DE3130170A1

DE3130170A1 - Zeit-multiplexeinrichtung

Info

Publication number: DE3130170A1
Application number: DE19813130170
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Tokorozawa Saitama Takasaki; Mitsuo Ohme Tokyo Tanaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-08-01
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1982-03-18
Also published as: JPH0251305B2; DE3130170C2; JPS5731247A; US4410980A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Multiplex- ■ Übertragungssystem und insbesondere auf eine Zeit-Multiplexeinrichtung zur Übertragung digitaler Signale aus einer Vielzahl asynchroner Kanäle.
5

Es ist bekannt, digitale Signale aus mehreren Quellen in zeitmultiplexer Form zu übertragen. Bei Übertragung von digitalen Signalen über mehrere Kanäle müssen diese jedoch entweder dieselbe Bitgeschwindigkeit aufweisen oder Bitgeschwindigkeiten, die in ganzzahligen Verhältnissen zueinander stehen. Falls dies nicht der Fall ist, müssen die Signale der einzelnen Kanäle mit Hilfe eines Start-Stop-Systems synchronisiert werden. Bei den bisher bekannten Übertragungssystemen mit zeitmultiplexer Übertragung können somit nur begrenzte Arten von Signalen in eine multipiexe Form gebracht werden, was dazu führt, daß die verwendeten Gerätschaften exklusiv für ein bestimmtes System ausgelegt werden müssen, während ihre Verwendung für andere Systeme mit anderen IDaktgeschwindigkeiten nicht möglich ist.

Andererseits sind in neuerer Zeit sehr billige Übertragungaleitungen in Form von Glasfaser-Übertragungsleitungen bekannt geworden, die äußerst hohe Bitgeschwindigkeiten zulassen. Demzufolge sind die Anforderungen an die Übertragung verschiedenster Signale von verschiedenen Signalquellen und an Signalprozessoren wie Elektronenrechner sehr streng geworden. Mit Hilfe des zeitmultiplexen Verfahrens können dabei die verschiedensten Signalkanäle zusammengefaßt werden, um auf diese Weise ein sehr flexibles und ökonomisches Nachrichtennetz zu schaffen.. Konventionelle

Zeit-Multiplexverfahren erfordern äe^och die Umwandlung der entsprechenden Signale von einer Mehrzahl von asynchronen Kanälen in synchrone digitale Signale und weiterhin die Verwendung von Obertragungsleitungen, die an die Talctgeschwindigkeiten der speziellen Anwendung angepaßt sind, was zu vielen praktischen Schwierigkeiten führt.

Zur Überwindung dieser Probleme schlugen die Erfinder der vorliegenden Anmeldung eine Übertragungstechnologie vor (vgl. JA-PA 1734-1/1979nit dem Titel: "Digitales Signal-Communications-System¹¹), bei welcher asynchrone digitale Signale aus einer Mehrzahl von Kanälen mit beliebigen Taktgeschwindigkeiten für eine direkte zeitmultiplexe Übertragung verarbeitet werden können.

Dabei werden die zu übertragenden digitalen Signale in einen zusammengesetzten Impulsstrom umgewandelt, der eine schnellere Übertragungstaktgeschwindigkeit als die entsprechenden Originalsignale aufweist, um auf diese Weise die originalen digitalen Signale aus einer Mehrzahl von asynchronen Kanälen in einer Zeitmultiplexanordnung sequentiell übertragen zu können.

Obwohl eine derartige Übertragungstechnik für die zeitmultiplexe Übertragung von digitalen Signalen von einer Mehrzahl von asynchronen Kanälen mit unterschiedlichen Bitgeschwindigkeiten geeignet ist, müssen doch die entsprechenden Kanalsignale verarbeitet und (neu) angeordnet werden, damit Taktgeschwindigkeiten der ursprünglichen digitalen Signale zeitmultiplex übertragen werden können. Dabei ergibt sich jedoch das weitere praktische Problem, daß sporadisch auftretende ^C2toßsignale, beispielsweise Alarmsignale, nicht multiplex übertragen werden können.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen, mit dem eine Vielzahl von digitalen Signalen mit beliebigen Taktgeschwindigkeiten in einer Zeitmultiplexanordnung in multiplexe Form gebracht und· übertragen werden können, unabhängig von ihrer Taktgeschwindigkeit.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zeit-Multiplex-Kommunikätionssystem zu schaffen, das unter Verwendung von regenerativen Wjslerholeinrichtungen Signale, die in multiplexer Form vorliegen, übertragen kann und das auch in der Lage ist, empfangene Signale zu demultipi exen. :

