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Verfahren und Schaltungsanordnung zur automatischen
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Zeitrahmensynchronisation Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
automatischen Zeitrahmensynchronisation in einem digitalen Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem
mit dezentraler Vermittlung, an das zur Nachrichtenübertragung einzelne Teilnehmerstationen
über jeweils eine Sende- und eine Empfangs leitung nach dem Vielfach-Zugriffsverfahren
an die Netzzweige eines über Netzknoten baumartig verzweigten Netzes angeschlossen
sind, bei dem ein zentraler Synchronisierwortgenerator periodisch Synchronisationsinformationen
zur Bildung der Zeitmultiplexrahmen aussendet und bei dem in den Netzknoten der
Phasenunterschied der Zeitmultiplexrahmen zwischen den Sende leitungen gemessen
wird.
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Aus der DE-OS 25 29 827 ist ein im Zetmultiplexverfahren betriebenes
Netz zur Nachrichtenübertragung bekannt, an das die einzelnen Teilnehmerstationen
jeweils über eine Sende- und eine Empfangsleitung nach dem Vielfach-Zugriffsverfahren
längs der Netzzweige des baumartig verzweigten Netzes angeschlossen sind. Die Informationen,
die auf der Sendeleitung übertragen werden, werden zur Bildung von Teilnehmerschleifen
an einer einzigen Stelle des Netzes von der dort befindlichen Sendeleitung in die
Empfangs leitung eingespeist.
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Diese Informationen können beispielsweise Fernseh- und Hörfunkprogramme
sein, welche in einem analogen Breitbandnetz mit zentraler Vermittlung empfangen
werden und über eine Uberleiteinrichtung in das digitale Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem
eingespeist werden. Das digitale Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem
ist
als dezentral vermittelndes Verzweigungsnetz aus mehreren Hierarchiestufen aufgebaut,
die synchron im Zeitmultiplexverfahren arbeiten.
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Der zugehörige Takt wird zur Bildung der Zeitmultiplexrahmen von einem
zentralen Synchronisierwortgenerator ausgesendet. Ein Zeitmultiplexrahmen enthält
z.B. ein Rahmensynchronisierwort und k Zeitschlitze.
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Ein Zeitschlitz ist in eine Anzahl Zeitplätze unterteilt, wobei am
Anfang des Zeitschlitzes ein Synchronisierbit und ein Informationskennbit sowie
eine eventuell vorhandene Dienstekennung stehen können. Die Teilnehmerstationen
des Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystems sind über je eine Sende- und eine
Empfangs leitung an die Teilnehmerschdeifen angeschlossen , wodurch eine zweiseitig
gerichtete Verbindung ermöglicht wird. Unter einer Teilnehmer schleife versteht
man eine schleifenförmige Anordnung der Ubertragungsstrecken, wobei in einem Netzausläufer
an dessen Ende zwischen Empfangs- und Sendeleitung ein Verknüpfungsglied angeordnet
ist, in dem die übertragenen Informationen reflektionsfrei unterdrückt werden. -Dadurch
wird am Ende des baumartig verzweigten Netzes in jederTeilnehmerschleife nur ein
leerer Zeitmultiplexrahmen in die Sende leitung eingespeist. Die Laufzeit der Information
in einer Teilnehmer schleife kann einer Änderung unterworfen sein, so daß sich in
den Netzknoten eine Phasendifferenz zwischen den einlaufenden Rahmen aus der Teilnehmerschleife
und den Rahmen in der übergeordneten Netz eben ausbildet.
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Ein Verfahren zur Rahmensynchronisation durch automatisches Ausregeln
der Laufzeitänderung ist aus der bereits erw&hnten DE-OS 25 29 827- bekannt.
Bei diesem Verfahren werden von Synchronisierwortgeneratoren in den Netzzweigenden
Synchronisierworte ausgesendet. Im Netzknoten wird der Abstand der Synchronisierworte
der zusammenzuschaltenden Sendeleitungen ermittelt und
hieraus ein
Stellsignal gebildet. Das Stellsignal wird auf mindestens einem bestimmten Zeitplatz
im Zeitmultiplexrahmen ausgesendet und am Netzzweigende wird das dort empfangene
Stellsignal ausgewertet. Das Stellsignal entspricht einem bestimmten Abstand der
Synchronisierworte, welcher seinerseits einer bestimmten Zeitplatzdifferenz entspricht.
