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Verfahren für die Übertragung von binär-impulsdauer-
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modulierten Signalen in Fernsprechvermittlungsanlagen, insbesondere
in kleinen Nebenstellenanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Übertragung
von mittels symetrischer Übertrager sende- als auch empfangsseitig in die jeweilige
Übertragungsleitung ein- bzw. ausgekoppelten binär-impulsdauermodulierten Signalen,
die mit einer Signaldichte auftreten, bei der zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Signalen das Ruhepotential der Übertragungsleitung nicht erreicht wird, wobei für
die empfangsseitige Auswerteschaltung eine feste Auswerteschwelle vorgegeben ist,
insbesondere für die digitale Übertragung von Einstellinformationen, die in kleinen
Nebenstellenanlagen für die Steuerung von an den Teilnehmerendgeräten angebrachten
Anzeigeelementen von einer zentralen Einheit dorthin ausgesendet werden.
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Zur Übertragung von Informationen auf entsprechende Übertragungsleitungen
können binäre Datensignale übertragen werden, deren Binärwerte durch eine jeweils
fest vorgegebene unterschiedliche Zeitdauer der zu bildenden Spannungs- bzw. Stromimpulsen
bestimmt sind.
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Derartige binär-impulsdauermodulierte Signale können beispielsweise
von einer zentralen Einrichtung zu den einzelnen Sprechapparaten der Teilnehmerstellen
einer kleinen Nebenstellenanlage ausgesendet werden. Sie können Einstellinformationen
für an ihnen angebrachte Anzeigeelemente betreffen. Sind diese Anzeigeelemente optischer
Art, so können sie durch sog. Leuchtdioden gebildet sein. Durch deren Leuchtzustand,
der aufgrund der übertragenen Signale einstellbar ist, kann bei-
spielsweise
einem Teilnehmer angezeigt werden ob die für die betreffende Anlage vorgesehenen
externen Leitungen bzw. die Internleitungen frei oder belegt sind. Weiterhin könnten
Informationen übermittelt werden, die die Abgabe von akustischen Signalen an den
einzelnen Teilnehmerstellen betreffen. Je nachdem, ob es sich um den Verbindungswunsch
eines internen oder eines externen Teilnehmers handelt, könnten unterschiedliche
Rufsignale ausgelöst werden. Auf diese Weise wäre es dann möglich, die Ursprungsart
der gewünschten Gesprächsverbindung festzustellen.
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Bei der Übermittlung von Impulsen auf einer durch Übertrager abgeriegelten
Leitung treten am Ende der jeweiligen Impulse Überschwinger über das Ruhepotential
der Leitung auf. Bei einer sinnvollen Ausnutzung der Übertragungsleitung wird der
in einer Impulsfolge unmittelbar nachgeordnete Impuls bereits ausgesendet, bevor
bezogen auf den vorangegangenen Impuls das Ruhepotential der Leitung wieder erreicht
ist. Die Niveauverschiebung hängt u.a. von der unteren Grenzfrequenz des Übertragungssystems
und von der Zeitdauer der zu übertragenden Impulse ab. Aufgrund dieser Zusammenhänge
sind Impulsfolgen möglich, bei denen sich für die einzelnen Impulse ein Anfangspotential
einstellt, das bei einer fest vorgegebenen Auswerteschwelle für die Empfangsschaltung
die einwandfreie Auswertung erschwert bzw. unmöglich macht. Es ist dabei noch zu
berücksichtigen, dass die Impulse an der Empfangsseite in ihrer Amplitude gegenüber
dem Sendepegel aufgrund der vorhandenen Übertragungsdämpfung vermindert sind.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, für das eingangs genannte Verfahren
eine für die Auswertung nachteilige Niveauverschiebung zu vermeiden. Dies wird dadurch
erreicht, dass die Signale Spannungsimpulse darstellen
und dass
der dem einen Binärwert zugeordnete Impuls eine höhere Amplitude aufweist als der
dem anderen Binärwert zugeordnete Impuls mit demgegenüber grösserer Impulsbreite
und die Sendepegel so gewählt sind, dass für beide Impulsarten das Produkt aus Impulsbreite
und Impuls amplitude angenähert den gleichen Wert aufweist, so dass unabhängig von
der Art der nacheinander ausgesendeten Impulse für jeden Impuls das gleiche Spannungsniveau
an den empfangsseitigen Auskoppelelementen gegeben ist.