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Kommunikationssystem zu schaffen, das stoßförmige Signale zeitmultiplex verarbeiten kann.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein zeitmultiplexes System, das jedes digitale Signal innerhalb einer vorbestimmten Periode (im folgenden "Rahmenzeit" genannt) in zeitkomprimierte digitale Signale umwandelt, ein Rahmensynchronisationssignal oder ein Kanalsynchronisationssignal den zeitkomprimierten digitalen Signal zur Identifikation hinzufügt und innerhalb der Rahmenzeit die zeitkomprimierten digitalen Signale zeitmultiplex verarbeitet. IJm einen Demultiplexer wesentlich zu vereinfachen sind die Rahmen-Synchronisationssignale und die Kanalsynchronisationssignale als auch die ursprünglichen Informationssignale ("0" oder "1") so codiert^ daß sie unterschiedliche digitale Längen von Zeichen oder Zwischenräumen haben, bevor sie zeit-komprimiert und multiplex verarbeitet werden.

ν/ j U \J i ΐ

Die digitalen Längen sind durch Intervalle zwischen zwei benachbarten Übergängen (von Zeichen zu Zwischenraum oder von Zwischenraum zu Zeichen) definiert, deren Zeitdauer ganzzahlige Vielfache der Übertragungstaktperioden sind. 5

Wie oben beschrieben macht es bei dem Zeit-Multiplex-System der vorliegenden Erfindung die bei den Informationssignalen als auch bei den Rahmen- und Kanalsynchronisationssignalen angewandte Codeumwandlung möglich, Signale aus einer Vielzahl von kontinuierlichen Signalen mit beliebigen Taktgeschwindigkeiten als auch stoßweise auftretende Signale leicht in multiplexe Porm zu bringen und zu übertragen.

Weiterhin ist es nicht erforderlich, Impulse mit mehreren Pegeln zu verwenden, da die Synchronisations signale und die Informationssignale (Umwandlungscode) in Ausdrücken der Differenz der Anzahl aufeinanderfolgender Zwischenräume oder Zeichen unterschieden sind, folglich können existierende Wiederholeinrichtungen, die für die Regeneration von Impulsen mit zwei Pegeln aufgebaut sind, bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

3?ig. i ein Blockschaltbild des gesamten Aufbaus eines Ausführungsbeispieles eines Zeit-Multiplex-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise

der zeitmültiplexen Verarbeitung bei dem erwähnten - Ausführungsb ei spi el;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Codier-Multiplexer-Schaltkreises, der bei dem Zeit-Multiplex-System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4

und 5 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des genannten Ausführungsbeispieles;;

Fig. 6 ein Schaltbild eines Spalt-Füll-Impuls-Erzeugungs-Schaltkreises, der- bei dem in F.ig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel anwendbar ist;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltkreises der Fig. 6;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Verarbeitungsprozedur bei Stoß-Signalen;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Demultiplexer-Schaltkreises, der bei dem Zejtr-Multiplex-System der vorliegenden Erfindung anwendbar ist; und

Fig.10 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines sychnronisierenden Trenn-Schaltkreises 43 bei dem Demultiplex-Schaltkreis der Fig. 9.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des gesamten Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines Zeit-Multiplex-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Zur Vereinfachung der Erläuterung zeigt das Diagramm einen Fall, bei dem nur drei Kanäle multiplex ausgenutzt werden sollen.

Digitale Signale a^, a₂ und a^ von drei verschiedenen Kanälen mit unterschiedlichen Taktgeschwindigkeiten (f^., f_D, f.,) werden über Eingangsanschlüsse 1-1, 1-2 bzw. 1-3

lokalen Codeurowandlern 3-1, 3-2 und 3-3 zugeführt. Diese digitalen Signale können entweder NRZ-Signale mit zwei Pegeln (non-return-to '-' zero) oder RZ-Signale mit zwei Pegeln sein, wobei die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele sich auf die Verwendung digitaler NRZ-Signale mit zwei Pegeln bezieht. Der Ausdruck "unterschiedliche Taktgeschwindigkeiten" bedeutet hier nicht,

. daß sich jede Taktgeschwindigkeit ändert, sondern bedeutet, daß .die Taktgeschwindigkeiten der entsprechenden ursprüngliehen Signale asynchron sind.

An den Codeumwandler werden Taktsignale b-1, b-2 und b-3 3 edes Kanals von Taktsignal-Extrahierern 2-1, 2-2 und 2-3 angelegt, sowie ein Übertragungstaktsignal C aus einer Übertragungstaktsignalquelle 4, Rahmensignale e-, e^ und e , die später beschrieben werden, und schließlich ein Rahmensteuersignal D. Jeder Codeumwandler wandelt den Code des Signals aus jedem Kanal für jeden Rahmen um und erzeugt zeitkomprimierte Ausgangssignale g,, gp und g,. Diese Ausgangssignale werden über einen Multiplexer 5 in ein Zeit-Multiplex-Übertragungssignal h umgewandelt.