Der Synchronisierwortgenerator entnimmt dem Stellsignal die zugeordnete Zeitplatzdifferenz
und korrigiert nach Maßgabe des Stelle signals den Beginn des Aussenden seines Synchronisierwortes
und damit den Beginn des Zeitmultiplexrahmens.
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Das Netz ist hierarchisch geordnet, so daß sich jeder Netz zweig mit
dem Netz zweig der nächsthöheren Stufe synchronisiert.
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Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Phasenlage der Zeitmultiplexrahmen
der Sendeleitungen im Netzknoten durch das Setzen eines Zeitplatzzählers erreicht
wird. Geht man nämlich davon aus, daß das gesamte Netz synchronisiert war, so bedeutet
die Verschiebung des Synchronisierwortes, um in der Regel mehrere Bit-Stellen, daß
alle Teilnehmer stationen des Netzzweiges den für Zeitmultiplexsysteme in notwendiger
Weise geforderten Zeitrahmensynchronismus verlieren und sich neu synchronisieren
müssen. In einem digitalen Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit hoher
Kanalkapazität pro Rahmen ist deshalb infolge der unterschiedlichen Laufzeitänderungen
auf einer Vielzahl von Teilnehmerschleifen sehr häufig eine Neusynchronisation mit
großen Gesamtkorrigierzeiten erforderlich. Dabei richtet sich die Gesamtkorrigierzeit
nach der Korrigierzeit eines Netzausläufers der höchsten Stufe und der Korrigierzeit
der hierarchisch nachfolgenden Netz zweige.
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Da die Vereinigung der Zeitmultiplexrahmen in den Netzknoten synchron
erfolgen muß, wobei der zeitliche Abstand beispielsweise in Zeitplatzeinheiten ermittelt
ist, können Rahmenverschiebungen bis zu einer Rahmenlänge erforderlich sein. Weiterhin
ist von Nachteil, daß durch die
Laufzeit des Stellsignals eine Totzeit
in der Regelschleife auftritt, während derer vom Netzknoten keine weiteren Stellsignale
gesendet werden dürfen. Zur Berücksichtigung der Totzeit müssen deshalb weitere
Maßnahmen getroffen werden, wozu beispielsweise im Zeitmultiplexrahmen weitere Zeitplätze
zur Vermeidung der aus der Totzeit resultierenden Regel schwingung vorgesehen werden
müssen. Die genannten Nachteile ergeben sich daraus, daß in dem Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem
gemäß der DE-OS 25 29 827 bei einem Verlust des Synchronismus infolge von Temperatur
schwankungen oder Netzerweiterungen der Synchronismus in allen Hierarchiestufen
des Netzes wiederhergestellt werden muß.
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Aufhabe der ErfRindunq ist es, ein Verfahren der ein-
gangs genanntenyso anzugeben, daß beim Ausregeln der Phasenunterschiede zwischen
den Zeitmultiplexrahmen in keiner Einrichtung in den Netzausläufern ein Synchronisationsverlust
auftritt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöste daß aus diesen
Meßergebnissen ein Stellsignal abgeleitet wird, das im Falle eines Phasenunterschieds
eine Phasenverschiebung des Zeitmultiplexrahmenbeginns dadurch bewirkt, daß die
Übertragungsgeschwindigkeit der Zeitmultiplexrahmen im jeweiligen Netzausläufer
verändert wird.
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Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, daß eine automatische
Zeitmultiplexrahmensynchronisation immer mit einer Phasenverschiebung der Zeitmultiplexrahmen
der betreffenden Netz zweige verbunden ist.