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Die zur Charakterisierung der beiden Binärwerte ausgesendeten Spannungsimpulse
unterscheiden sich somit sowohl in der Zeitdauer als auch in der Impulsamplitude.
Sie sind hinsichtlich ihrer Abmessungen so zu bestimmen, dass z.B. das Anfangspotential
der steigenden Impulsflanke eines empfangenen Impulses immer denselben Abstand vom
vorgegebenen Ruhepotential der Übertragungsleitung aufweist. Bei einer ausreichenden
Amplitude an der Empfangsseite, die bis zu einerestimsten Leitungslänge gegeben
ist, lässt sich somit jeder Impuls bei einer vorgegebenen festen Auswerteschwelle
einwandfrei feststellen. Durch die erfindungsgemässe Lösung wird verhindert, dass
für aufeinanderfolgende Impulse,bezogen auf das Ruhepotential,eine Verschiebung
des jeweiligen empfangsseitigen Anfangspotentials erfolgt.
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Die Erfindung wird durch die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Die FIG 1 zeigt auszugsweise eine kleine Nebenstellenanlage, bei der
das erfindungsgemässe Verfahren anwendbar ist und die FIG 2 ein Impulsdiagramm.
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Das modifizierte Blockschaltbild nach der FIG 1 zeigt die Grundstruktur
einer kleinen Fernsprechnebenstellenanlage, bei der die Sprechapparate T1 bis Tn
sternförmig über eine mehradrige Anschlussleitung mit der ihnen gemeinsamen Einheit
ZE verbunden sind. Jede Teilnehmeranschlussleitung besteht aus einem Sprechadernpaar
a, b und einem Signalisierungsadernpaar c, d.
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Die Adernpaare sind bis auf das Signalisierungsadernpaar c7, dl vereinfacht
einadrig dargestellt. An die zu jedem Sprechapparat führenden Sprechadern, z.B.
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al, b1 ist, wie dies für den Sprechapparat T1 angedeutet ist, die
Sprechschaltung S angeschlossen. Sie dient in Verbindung mit dem Handapparat HA
der Verarbeitung der übertragenen Sprachinformation und bildet den Leitungsabschluss.
Zwischen den einzelnen Sprechapparaten T sind interne Verbindungen herstellbar und
es besteht weiterhin die Möglichkeit, sich auf eine von mehreren externen Leitungen
EL aufzuschalten. Diese können zu einer Vermittlungsstelle des öffentlichen Fernsprechnetzes
oder zu einer anderen Nebenstellenanlage führen. Durch die für den Sprechapparat
T1 dargestellte Einheit TA soll die Möglichkeit angedeutet werden, dass durch die
Betätigung von Tasten das Aussenden bestimmter Informationen veranlasst werden kann.
Neben der normalen Wahltastatur können weitere Tasten vorgesehen sein, durch deren
Betätigung bestimmte Bedienungsprozeduren einzuleiten sind. Die jeweilige Tastenbetätigung
wird von einer in jedem Fernsprechapparat vorhandenen Steuereinheit ST registriert.
Durch diese Steuereinheit, die einen Prozessor darstellen kann, wird dann durch
Beeinflussung einer entsprechenden Sendeanordnung SE die Übermittlung der betreffenden
Informationen an die zentrale Einheit ZE veranlasst. Diese, beispielsweise durch
binäre Datensignale vorgenommene
Signalisierung erfolgt über die
beidseitig mit einem Übertrager Ut bzw. Uz abgeschlossene Signalisierungsadern dadurch,
dass die Sendewicklung Wt2 entsprechend dem jeweils zuzuordnenden Bitmuster wirksam
geschaltet wird. In der zentralen Einheit werden die übermittelten Informationen
von einer individuell für Jeden Fernsprechapparat vorhandenen Empfangsschaltung
EZ registriert und einer Steuereinheit STz zur Auswertung übergeben. Dem Sprechapparat
T1 ist demnach in der zentralen Einheit die Empfangsschaltung EZ1, von der lediglich
die Empfangswicklung Wzl des Übertragers Uz dargestellt ist, zugeordnet.