Das Übertragungssignal wird über eine Leitung 6 einem Decodierer 8 eines Empfängsteiles zugeführt und - sofern erforderlich - über eine zwischengeschaltete Wiederholeinrichtung 7 (Zwischen-Regenerier-Verstärker).In einer zur Arbeitsweise des Übertragungsteils umgekehrten Weise trennt der Demultiplexer die Zeit-Multiplex-Signale und gibt die "Demultiplex-Signale" (d.h.'Signale bei denen die Multiplex bildung aufgelöst ist) der entsprechenden Kanäle an seinen Ausgangsanschlüssen 9-1, 9-2 und 9-3 aus.

Fig. 2 zeigt den Zustand der Signale in einer Rahmenperiode des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles. Die ursprünglichen.dLgitalen NRZ-Kanalsignale a. ^ a~ und a^ werden gemäß den nachfolgenden Regeln Code-gewandelt. Ein Eingangsinformationssignal "1" wird in zwei aufeinanderfolgende Zeichen oder Zwischenräume ("0,0" oder "1,1") umgewandelt und ein Informationssignal "0" wird in ein einzelnes Zeichen oder einen einzelnen Zwischenraum ("0" oder "1") umgewandelt. Die Auswahl, ob ein Zeichen oder ein Zwischenraum vorhanden ist, wird dazu gemacht, daß jedes umgewandelte Signal zwischen benachbarten Übergängen von einem Zeichen zu einem Zwischenraum oder von einem Zwischenraum zu einem Zeichen angeordnet werden kann. Da die Übertragungstaktgeschwindigkeit so festgelegt ist, daß sie deutlich größer ist äs die Taktgeschwindigkeit jedes ursprünglichen Kanales werden die Signale nach der Umwandlung zu zeitkomprimierten Impulsströmen führen, wie sie in der Zeichnung mit g 12 dargestellt sind. Zur Identifizierung der entsprechenden Rahmen ist diesem Signal ein Rahmensynchronisationssignal g 11 hinzugefügt, wodurch ein Ausgangssignal g>. erzeugt wird. Der gleiche Vorgang wird für die Kanalsignale a-2uad a-3 mittels der lokalen Codewandler 3-2 bzw. 3-3' durchgeführt, so daß man Au s gangs signale g^ "und g^ erhält. Da g,, in diesem Falle für eine Rahmenidentifizierung hinzugefügt ist, werden ebenfalls Kanalsynchronisationssignale g~^ bzw. g,,. für eine Kanalidentifizierung hinzugefügt. Die Dauer (Anzahl aufeinanderfolgender Zeichen oder Zwischenräume) dieser Rahmen- und Kanal-Synchronisationssignale ist auf 7 bzw. 5 Zeitschlitze festgelegt, um sie gegenüber den zuvor genannten digitalen Signalen für die Datenübertragung zu unterscheiden. Das kennzeichnende Merkmal dieser Synchronisationssignale liegt darin, daß die Anzahl aufeinanderfolgender Zeichen oder Zwischenräume zur Identifizierung verwendet wird, ohne daß

spezielle Impulse mit verschiedenen Amplituden verwendet werden.

Zur Durchführung der oben erwähnten Operation muß die folgende Beziehung erfüllt werden:

^fn

^fO

wobei η die Anzahl der multiplex zu übertragenen Vielzahl von Kanälen,

O die Übertragungstaktgeschwindigkeit, f^, fp ... f die Signaltaktgeschwindigkeit jedes

ursprünglichen Kanales,

$L· die Anzahl der Übertragungstaktimpulse in j?

einem Rahmen,

N-nrp die Anzahl von Impulsen eines Rahmen-Synchroni-■ .' sationssignales,

IT^r₀ die Anzahl der Impulse des Kanal-Synchroni-

sationssignales, und oc das Inkrementverhältnis der Taktgeschwindigkeit

aufgrund der Codeumwandlung ist. 20

Folglich gilt:

¹ / (f. +fρ +.....+ f) ■

viobei

- -Si ⁿrp⁼

_ 12 _ ο i ο J i /U

!Für &> = 1,5, N₁, = 512, N^ = 7, N^ = 5 und η = 10 gilt: f_o-1,67 Cf_{1 +}f₂₊ ...... ₊f_n).