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Bei Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystemen ist der Rahmensynchronismus
die Grundvoraussetzung zur Betriebsbereitschaft. Zur Gewinnung eines Stellsignals
ist deshalb ein Phasenvergleicher vorgesehen, der die
Zeitmultiplexrahmenphasen
bzw. den Abstand des Synchronisierwortes vergleicht. Erfolgt bei Regelungsvorgängen
eine Phasenverschiebung so, daß bei keiner Einrichtung im jeweiligen Netzausläufer
der Fang-, Halte-oder Ziehbereich überschritten wird, so tritt kein Synchronisationsverlust
auf. Dies ist durch Frequenzänderung der Ubertragungsgeschwindigkeit innerhalb eines
Netzausläufers möglich, wobei die Dauer und der Betrag der Frequenzänderung wählbar
ist. Mit Hilfe der Laufzeitausgleichsschaltung wird, abhängig von der Phasendifferenz
der Zeitmultiplexrahmen auf den Sendeleitungen des jeweiligen Netzknotens, kurzzeitig
eine geringfügig von der Nominalfrequenz abweichende Taktfrequenz zur Verfügung
gestellt, so daß sich nach einer Laufzeitausgleichsschaltung im Netzausläufer eine
neue Bitrate einstellt.
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In einer ersten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung werden Laufzeitausgleichsschaltungen im Netzknoten
angeordnet und dort mit den Abzweigpunkten der Sende-und Empfangsleitungen der Teilnehmrsch1eifen
vcrlMunden. Eine Zwischenspeicherung der ilbortragenen Inrormationen wird im betreffenden
Netzknoten vorgesehen.
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Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß eine in der Regelschleife
auftretende Totzeit vernachlässigbar klein ist, da die Laufzeitänderungen dort korrigiert
werden, wo sie auch gemessen werden.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß Laufzeitausgleichsschaltungen
jeweils im Verknüpfungsglied, in dem die übertragene Information reflektionsfrei
unterdriickt wird, am Ende eines Netzausläufers zwischen Empfangs-und Sendeleitung
angeordnet sind.
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Durch diese Anordnung ist keine Zwischenspeicherung notwendig, da
in die Sendeleitung nur ein leerer Zeitmultiplexrahmen, d.h. das leere Synchronisiergerüst,
eingespeist wird.
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Ist gemäß einer'vorteilhaften Ausgestaltung lediglich ein Frequenzteiler
vorgesehen, so kann durch Verändern dessen Zählfolge eine Phasenverschiebung des
Zeitmultiplexrahmenbeginns in positive oder negative Zeitrichtung bewirkt werden.
Der Phasenvergleich in der Regelschleife erfolgt dann mit Nominalfrequenz.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Laufzeitausgleichiscllaltung
aus einer Phasenregelschleife mit spannuIgsgesteuertem Oszillator besteht, wobei
zwei veränderbare Frequenzteiler vorgesehen sind. Ein erster Teiler ist dem Regelkreis
vorgeschaltet und ein zweiter Teiler ist in den Rückkopplungszweig gelegt. Zweckmäßigerweise
erfolgt eine Verstellung des Teilerverhältnisses eines der beiden Teiler dadurch,
daß einer der veränderbaren Teiler für m Zählperioden um einen Änderungsbetrag X
in seiner Zählfolge geändert wird.-Dieser Zähler, welcher ein Teilungsverhältnis
von 1/N aufweist, zählt dann nur noch bis N minus X, wobei X der Phaserlversclliehung
in Bits entsprichtund die Anzahl der Zählperioden m wenigstens eins ist.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Phasenvergleich in der Regelschleife
beim 1/N-Teil der Nominalfrequenz erfolgt, wobei die Phasenverschiebung je nach
geforderter Regelrichtung durch Verstellen des einen oder des anderen Teilers erfolgt.
Durch eine gezielte Verstimmung des Phasenregelkreises ist der Regelvorgang dann
beendet, wenn sich die geforderte Phasenverschiebung eingestellt hat und sich die
Ausgangsfrequenz
des spannungsgesteuerten Oszillators von der empfangenen
Taktfrequenz auf der Empfangs leitung nicht mehr unterscheidet. Die aus der Phasenvcrschicbung
resultierende Frequenzänderung beschränkt sich auf kleine Werte.
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Anhand der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 - 5 wird die Erfindung
näher erläutert.
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Es zeigt: Figur 1 die Struktur eines baumartig verzweigten Netzes.
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Figur 2 einen Netzausläufer mit einer Anordnung der Laufzeitausgleichsschaltung
in der Empfangsleitung des Netzknotens.