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Die Ausgangssignale der Empfangsschaltung werden der Steuereinheit
STz zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Diese Steuereinheit STz liefert auch die
für die Herstellung einer Sprechverbindung notwendigen Einstell- und Durchschaltebefehle
für die in der Koppelanordnung KN vorhandenen Koppelkontakte. Ausserdem steuert
sie eine Sendeeinheit SZ1, durch die Informationen zu den einzelnen Sprechapparaten
ausgesendet werden. Für den Sprechapparat Tl ist die Sendeschaltung SZ1 massgebend,
die über die Sendewicklung Wz2 des zugeordneten Übertragers Uz mit den Signalisierungsadern
cl, dl der zum Fernsprechapparat T1 führenden Anschlussleitung gekoppelt ist.
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Die von der zentralen Einheit ZE zu den einzelnen Sprechapparaten
übermittelten Informationen betreffen beispielsweise Einstellinformationen für Anzeigeelemente
A, die am jeweiligen Sprechapparat angebracht sind. Durch sie kann z.B. der Belegtzustand
der einzelnen Intern- bzw. Externleitungen angezeigt werden. Die übermittelten Infor-
mationen
werden durch die Empfangseinheit E, von der lediglich die Empfangswicklung Wtl des
Übertragers Ut gezeigt ist, registriert und der Steuereinheit ST zur weiteren Verarbeitung
zugeführt.
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Diese veranlasst dann die dem Informationsinhalt entsprechende Ansteuerung
der Anzeigeelemente A.
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Während von den einzelnen Sprechapparaten nur bei einer vorgenommenen
Tastenbetätigung bzw. bei Abheben des Handapparates eine aktive Signalisierung zu
der zentralen Einrichtung vorgenommen wird, findet in der Gegenrichtung, also von
der zentralen Einheit ZE zu den einzelnen Sprechapparaten eine Signalisierung mit
sich häufiger ändernden Informationsinhalten statt. Als Binärzeichen werden zur
Übertragung der jeweiligen Informationen von der zentralen Einheit über eine Sendeeinheit
SZ unipolare Spannungsimpulse in die jeweilige Signalader eingekoppelt.
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Zur Darstellung der beiden Binärwerte werden Impulse ausgesendet,
die sich sowohl in ihren Impulsbreiten als auch in den Impulsamplituden unterscheiden.
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Dies ist dem Impulsdiagramm nach der FIG 2, das für die weitere Betrachtung
mit herangezogen wird, entnehmbar. Das beispielsweise von der Sendeeinheit SZ1 zu
dem Sprechapparat T1 ausgesendete Sendebit FO mit der Zeitdauer T kann dem Binärwert
0 und das Sendebit Fl mit der Zeitdauer T/2 dem Binärwert 1 zugeordnet sein. In
Abhängigkeit von der jeweils zu übertragenden Information wird die Reihenfolge der
Binärwerte durch die Steuereinheit STz festgelegt und aufgrund des damit vorgegebenen
Bitmusters die beiden Transistoren T1 bzw. T2 der Sendeeinheit SZ1 angesteuert.