In I"ig. 1 zeigt ein mit dem Bezugs ζ eichen 10 bezeichneter Block eine Einrichtung,; die Kanalfüllimpulse hinzufügt» Diese Einrichtung 'bzw. dieser Schaltkreis erzeugt zur Zeiteinstellung einen Kanalfüllimpuls , wenn eine Rahmenzeit eines Kanales langer ist als die Summe der oben genannten umgewandelten Signale g-, gp und g^ und fügt Zeichen und/ oder Zwischenräume hinzu, die die gleiche aufeinanderfolgende Anzahl haben wie beispielsweise das Kanalsynchronisationssignal gp,. oder g™·

E¹Xg. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Codewandlers 3-1 (hier als "lokaler Codewandler" bezeichnet) für den ersten Kanal der Pig. 1 , während Fig. 4- ein Zeitdiagramm zur Erläuterung -der Arbeitsweise des Codewandlers zeigt. Der Codewandler 3-1 besteht aus zwei Codewandlern 3-1-1 und 3-1-2, die im wesentlichen den gleichen Aufbau haben (der Codewandler 3-1-2 ist hierbei nicht dargestellt). Jeder Wandler 3-1-1 und 3-1-2 besitzt einen Speicher 10 und bewirkt abwechselnd das Einschreiben und das Codieren von Signalen mit einer Rahmendauer. Dies bedeutet, daß der Wandler.3-1-2 eine Codierung ausführt, wenn der Wandler 3-1-1 ein Einschreiben ausführt. Detaillierter bedeutet dies: Wenn ein Rahmensteuersignal d dem Eingangsanschluß 11 zugeführt wird, so schaltet ein Umschalt.-Schaltkreis 1A- den Fluß des Signales a-1 und dessen Taktsignales b-1 zu dem anderen Wandler um und schaltet auch den Speicher auf den anderen Wandler um.

Dieser Umschaltvorgang wird im wesentlichen für¹jede Rahmenperiode durchgeführt. Beispielsweise schaltet der Um-

- -y <k/ i J ¹M' I /J

sehalt-Bchaltkreis 14 das Signal a-1 und das Taktsignal b-1 während der Rahmenzeit t^-t^ auf den Wandler 3-1-1 um und verhindert den Fluß dieser Signale zu dem Wandler 3-1-2 für die Dauer dieses Rahmens. Während dieses Rahmens wird das Signal a-1 des einen Rahmens in dem Speicher 10 gespeichert und der Wandler 3-1-2 decodiert das in seinem Speicher während des vorhergehenden Rahmens gespeicherte Signal. "

Während dieser Periode wird das Taktsignal b-1 an einen Aufwärts/Abwärts-Zahler 30 angelegt, der die Bitzahl des gespeicherten Signales a-1 zahlt.

Als nächstes soll der Codiervorgang, bei dem das in dem Speicher 10 gespeicherte Signal a-2 codiert wird, unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden. Wenn das Rahmensteuersignal d zum Zeitpunkt t an den Eingangsanschluß 11 angelegt wird, so schaltet der Umschalt-Schaltkreis das Signal a-1 und das Taktsignal b-1 zu dem Wandler 3-1-2 um und setzt ein Trigger-Flip-Flop 15, so daß T¹ im eingeschalteten Zustand ist.

Der Ausgang I" wird einem Setz-Anschluß eines Setz/Rücksetz-Flip-Flops (i.f. schlicht mit "Flip-Flop" bezeichnet) zugeführt.

Da andererseits die Kapazität des Speichers 10 so ausgelegt ist, daß sie beträchtlich größer ist als die Bitzahl des einen Rahmensignals a-1 muß eine Initialisierung durchgeführt werden, um leere Speicherplätze zu überspringen und um den Zustand herzustellen, bei dem unverzüglich ein Lesen ausgeführt werden kann.

'.;· ι on ι 7 π O ί ο U I / U

Ein UND-Gatter 21 wird für diese Initialisierung verwendet. Über einen Eingangsänschluß 12 wird diesem Schaltkreis ein Signal C zugeführt, dessen Taktgeschwindigkeit weiterhin größer ist als die Übertragungstaktgeschwindigkeit; weiterhin werden diesem Schaltkreis ein Ausgangssignal q,. eines Flip-Flops 16 und ein Ausgangssignal eines Flip-Flops 32 zugeführt, welches durch einen Impuls gesetzt wird, der durch Erfassen der'Vorderflanke des Signales q. über ein Differenzierglied 19 erhalten wurde. Nachdem die Initialisierung ausgeführt ist, wird von einem Differenzierglied 2Ά- in einer später beschriebenen Weise ein Initialisierimpuls erfaßt und das Flip-Flop 32 wird von dem erfaßten Ausgangssignal zurückgesetzt.