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Figur 3 einen Netzausläufer mit einer Anordnung der Laufzeitausgleichsschaltung
im Verknüpfungsglied zwischen Empfangs- und Sendeleitung.
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Figur 4 eine Ausgestaltung der Laufzeitausgleichsschaltung zur Durchführung
des erfindung.sgemäßen Verfahrens.
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Figur 5 einen Phasenplan der Anordnung nach Figur 4.
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In Figur 1 ist schematisch die Struktur eines Netzes zur Zeitmultiplex-
Nachrichtenübertragung dargestellt. An einer Stelle des Netzes ist ein zentraler
Synchronisierwortgenerator 1 vorgesehen, der periodisch Synchronisierwörter zur
Bildung der Zeitmultiplexrahmen aus sendet.
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Die Synchronisierwörter werden auf den Stammleitungen, einer Sendeleitung
11 und einer parallel dazu geführten Empfangsleitung 12 übertragen. Die Stammleitungen
11 und 12 sind an ihrem einen Ende mit dem Synchronisierwortgenerator 1 verbunden
und werden am anderen Ende über eine Kabelverbindung 27 geführt. Dadurch erscheint
jede Information, die auf der Sendeleitung 11 eingespeist wird auch auf der Empfangsleitung
12. Die Verzweigung des Netzes erfolgt über die Netzknoten 2a, 2b und 2c. Die
Teilnehmerstationen
5a, 5b, 5c, 5d und 5e sind über jeweils eine Sendeleitung 3 und eine Empfangsleitung
4 an eine Sendeleitung 6 und eine Empfangs leitung 8 des Netzzweiges angeschlossen,
so daß eine zweiseitig gerichttete Verhindung ermöglicht wird. Die Teilnehmerstationen
können über die Sendeleitungen 3, 6 und 11 Informationen ins Netz einspeisen. Das
Prinzip der dezentralen Vermittlung, d.h. jede Teilnehmerstation vermittelt sich
selbst, erfordert ein Vielfach-Zugriffsverfahren unter Verwendung der Zeitmultiplextechnik.
In allen Netzzweigenden ist ein Verknüpfungsglied 7a, 7b und 7c vorgesehen, welches
die auf der Empfangsleitung 8 übertragenen Informationen reflektionsfrei unterdrückt.
Im Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem wird im bevorzugten Anwendungsfall
ein für alle Netzebenen gleicher Zeitmultiplexrahmen übertragen.
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Zum Verbindungsaufbau zwischen zwei Teilnehmerstationen, z.B. 5a und
5b, sucht die rufende Station 5a einen freien Zeitschlitz auf der Empfangsleitung
8. Ist ein solcher unbenutzter, d.h. leerer Zeitschlitz gefunden, so wird dieser
belegt, und der Ruf, der z.B. aus einem Synchronisierbit, einem Informations-Kennbit,
der Teilnehmernummer der gerufenen Station 5b und der rufenden Station 5a besteht,
wird in die Sendeleitung 6 eingespeist. Der Ruf durchläuft alle Hierarchiestufen
des Netzes. Dazu wird er in allen Empfangsleitungen 8 bzw. 4 aller Teilnehmerschleifen
übertragen und erreicht auf diesem Weg auch die Teilnehmerstation 5b. Da diese alle
Zeitschlitze auf der Empfangsleitung 4 bzw. 8 auf Rufe überprüft, kann sie sich
beim Empfang ihrer eigenen Rufnummer auf diesen Zeitschlitz synchronisieren. Durch
Vertauschen der beiden Rufnummern erzeugt die Teilnehmerstation 5b eine Quittung
und sendet diese in einem Zeitschlitz der Sendeleitung 3 bzw. 6 periodisch aus.
