DE3130170C2

DE3130170C2 - Zeit-Multiplexeinrichtung

Info

Publication number: DE3130170C2
Application number: DE3130170A
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: 1984-05-30
Also published as: JPS5731247A; DE3130170A1; JPH0251305B2; US4410980A

Abstract

Bei einem Zeit-Multiplex-System zur Mehrfachausnutzung einer Vielzahl von Kanälen mit wechselseitig unabhängigen Bitgeschwindigkeiten besteht die Verbesserung darin, daß Impulssignale jedes Kanales zu Codes umgewandelt werden, so daß die Information "1 durch einen Impuls mit einer Breite von zwei aufeinanderfolgenden Übertragungstaktperioden ("0,0 oder "1,1) dargestellt wird, während die Information "0 durch einen Impuls dargestellt wird, der die Breite einer einzigen Übertragungstaktperiode ("0 oder "1) hat, wobei die Polaritäten benachbarter Impulse stets voneinander verschieden sind. Die Impulssignale werden zeitlich in einer Rahmeneinheit komprimiert. Ein Rahmensynchronisationssignal und ein Kanalsynchronisationssignal, die jeweils aus Zeichen oder Zwischenräumen bestehen, die eine Dauer von mindestens drei aufeinanderfolgenden Übertragungstaktperioden haben, werden den Intervallen zwischen den zeitkomprimierten Rahmen hinzugefügt, wodurch die Zeitmultiplex-Verarbeitung durchgeführt wird.

Description

_Nf-_a N_F+NfF+ (B-I)N_CP

Jo
wobei

die Anzahl von Kanälen,

die Übertragungstaktgeschwindigkeit,

die Signaltaktgeschwindigkeit der einzelnen Kanäle,

die Anzahl von übertragungstaktimpulsen innerhalb eines Rahmens,

die Anzah'i von Impulsen des Rahmensynchronisiersignals.

die Anzahl von Impulsen des Kanalsynchronisiersignals und

das Inkrementverhälmis der Taktgeschwindigkeil aufgrund der Codeumwandlung ist.

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Il Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zeit-Multiplexeinrichtung zur Übertragung von asynchronen

B Signalen unterschiedlicher Bitrate aus einer Mehrzahl von Kanälen entsprechend dem Oberbegriff des Patent-

% anspruches 1.

Il Es ist bekannt, digitale Signale aus mehreren Quellen in zeitmultiplexer Form zu übertragen. Bei Übertragung

|| 45 von digitalen Signalen über mehrere Kanäle müssen diese jedoch entweder dieselbe Bitgeschwindigkeit aufwei-

■;i sen 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

U bisher bekannten Übertragungssystemen mit zeitmultiplexer Übertragung können somit nur begrenzte Arten

;5 von Signalen in eine multiplexe Form gebracht werden, was dazu führt, daß die verwendeten Gerätschaften

if so exklusiv für ein bestimmtes System ausgelegt werden müssen, während ihre Verwendung für andere Systeme

& mit anderen Taktgeschwindigkeiten nicht möglich ist.

t'l Andererseits sind in neuerer Zeit sehr billige Übertrag'mgsleitungen in Form von Glasfaser-Übertragungslei-

;;,'. tungen bekanntgeworden, die äußerst hohe Bitgeschwindigkeiten zulassen. Demzufolge sind die Anforderungen

|: an die Übertragung verschiedenster Signale von verschiedenen Signalquellen und an Signalprozessoren wie

v; 55 Elektronenrechner sehr streng geworden. Mit Hilfe des zeitmultiplexen Verfahrens können dabei die verschie-

: ■' densten Signalkanäle zusammengefaßt werden, um auf diese Weise ein sehr flexibles und ökonomisches Nach-

::'■ richtennetz zu schaffen.

' Aus der DE-OS 21 32 004 ist eine Zeitmultiplexeinrichtung bekannt, bei der zur Übertragung von digitalen

^; Signalen unterschiedlicher Bitrate Zeitkomprimierkreise verwendet werden. Bei diesem System werden den

60 ankommenden Signalen Zeitlagenzuteilungssignale und den abgehenden Signalen Zeitlagennummern zugewiei sen, die auf die Übertragungsgeschwindigkeit hin der ankommenden Signale bezogen sind.

Bei einer in der DE-OS 30 22 856 beschriebenen Zeitmultiplexvorrichiung werden mehrere asynchrone Digitalsignale in einem Speicher zwischengespeichert. Die Synchronisier- und Taktanpassungsinformation wird dadurch hinzugefügt, daß die am Eingang anstehenden Signale bei der Eingabe in den Zwischenspeicher 65 entsprechend der Taktabwcichiing blockweise sortiert werden.

Neben der bei diesen bekannten Vorrichtungen durchgeführten Umwandlung der entsprechenden Signale

von einer Mehrzahl um asynchronen Kanülen in synchrone digitale Signale ist weiterhin die Verwendung von

> l"lbcniagiingsleitiiii)!cn erlordcilkh.die .in ilieTakigesdnviiuligkeiieii iler speziellen Anwendung angepiiUi sind.