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Initialisier-Operation und der nachfolgend beschriebenen Codier-Operation. Wie in diesem Diagramm dargestellt; wird der Ausgang P des Flip-Flops 32 gleichzeitig mit dem Ansteigen des Ausganges q. des Flip-Flops 16 eingeschaltet,vas den Durchgang eines schnellen Taktsignales P^ ermöglicht. Durch den genannten Ausgang q des UND-Gatters 21 (der der gleiche ist wie P,) wird der Speicher schnell geschoben, um die Initialisierung auszuführen. Wenn ein Impuls erzeugt wird, der einen "Start" darstellt (beispielsweise "1" nach fortdauernder "0"; in der Zeichnung nicht dargestellt), so wird dessen Anstieg durch das Differenzierglied erfaßt. Das Flip-Flop 32 wird dann zurückgesetzt und der Speicher 10 hält den Schiebevorgang an nachdem das erste Signal innerhalb des Rahmens zu der äußerst rechten Position verschoben wurde.

Als nächstes soll der Codiervorgang beschrieben werden. Das Ausgangssignal q. des Flip-Flop 16 wird in einem Verzögerungsschaltkreis 18 um 7 Zeitschlitze verzögert, um die

Zeitbreite des Rahmensynchronisationssignales g.. in Pig. 2 (oder um 5 Schlitze zur Erzeugung der Zeitbreite des Kanals-Synchronisationssignales) zu erzeugen und wird zu dem Signal qp umgewandelt. Das Signal ^ und das Übertragungstaktsignal C, das dem Eingangsanschluß 13 zugeführt wird,, werden dem UND-Gatter 20 zugeführt. Der Ausgang p. dieses UND-Gatters 20 wird als ein Eingang den UND-Gattern 22 und 26 zugeführt. Der Ausgang des genannten Speichers 10 wird einem weiteren Eingangsanschluß des UND-Gatters 22 zugeführt, .während der Ausgang dieses UND-Gatters 22 einem weiteren Eingangsanschluß des UND-Gatters 26 über einen Impulsbreiten-Expander 23 (der den Eingangsimpuls auf eine Länge ausdehnt, die das 1,5-fache der Übertragungstaktperiode ist) und einen Inverter 25 angelegt. Ein Teil des Ausganges des UND-Gatters 26 wird einem Addierer zugeführt, d.h. einem ODER-Gatter 27, wobei, der Rest dem genannten Aufwärts/Abwärts-Zähler 30 zugeführt wird, wodurch der Zählinhalt des Zählers verringert wird.

Dementsprechend erscheint kein Übertragungstaktimpuls in dem UND-Gatter 20 bis zu dem Zeitpunkt tq zu dem der VerzÖgerungsschaltkreis 18 einen hohen Pegel annimmt. Mit anderen Worten wird keine Codierung durchgeführt, bevor ein Rahmen- oder Kanalimpuls angelegt wurde.

Der Taktimpuls P. wird dem UND-Gatter 20 nach dem Zeitpunkt tn zugeführt. Ein Impulssignal dessen Periode doppelt so lang ist wie. die-des Übertragungstaktes erscheint am Ausgang des trigger-artigen Flip-Flops 28, das von dem Ausgang des UND-Gatters 26 über das ODER-Gatter 27 betrieben wird, wenn das aus dem Speicher 10 auszulesende Bit eine "1" ist, während ein Impulssignal mit der gleichen Periode wie der des Übertragungstaktes dann auftritt, wenn das zu lesende Bit eine "0" ist. Mit anderen Worten wird

das UND-Gatter 22 leitend und die Impulse, die durch das . Gatter passieren werden durch den Impulsexpander 23 zu einer Impulsbreite verbreitert, die das 1,5-fache der der Taktgeschwindigkeit ist, wobei sie dann noch durch den Inverter invertiert werden, wenn die* aus dem Speicher auszulesende Information eine "1" ist. Folglich ist der Durchtritt eines nachfolgenden Impulses, der von dem UND-Gatter 20 erzeugt wurde, durch das UND-Gatter 26 hindurch blockiert. Da das UND-Gatter leitend wird, wenn der dritte Impuls ankommt, wird ein Impuls erzeugt und es wird zum gleichen Zeitpunkt ein Schiebeimpuls an den Speicher angelegt, wodurch die auszulesende- Information zu der äußerst rechten Stellung verschoben wird* Wenn das Bit der zu lesenden Information eine "O" ist, wobei das UND-Gatter weiterhin leitend ist, erscheint ein Impuls mit der gleichen Periode wie der der Übertragungstaktgeschwindigkeit als Ausgang des UND-Gatters. Der Teil der Zeit tq-t^₀ in Fig. 5 zeigt die Impulse, wenn die in dem Speicher 10 gespeicherten Signale "0100 ... . *. 100" sind, was dem Kanalsignal a-1 in Fig. 2 entspricht.