In den Verknüpfungsgliedern 7a, 7b und 7c am Ende jeder
Teilnehmer
schleife wird der Zeitmultiplexrahmen von den Nutz- und Signalisierinformationen
befreit, so daß ein leerer Zeitmultiplexrahmen, der nur noch das leere Synchrongerüst
enthält, auf der Sende leitung 6 zur Verfügung steht. Die Rufquittung der gerufenen
Teilnehmerstation 5b wird von der rufenden Teilnehmerstation 5a erkannt. Die Nachrichtenübertragung
wird in dem belegten Zeitschlitz durchgeführt und durch das Informationskennbit
angezeigt. Voraussetzung für eine derartig flexible Belegung des Zeitmultiplexrahmens
ist ein innerhalb vorgegebener Phasenschranken in den Netzknoten gleichzeitiges
Eintreffen der Zeitmultiplexrahmen. Da diese Forderung auch bei verschiedenen Kabellängen
der Netzausläufer erfüllt sein muß, benötigt jeder Netzausläufer eine Einrichtung
zur Phasenverschiebung seines zugehöriqen Zeitmultiplexrahmens.
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Wird das vorhandene Netz erweitert undlzusätzliche An-
schlüsse weiterer Teilnehmer installiert;)9erhöht sich die Laufzeit im Netzausläufer.
Die daraus resultierenden Phasenverschiebungen der Zeitmultiplexrahmen im zugehörigen
Knoten erfordern eine automatische Ausregelung der Phasenunterschiede im Netzknoten.
Zu diesem Zweck ist in dem Netzknoten eine Phasenvergleichsschaltung vorgesehen,
welche die Phasendifferenz zwischen den Zeitmultiplexrahmen auf der Sende leitung
8 mißt. Weiterhin ist eine Laufzeitausgleichsschaltung vorgesehen, welche an einem
beliebigen Ort jedes Netzausläufer einschl. der Netzknoten angeordnet sein. kann.
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In Figur 2 ist die Lauf zeitausgleichsschaltung 10 in die Empfangs
leitung 8 des Netzknotens 2c eingefügt.
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Bin Phasenvergleic]1er 1 3 vcXrylcicEIt di e phasenlac3en der Zeitmultiplexrahmen
auf der Sendeleitung 6. Die Meßergebnisse dieses Vergleichs werden der Laufzeit
ausgleichsschaltung 10 zugeführt. Die Laufzeitausgleichsschaltung 10 stellt abhängig
von einem aus der
Phasendifferenz gewonnenen Stellsignal S kurzzeitig
eine geringfügig von der Nominalfrequenz abweichende Taktfrequenz zur Verfügung.
Im nichtaktiven Zustand der Phasenregelschaltung liegt die Nominalfrequenz vor,
so daß sich der Netzausläufer im synchronen Zustand befindet. Im Regelungsfall dagegen
wird der Teil des Netzausläufers, der vom Signalfluß her gesehen hinter der Lauf
zeitausgleichsschaltung 10 liegt, mit einer geringfügig geänderten Taktfrequenz
betrieben, so daß kurzzeitig eine plesiochrone Betriebsart vorliegt. Soll eine Phasenverschiebung
auf der Sende leitung 6 des Notzaustiufers in positiver Zeitrichtung erfolgen, so
verringert die Laufzeitausgleichsschaltung 10 die Taktfrequenz kurzzeitig um einen
Betrag, der so gewählt ist, daß bei keiner Einrichtung im Netzausläufer der Fang-,
Halte- oder Ziehbereich überschritten wird. Danach stellt die Laufzeitausgleichsschaltung
10 wieder ein Taktsignal mit Nominalfrequenz zur Verfügung. Bei Phasenverschiebungen
in negativer Zeitrichtung wird von der Lauf zeitausgleichsschaltung 10 die Taktfrequenz
kurzzeitig heraufgesetzt. Beide Vorgänge werden so lange wiederholt, bis die Zeitmultiplexrahmen
auf der Sendeleitung 6 innerhalb einer festgelegten Phasenschranke liegen. Befindet
sich die Laufzeitausgleichsschaltung 10 in der Empfangs leitung 8 der Netzknoten,
so ergibt sich der Vorteil, daß die Totzeit der Regelschleife vernachlässigbar klein
ist, da die Messung der Phasendifferenz und die Einspeisung der Meßergebnisse, d.h.
des Stellsignals S an gleicher Stelle erfolgen.