Wird zum Beispiel während der Zeitdauer T/2 über den Basisvorwiderstand R1 Aufsteuerpotential
für den Transistor T1 angelegt, so wird die Sendewicklung Wz2 des Übertragers Uz
während der Durch-
steuerzeit von Strom durchflossen. Dadurch wird
in der leitungsseitigen Wicklung Wz3 ein Impuls von der Breite T/2 induziert. Wird
von der Steuereinheit STz über den Basiswiderstand R2 während einer Zeitdauer T
Aufsteuerpotential für den Transistor T2 angelegt, so ist während dieser Zeit die
Sendewicklung über den Vorwiderstand R3 an die Versorgungsspannung Uv angeschaltet,
während über die Diode D der Transistor T1 gesperrt ist. Es wird in der leitungsseitigen
Wicklung Wz3 ein Impuls von der Breite T induziert, der gegenüber dem erstgenannten
Impuls eine geringere Amplitude aufweist. Sendeseitig werden die Amplituden für
die erzeugten Impulse so bestimmt, dass für beide Impulsarten das Produkt aus Impulsdauer
und der betreffenden Amplitude angenähert den gleichen Wert aufweist. In Abhängigkeit
von den Dämpfungseigenschaften der Übertragungsleitung unterscheiden sich die Amplituden
der gesendeten und der empfangenen Impulse. Die in der FIG 2 dargestellten Impulsformen
der drei Informationsbits aus einer Reihe von gegebenenfalls in einem Informationsblock
zusammengefassten Bits entsprechen beispielsweise den nach einer kurzen Leitungslänge
zu registrierenden Impulsen.
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Aufgrund der Leitungseigenschaften tritt am Ende eines jeden dem Informationsbit
FO bzw. F1 entsprechenden Impulses ein Überschwingen über das Ruhepotential R der
jeweiligen Übertragungsleitung auf. Es erfolgt dann infolge des Ladungsausgleiches
eine asymtotische Annäherung an das Ruhepotential. In der Regel ist eine derartige
Impulsdichte erforderlich, dass dieses Ruhepotential bis zum Aussenden des für dieselbe
Übertragungsrichtung unmittelbar nachfolgenden Impuls es nicht mehr erreicht wird.
Es bleibt somit eine geringfügige Niveauverschiebung a bestehen. Würde man für die
den Binärwert 1 repräsentierenden Informationsbits F1 sendeseitig die gleiche Amplitude
wie für die
den Binärwert 0 repräsentierenden Informationsbits
FO vorsehen, so würde sich bei einer Folge von F1-Informationsbits der Abstand zwischen
dem Anfangspotential der steigendenlmpulsflanke und dem vorgegebenen Ruhepotential
von Impuls zu Impuls vergrössern. Damit wäre eine empfangsseitige Auswertung ab
einer bestimmten Leitungslänge erschwert bzw. nicht mehr möglich, wenn für die Auswertung
eine Ansprechschwelle -mit einem festen Abstand vom Ruhepotential vorgesehen ist.
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Diese nachteilige Verschiebung des Anfangspotentials, die für die
dem Informationsbit FO nachfolgenden beiden Informationsbits F1 durch eine gestrichelte
Linie im Diagramm nach der FIG 2 veranschaulicht ist, wird durch die Wahl von unterschiedlichen
Amplituden für die beiden Impulsarten ausgeschlossen. Es ist somit für eine einfache
Empfangsschaltung mit einer vom Ruhepotential einenfest vorgegeben« Abstand aufweisendenAuswerteschwelle
eine einwandfreie Registrierung eines jeden ausgesendeten Impulses möglich.
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Gleichzeitig können dadurch die Geräuschabstandsforderungen erfüllt
werden.
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Da von der zentralen Einheit ZE zu den einzelnen Fernsprechapparaten
für jeden Binärwert ein Spannungsimpuls übertragen wird, kann über die auswertende
Steuereinheit ST beispielsweise bei Jeder Vorderflanke des empfangenen Impulses
ein Synchronisationsimpuls für die in jedem Fernsprechapparat vorhandene taktgebende
Einheit OZ abgeleitet werden. Diese Einheit liefert über entsprechend eingeschaltete
Teilerstufen die für die Steuerungsabläufe notwendigen Taktfolgen. Es kann somit
ein Oszillator geringerer Frequenzkonstanz verwendet werden.
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1 Patentanspruch 2 Figuren
L e e r s e i t e