Wenn die digitalen Signale eines Rahmens, die in dem Speicher 10 gespeichert sind, alle ausgelesen sind, so wird die von dem UND-Gatter 26 erzeugte Anzahl von Impulsen gleich der oben erwähnten Bitzahl,. so daß der Zählinhalt des Aufwärts/Abwärts-Zählers 30 um diese Zahl verringert wird. Wenn der Zähler 30 zu einer "0" gelangt ist, wird ein Codierbeendigungssignal erzeugt. Dieses Signal wird durch einen Impulsformer 3Ί geleitet und zu einem Impuls Pc geformt, der das Flip-Flop 16 zurücksetzt. Wenn die Zufuhr des Taktimpulses durch das Gatter 20 blockiert ist, so wird der Codiervorgang gestoppt und gleichzeitig das Rahmensignal e-2 als Godierstartsignal eines (nicht dargestellten) Codewandlers 3-2 des zweiten Kanales angelegt. In gleicher

ι ο υ ι / U

Weise wird in dem (nicht dargestellten) Codewandler 3-3 des dritten Kanales eine Codierung durchgeführt; nachdem der weiter unten zu beschreibende Püllimpuls hinzugefügt wurde, wird dann durch den Block 3-1-2 des Codewandlers des ersten Kanales zum Zeitpunkt t¹^-t der Fig. 4 eine Codierung als darauffolgender Rahmen durchgeführt, und zwar in gleicher V/eise wie bei dem Codewandler 3-1-1 in Fig. 3.

Allgemein ist die Rahmenperiode (Zeit tj, der Fig. 4-) so festgesetzt, daß sie größer ist als die Summe der Codierzeiten der Kanäle. Folglich passiert es manchmal, daß ein darauffolgendes Rahmensignal d nicht erzeugt wird, selbst wenn das Codieren des letzten Kanales vollständig ausgeführt ist. Folglich ist es erforderlich, diesen Spalt durch einen Impuls (Füllimpuls) zu füllen, wobei dieser Füllimpuls von dem Informationssignal unterschieden werden kann.

Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Füllimpuls-Hinzufügungs-Schaltkreises zu diesem Zweck.

Ein Endsignal Pg, das dann erzeugt wird, wenn die Codierung des letzten Kanales eines Rahmens vollständig ausgeführt isb, wird dem Setzanschluß eines Flip-Flops 35 über einen Eingangsanschluß 32 zugeführt und macht das UND-Gatter 36 leitend. Das UND-Gatter 36 erlaubt den Durchtritt eines

tr

Übertragungstaktimpulses C, der an dem Eingangsanschluß gelegt ist und betätigt sequentiell ein Schieberegister 37· Das Schieberegister 37 speichert eine 10-Bit-Informatipn, d. h. "0000011111", die von dem Ausgangstaktsignal des erwähnten UND-Gatters 36 umlaufend verschoben wird. Wenn diese Impulsfolge durch ein Differenzierglied 41 ge-³'5 langt, so wird am Ausgangsanschluß 3^ ein Impuls Pq er-

zeugt, dessen Periode das 5-facheder Periode des Übertragungstaktes ist. Andererseits wirddas Signal P^₀ dem Setzanschluß des Flip-Flops 39 über das Differenzierglied 38 zugeführt, an dessen Anschluß 11 das Rahmensteuersignal d-1 der Fig. 4 angelegt wird, folglich erlaubt es nach dem Zeitpunkt t , zu dem das UND-Gatter 40 leitend wird_y den Durchtritt eines Ausgangsimpulses P.p. (der zuerst erzeugt wurde) des Differenzierglieds 41, setzt die Flip-Flops 35 und 39 zurück, und führt die erste Codierung des nachfolgenden Rahmens aus. Das Codier-Startsignal e—1 des Codeumwandlers des Kanales wird über den Ausgangsanschluß 33 erzeugt. Sofern von der Beendigung des Codierens des einen Rahmens bis zum Beginn des Codierens des nachfolgenden Rahmens ausreichend Zeit vorhanden ist, wird ein Impuls als Füllimpuls eingesetzt, der die 5-fache Periode im Vergleich zu der des Übertragungstaktes hat, wodurch diese Zeit gesteuert wird. Dieses Merkmal ist von wesentlicher Bedeutung für die Übertragung eines Stoßsignales, wie nach- " folgend beschrieben wird.

Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Falles, bei dem das zu übertragende Signal ein Stoßsignal ist. Für die nachfolgende Erläuterung sei angenommen, daß das Stoßsignal in dem zweiten Kanal der Fig. 1 vorhanden ist (obwohl dieses 'Stoßsignal·¹¹ tatsächlich aus digitalen Signalen mit den Bits "0" und "1" besteht,, sind diese Signale der einfacheren Darstellung halber als schraffierte Linien dargestellt) und erscheint in einer Periode, die in einem 3-Rakmen-Intervall enthalten ist, wie in dem mit den gestrichelten Linien in Fig. 8 a dargestellten Teil zu erkennen. Wenn diese Signale in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in zeit-multiplexe Form gebracht werden sollen, so werden sie in ein Signal h umgewandelt. Das Symbol· g_ stellt ein Rahmensynchronisationssignal dar,während ein schraffiert abgebildeter Impuls ein

J ι J U i / U

Kanalsynchronisationssignal des zweiten Kanales ist. Da das von den Stoßsignalen besetzte Intervall in den Rahmen t-^,. und t-p,, klein ist, verbleibt ein Zeitraum, wenn das Codieren der drei Kanäle beendet ist, so daß der oben genannte Füllimpuls hinzugefügt wird. In dem Rahmen t-™^ ist -kein Kanal— signal a~2 vorhanden, so daß das Kanalsynchronisationssignal des zweiten Kanalesund das des dritten Kanales aufeinanderfolgend auftreten, wobei ein Füllimpuls g nachfolgend auf das Codiersignal des dritten Kanales auftritt.

· Fig. 9 zeigt den Aufbau eines Decodierers (8 in Pig. 1) für das Signal, das in der beschriebenen Weise dem Zeitmultiplexverfahren unterworfen ist. Ein Teil des multiplex aufbereiteten Signales, das am Eingangsanschluß 42 empfangen wird, wird einem Synchronisationssignal-Trennschaltkreis 43 angelegt. Wie aus der in dem Zeitdiagramm der Fig. 10 dargestellten Betriebsimpulsform zu erkennen, führt der Synchronisationssignal-Trennschaltkreis 43 eine Integration durch. Dies geschieht mittels eines Integrierers 44, der die Vorder- oder Rückflanke des Eingangsimpulses als Startpunkte verwendet. Das integrierte Signal O_x. wird einem ersten und einem zweiten Komparator 45 und 46 zugeführt, die voneinander unterschiedliche Schwellwerte haben, wodurch Signale j ρ bzw. J₇, erhalten werden. Mit anderen Worten wird das Signal j ρ als Rahmensynchronisationssignal abgetrennt, während das Signal j^ ³^-S Kanalssynchronisationssignal abgetrennt wird. Diese Signale werden einem Zähler 47 angelegt und ermöglichen, daß dieser Gatter-Treiber-Signalefür die UND-Gatter 48-1, 48-2 und 48-3 erzeugt, die zusammen einen Decoder 50 bilden. Wird nämlich das Signal j_?

angelegt,, so wird das UND-Gatter 48-1 leitend und - wenn die Impulssignale von j-, aufeinanderfolgend angelegt werden, werden die UND-Gatter 48-2 und 48-3 sequentiell betätigt. Wenn der oben genannte Füllimpuls hinzugefügt wird, so wird der

-.20 -

Impuls j^ darauffolgend angelegt, nachdem das UND-Gatter 48-3, das dem letzten Kanal entspricht, betätigt wurde. Da sich allerdings der Ausgang des Zählers 47 nicht ändert, tritt auch keine Änderung bei dem Decodiervorgang auf. Die Schaltkreise 49-1, 49-2 und 49-3 werden dazu verwendet, das Signal jedes Kanales, der von den erwähnten UND-Gattern demultiplext wurde, in das ursprüngliche Signal umzuwandeln. Derartige Umwandlungsschaltkreise können durch verschiedene Konstruktionen realisiert werden. In dem Falle, bei dem das Signal gemäß den Regeln des Codewandlers 3 d-es beschriebenen Ausführungsbeispieles umgewandelt werden soll, kann das Signal leicht in das ursprüngliche Signal a umgewandelt werden, irudem das Ausgangssignal des UND-Gatters 48 dem Signal hinzugefügt wird, das um einen Zeitschlitz des oben erwähnten Übertragungstaktes verzögert ist. Das demultiplexte und rückumgewandelte Signal kann direkt als decodiertes Signal verwendet werden; ist es jedoch erforderlich, dieses Signal in Impulse mit gleichen VJiederholperioden umzuwandeln, w*z.B. die Impulse a-1, a-2 und a-3 in Fig. 2, so können die Kanalsignale a-1, a-2 und a-3 der I¹Ig. 2 von den Ausgangsanschlüssen 9-1, 9-2 und 9-3 reproduziert werden, in^jiem die Ausgangsimpulse der erwähnten Wandler 49-1, 49-2 und 49-3 in Pufferspeicher 52-1, 52-2 und 52-3 eingeschrieben werden, ein Taktsignal für jeden Kanal von Takt-Extrahierern 51-1» 51-2, 51-3 extrahiert wird , zur Bildung von Lese-impulsen,und jeder Impuls aus den genannten Pufferspeichern 52-1* 52-^2 und 52-3 ausgelesen wird.