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Im Phasenvergleicher 13 des Netzknotens 2c wird ein Zeitmultiplexrahmen
der Sendeleitung 6 eingelesen, dessen Zeitschlitze durch Teilnehmerstationen anderer
Netzausläufer belegt sind. Dieser Zeitmultiplexrahmen wird dort mit dem Zeitmultiplexrahmen
des Knotens 2c,
in dem Zeitschlitze durch Teilnehmer stationen
des jeweiligen Netzausläufers belegt sind, verglichen. Der Zeitrahmen des Knotens
2c wird außerdem einer Jitter-Ausgleichsschaltung 21 zugeführt. Dort wird der Jitter,
welcher durch Einwirkung von Störspannungen, Einschwinyvorgängen bei der Synchronisierung
der Teilnehmer schaltungen oder durch unvollkommene Taktgewinnung entsteht, aus
dem Zeitmultiplexrahmen entfernt.
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Der vom Phasenunterschied und vom Jitter befreite Zeitmultiplexrahmen
des Knotens 2c, in dem Zeitschlitze durch die Teilnehmerstationen 5d und 5e belegt
sind, wird in einem logischen Verknüpfungsglied 26, beispielsweise einem ODER-Gatter,
mit den Zeitmultiplexrahmen auf der Sende leitung 6 zusammengefaßt.
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Auf der Empfangsleitung 8 des Knotens 2c wird ein solcher Zeitmultiplexrahmen
übertragen, in dem Zeitschlitze durch Teilnehmerstationen aller jener Netzausläufer
clegt sind, zu denen die 'l'eikehmerstatialen 5d und 5e nicht zugehörig ist. Mittels
einer Taktrückgewinnungsschaltung 23 wird aus dem empfangenen Datensignal D auf
der Empfangsdeitung 8 der Nominaltakt T des Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystems
erzeugt. Das Datensignal D wird mit dem, der Nominalfrequenz entsprechenden Takt
T in einen Puffer speicher 9 eingelesen und aus diesem wird mit einem Auslesetakt
T1 ausgelesen. Zur Gewinnung des Auslesetakts T1 wird der Ausgang des Phasenvergleichers
13 mit der Laufzeitausgleichsschaltung 10 verbunden. Das Datensignal D wird im Pufferspeicher
9 zyklisch auf verschiedene Speicherplätze verteilt, wobei dann, wenn keine Regelung
vorgenommen wurde da kein Phasenunterschied auftrat, die Nominalfrequenz gleich
der Frequenz des Auslesetakts T1 ist. Der Puffer speicher 9 ist dann halb gefüllt.
Ist der Auslesetakt T1 größer als der Einlesetakt T, wird der Puffer speicher 9
entleert. Im umgekehrten Fall wird er gefüllt. Damit kein
Informationsverlust
eintritt, muß die Anzahl der Speicherplätze des Pufferspeichers 9 entsprechend groß
gewählt werden. Über die Empfangs leitung 8 wird das aus dem Pufferspeicher 9 ausgelesene
Datensignal D zur Teilnehmerstation 5e übertragen, welches den Beginn eines Zeitschlitzes
an dem Synchronisierbit erkennt.
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Im Verknüpfungsglied 7c zwischen Sendeleitung 6 und Empfangsleitung
8 des der Teilnehmer station 5e zugeordneten Netzausläufers ist eine Taktrückgewinnungsschaltung
24 und ein Zeitmultiplexrahmengenerator 25 vorgesehen. Die Taktrückgewinnungsschaltung
24 entspricht der Taktrückgewinnungsschaltung 23, mit dem Unterschied, daß das Datensignal
D dem Zeitmultiplexrahmengenerator 25 nicht zugeführt wird, sondern lediglich der
zurückgewonnene Auslesetakt T1 dem Zeitmultiplexrahmengenerator 25 zugeführt wird.
Dadurch werden die übertragenen Nachrichten aus dem Zeitmultiplexrahmen ausgeblendet
und am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 7c steht ein leerer Zeitmultiplexrahmen zur
Verfügung, welcher synchron zu dem des Synchronisierwortgenerators 1 ist. Dieser
leere Zeitmultiplexrahmen wird durch die Teilnehmer stationen des dem Verknüpfungsglied
7c zugehörigen Netzausläufers belegt.
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Wird die Laufzeitausgleichsschaltung 10 wieder im Netzknoten, aber
nun in der Sendeleitung 6, angeordnet, so ist vom regelungstechnischen Gesichtspunkt
und vom Aufbau der Schaltungsanordnung her kein Unterschied zwischen dem Einsatzort
in der Empfangs leitung 8 oder in der Sendeleitung 6 feststellbar.
