudorahmens blockweise verschachtelt sind,
   • b) empfangsseitig blockweise in einem Zwischenspeicher eingeschrieben und unter Berücksichtigung der empfangenen Taktanpassungssignale über einen mehrstu­ figen Pseudorahmenzähler kontinuierlich ausgelesen werden,
2. dadurch gekennzeichnet, daß

   • c) zum Erzwingen einer kontinuierlichen Änderung der Phasenlage des Pseudorahmenzählers nach Inbetriebnahme des Demultiplexers eine aus mehreren Und-Toren (G, H, O, Q und R), bistabilen Kippstufen (K L, M N) einer mono­ stabilen Kippstufe (P) und zwei Invertern (I 1, I 2) aufgebaut, der ersten Stufe (Z) des Pseudorahmenzählers zugeordnete Logikschaltung vorgesehen ist, welche
   • d) die Zählstellung der ersten, einstellbaren Stufe (Z) des Pseudorahmenzählers mit der zeitlichen Lage des Rück­ setzimpulses (r) für die nachfolgenden Stufen (³/₁, ¹¹/₁) vergleicht,
   • e) und in Abhängigkeit von der Richtung der Taktanpassungs­ informationen (e, f) aus dem Takt (t) für den Pseudorahmen­ zähler bei der Gefahr eines Phasensprungs einen Impuls mit Hilfe einer Torschaltung (T 1) ausblendet,
   • f) während der Takt für die vom Demultiplexer weiterführenden Digitalsignale des Untersystems unverändert bleibt (Fig. 1 und 3).