Obwohl sich die obige Beschreibung mit Ausführungsbeispielen beschäftigt, bei denen der Multiplexvorgang entsprechend einer Anzahl aufeinanderfolgender Impulse ausgeführt wird, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß der Multiplexvorgang auch dadurch durchgeführt werden kann, daß man die Amplitude unterscheidet oder sonstige Möglichkeiten anwendet. Auch ist

offensichtlich, daß der gemäß der vorliegenden Erfindung in multiplexer Form gebrachte Impulszug mit herkömmlichen Signalen mit normalem binären Format in der Zeit-Multiplex-Anordnung in multiplexe Form gebracht werden kann.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung hervorragend wirksame Einrichtungen schafft, mit denen verschiedene digitale Signale multiplex behandelt werdenkönnen. Auch können asynchrone Übertragungssignale als O auch stoß- bzw. gruppenweise auftretende Signale (Stoßsignale) in multiplexe Form gebracht und übertragen werden. Hieraus läßt sich eine starke Vergrößerung der Systemflexibilität und eine Verringerung der Übertragungskosten erwarten.

Claims

ρα-π-νϊ-an.wälte·,,- * ■„„·„;„

SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MDNCHEN SO

POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 60, D-BOOO MÖNCHEN D5

HITACHI, LTD. 30. Juli 1981

DEA-25 514

ZSIT-MULTIPLEXEINRI CHTUNG

Patentansprüche

n} Zeit-Multiplexeinrichtung zur Übertragung von digitalen Signalen aus Signalquellen über eine Mehrzahl von Kanälen,

■dadurch gekennzeichnet , daß Zeitkomprimierkreise vorgesehen sind, welche die Zeitdauer der digitalen Signale für jede Rahmenperiode komprimieren, fernerhin, daß ein Zeit-Multiplexkreis vorhanden ist, welcher ein Rahmensynchronisier signal und ein Kanalsynchronisiersignal dem Ausgang der Zeitkomprimierkreise hinzufügt und eine Zeit-Multiplexierung ausführt, ferner, daß ein Codierkreis vorhanden ist, welcher das Ausgangssignal des Multiplexkreises in Intervalle von zwei benachbarten (Schritt)-Übergangspunkten codiert, ferner, daß eine Übertragungsleitung vorgesehen ist, die das Ausgangssignal des Codierkreises überträgt und daß ein Decodierkreis vorgesehen ist, der das über die Übertragungsleitung übertragene zeitmultiplexe Signal decodiert.

* U * » » ■» M I. rf V - -
2. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkomprimierkreis jede "1" und "0", die digitale Signale jedes Kanals sind, das Rahmensynchronisiersignal und das Kanalsynchronisiersignal in Impulssignale mit zwei Pegeln umwandelt, die aus Zeichen und Zwischenräumen mit einer Dauer eines ganzzahligen Vielfachen der Übertragungstaktperiode bestehen und wobei die Zeichen und Zwischenräume wechselseitig unterschiedliche aufeinanderfolgende- Anzahlen entsprechend der jeweiligen Signale haben.
3. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitkomprimierkreis ein Kreis ist, der die digitalen Signale "1" und "0" jedes Kanals in ein zweiwertiges Impulssignal umwandelt, wobei dieses Impulssignal eine solche Impulskombination darstellt, daß die aufeinanderfolgende Anzahl von Zeichen oder Zwischenräumen 1 (oder 2) bzw. 2 (oder 1) ist.
4-, Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz ei chnet , daß der Zeitkomprimierkreis ein Kreis ist, der einen ersten und einen zweiten lokalen Codewandlerkreis besitzt, die.jeweils einen Rahmenspeicher und einen Steuerkreis aufweisen, welcher die ersten und zweiten lokalen Codewandlerkreise zu einem Einschreiben der digitalen Signale jedes Kanals in den Rahmenspeicher und zu einer Umwandlung der eingeschriebenen Signale in einen Übertragungscode umschaltet.
5. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgeschwindigkeit derart festgelegt ist, daß sie der folgenden Beziehung genügt:

= cc ^f1 ^{+ £}2 ⁺ "· ^{+ f}n
^f0

wobei η die Anzahl von Kanälen,

f_Q die Übertragungstaktgeschwindigkeit,

f , fp ... f die Signaltaktgeschwindigkeit der einzelnen Kanäle, N-c, die Anzahl von Übertragungstaktimpulsen

innerhalb eines Rahmens,

IW₁ die Anzahl von Impulsen des Rahmensynchronisiersignals,

NqP die Anzahl von Impulsen des Kanalsynchronisiersignals und

06 das Inkrementverhältnis der Taktgeschwindigkeit aufgrund der Codeumwandlung ist.