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Figur 3 zeigt als weitere Ausführungsform die Anordnung der Laufzeitausgleichsschaltung
10 im Verknüpfungsglied 7c am Ende des Netzausläufers. Im Phasenvergleicher 13 wird
die Phasenverschiebung zwischen den Zeitmultiplexrahmen auf den mit dem Netzknoten
2c ver-
bundenen Sende leitungen 6 festgestellt. Aus dem Abstand
der Synchronisierworte wird das Steilsignal S abgeleitet, welches in einem Multiplexgerät
20 mit dem Datensignal D auf der Empfangsleitung 8, unter Verwendung des Zeitmultiplexverfahrens,
zu einem Digital-SignalD1 zusammengefaßt und auf der Empfangsleitung 8 zum Ende
des Netzausläufers übertragen wird.
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Auf das in der Teilnehmerstation 5e empfangene Digital-Signal dz synchronisiert
sich die Teilnehmerstation 5e und mit Hilfe eines, in der Zeichnung nicht dargestellten,
Demultiplexers wird das Stellsignal S ausgeblendet. Das Stellsignal S und das Taktsignal
T, welches in der Teilnehmerstation Se mittels einer, in der Zeichnung nicht dargestellten,
Taktrückgewinnungsschaltung aus dem empfangenen Digital-Signal Dl abgeleitet wird,
werden der Laufzeitausgleichsschaltung 10 zugeführt. Sind in der Teilnehmer station
5e Mikroprozessoren vorgesehen, können diese die zum Betrieb.notwendigen Steueraufgaben
übernehmen und aus dem empfangenen Bit-Strom das StellsignalS ableiten. Das Ausgangssignal
T7 der Laufzeitausgleichsschaltung 10, welches dem Auslesetakt T1 des Pufferspeichers
9 nach Fig. 2 entspricht, wird einem im Verknüpfungsglied 7c vorgesehenen Zeitmultiplexrahmengenerator
25 zugeführt.
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Dieser speist in die Sendeleitung 6, wie bereits beschieben, einen
leeren Zeitmultiplexrahmen ein. Wird die Laufzeitausgleichsschaltung 10 im Verknüpfungsglied
7c am Ende des Netzausläufers angeordnet, kann im Gegensatz zu dessen Anordnung
auf der Sende- oder Empfangsleitung 6 oder 8, der Pufferspeicher 9 entfallen. Der
zusätzliche Aufwand für das Multiplexgerät 20 ist gering, so daß insgesamt betrachtet,
durch Wegfall der relativ teuren Pufferspeicher 9 diese Anordnung einen geringeren
Aufwand erfordert.
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Aus der DE-OS 25 10 261 ist das Grundprinzip einer Frequenzaufbereitung
mittels einer Phasenregelschleife bekannt. Dazu wird die Steuer- und Oszillatorfrequenz
auf eine gemeinsame Teilfrequenz heruntergeteilt und mittels eines Phasendiskriminators
mit der Ausgangsimpulsfolge eines spannungsgesteuerten Oszillators verglichen. Der
Phasenvergleicher liefert eine Ausgangsimpulsfolge, die mittels eines Schleifenfilters
in Form eines Tiefpasses zu einer Stellspannung integriert wird und im vorliegenden
Fall die Kapazität einer Varaktor-Diode verändert. Die Varaktor-Diode bildet als
Stellglied einen Teil des frequenzbestimmenden Kreises des spannungsgesteuerten
Oszillators und regelt die Oszillatorfrequenz, bis auf einen geringen relativen
Fehler, auf den konstanten Wert der Vergleichsfrequenz. Der Regelvorgang ist dann
beendet, wenn die geteilte Steuerfrequenz und die Oszillatorfrequenz einander völlig
gleich sind.
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In der Lauf zeitausgleichsschaltung 10 nach Figur 4 ist ein erster
Frequenzteiler 15 dem Regelkreis vorgeschaltet und ein zweiter Frequenzteiler 16
in den Rückkopplungsweg der Phasenregelschleife gelegt. Dem ersten Frequenzteiler
15 wird der rückgewonnene Takt T des empfangenen Digital-Signals D und dem zweiten
Frequenzteiler 16 das Taktsignal T1 am Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators
18 zugeführt, so daß der Phasenvergleich bei niedrigerer Frequenz in einem Phasenvergleicher
22 erfolgt. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers 22 wird über ein Schleifenfilter
17 dem spannungsgesteuerten Oszillator 18 zugeführt. Das Teilerverhä.ltnis des ersten
und des zweiten Frequenzteilers 15, 16 wird in Abhängigkeit vom Stellsignal S des
Phasenvergleichers 13 eingestellt.
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Im Unterschied zu bekannten Phasenregelschleifen wird der Phasenregelkreis
durch Verstellen eines der beiden
Frequenzteiler 15, 16 gezielt
verstimmt und der Regelvorgang ist dann beendet, wenn eine Phasenverschiebung des
Zeitmultiplexrahmens um einen bestimmten Betrag, vorzugsweise ein Bit, erzielt wurde,
d.h. wenn das empfangene Taktsignal T sich vom Takt signal T1 nicht mehr unterscheidet.
Die Verstimmung des Phasenregelkreises ist nur von kurzzeitiger Dauer, so daß im
Netz kein Synchronisationsverlust auftritt. Soll eine Phasenverschiebung des Zeitmultiplexrahmens
in positive Zeitrichtung durchgeführt werden, so muß dazu die Frequenz des Taktsignals
T1, welches auch zum Auslesen des Pufferspeichers 9 verwendet wird, kurzzeitig verringert
werden. Dazu wird der zweite Frequenzteiler 16 für m seiner Zählperioden um einen
Anderungsbetrag X in seinem Zählverhalten verändert, so daß er für diese m Zählperioden
nur bis N minus X zählt. Im Phasenvergleicher 22 wird die erfolgte Phasenverschiebung
erkannt und über das Schleifenfilter 17 wird der Takt T1 des spannungsgesteuerten
Oszillators 18 so verändert, daß die Frequenz verringert ist. Diese Frequenzveränderung
führt zu einer Phasenverschiebung des Zeitmultiplexrahmens in positive Zeitrichtung,
die zu einer Phasendifferenz Null beim Phasenvergleicher 13 führt, so daß nach erfolgter
Regelung das Teilerverhältnis des ersten und des zweiten Frequenzteilers 15, 16
in Abhängigkeit vom Stellsignal S wieder gleich eingestellt werden kann.
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Soll eine Phasenverschiebung in negative Zeitrichtung erfolgen, so
wird der erste Frequenzteiler 15 in seinem Zählverhalten entsprechend der oben beschriebenen
Weise verändert. Dies entspricht einer kurzzeitigen Heraufsetzung der Frequenz des
Taktsignals T1. Wird die Zählfolge des ersten oderzweiten Frequenzteilers 15, 16
jeweils nur für eine ihrer Zählperioden, das heißt m = 1, um X = 1 verringert, erfolgt
pro Regelvorgang jeweils einmal eine Phasenverschiebung um
ein
Bit. Die im Regelungsfall auftretende Frequenzänderung ist dann so klein, daß bei
keiner Komponente des Netzausläufers der Fang-, Halte- oder Ziehbereich überschritten
wird.
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Wie dem Zeitdiagramm nach Figur 5 zu entnehmen ist, wird die Zählfolge
eines der beiden Frequenzteiler 15, 16 um eins erniedrigt, so daß. dadurch eine
Verschiebung um eine Periode des empfangenen Taktsignals T, welche gleich einer
Phasenverschiebung um ein Bit ist, durchgeführt wird. Findet keine Regelung statt,
stimmen die Vorder- und Rückflanken der Taktfrequenz T/8 und der Taktfrequenz T1/8
überein. Im zuoberst gezeichneten Zeitdiagramm für T1 erfolgt eine, pro Regelvorgang
einmalige Verschiebung um ein Bit des Taktes T-in positive Zeitrichtung. Im darunter
befindlichen Zeitdiagramm für T1 erfolgt kein-Regelvorgang und im /8 zuunterst gezeichneten
Zeitdiagramm eine Verschiebung um ein Bit in negative Zeitrichtung.