Beides führt zu vielen praktischen Schwierigkeiten.

Zur Überwindung dieser Probleme schlugen die Erfinder der vorliegenden Anmeldung eine Übertragungstechnologie vor (vgL EP-A-80 100 765 mit dem Titel: »digital signal transmission system«), 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 ic 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 Stoßsignale, beispielsweise Alarmsignale, nicht multiplex übertragen werden können.

Es ist dementsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zeitmultiplexeinrichtung, mit der eine Vielzahl von digitalen Signalen von beliebigen Taktgeschwindigkeiten in multiplexe Form gebracht und unabhängig von ihrer Taktgeschwindigkeit übertragen werden, so auszugestalten, daß auch stoßförmige Signale zeitmultiplex verarbeitet werden können. Dabei soll die Signalübertragung unter Verwendung von regenerativen Wiederholeinrichtungen ausgeführt werden, und ferner soll auch möglich sein, empfangene Signale zu demultiplexer

Diese Aufgabe wird mit einer Zeitmukipiexeinrichtung geiöst, die die im Patentanspruch ", angegebenen Merkmale besitzt

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeit-Multiplexeinrichtung wird jedes digitale Signal innerhalb einer vorbestimmten Periode (im folgenden »Rahmenzeit« genannt) in zeitkomprimierte digitale Signale umgewandelt; ein Rahmensynchronisationssignal oder ein Kanalsynchronisationssignal wird dem zeitkomprimierten digitalen Signal zur Identifikation hinzugefügt, und es werden innerhalb der Rahmenzeit die zeitkomprimierten digitalen Signale im Zeitmultiplex verarbeitet Zur Vereinfachung eines Demultiplexers sind erfindungsgemäß die Rahmensynchronisationssignale und die Kanalsynchronisationssignale als auch die ursprünglichen Informationssignale (»0« und »!«) so codiert, daß sie aus Zeichen oder Pausen bestehen, deren Dauer gleich einem ganzzahügen Vielfachen der Periode des Übertragungstaktes ist, dieses ganzzahlige Vielfache jeweils vom Wert der digitalen Signale, die im Rahmenoder Kanalsynchronisationssignal abhängt, und daß Zeichen und Pausen wechselseitig aufeinanderfolgen. Anschließend kann dann die Zeitkompression und die Multiplexverarbeitung ausgeführt werden.

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.

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 Codeumw andlung mögüch, Signale aus einer Vielzahl von kontinuierlichen Signalen mit beliebigen Taktgeschwindigkeiten als auch stoßweise auftretende Signale leicht in multiplexe Form zu bringen und zu übertragen.

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

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild des gesamten Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines Zeit-Multiplex-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig.2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der zeitmultiplexen Verarbeitung bei dem erwähnten Ausführungebeispiel;

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

F i g. 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 Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel anwendbar ist;

F i g. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltkreises der F i g. 6;

F i g. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Verarbeitungsprozedur bei Stoß-Signalen;

Fi g. 9 ein Blockschaltbild eines Demultiplexer-Schaltkreises, der bei dem Zeit-Multiplex-System der vorlie- to genden Erfindung anwendbar ist; und

Fig. 10 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines synchronisierendenTrenn-Schaltkreises43 bei dem Demultiplex-Schaltkreis der F i g. 9.

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

Digitale Signale a., 32 und aj von drei verschiedenen Kanälen mit unterschiedlichen Taktgeschwindigkeiten (Ti, /2, /3) werden über Eingangsanschlüsse 1-1, 1-2 bzw. 1-3 lokalen Codeumwandlern 3-1, 3-2 und 3-3 zugeführt.

Diese digitalen Signale können entweder NRZ-Signaie mit zwei Pegeln (non-return-tozero) oder RZ-Signale mit zwei Pegeln sein, wobei die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele sich auf die Verwendung digitaler NRZSignale mit zwei Pegeln bezieht. Der Ausdruck »unterschiedliche Taktgeschwindigkeiten« bedeutet hier nicht, daß sich jede Taktgeschwindigkeit ändert, sondern bedeutet, daß die Taktgeschwindigkeiten der entsprechenden ursprünglichen Signale asynchron sind.

An den Codeumwandler werden Taktsignale 6-1, 6-2 und b-3 jedes Kanals von Taktsignal-Extrahierern 2-1, 2-2 und 2-3 angelegt sowie ein Übertragungstaktsignal C aus einer Übertragungstaktsignalquelle 4, Rahmensignale d, e2 und ej, 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

ίο Ausgangssignale g\, gi und gj. Diese Ausgangssignale werden über einen Multiplexer 5 in ein Zeit-Multiplex-Übertragungssignal /»umgewandelt.

Das Übertragungssignal wird über eine Leitung 6 einem Decodierer 8 eines Empfangsteiles 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 »Demuliipiex-Signale« (d. h. Signale bei denen die Multiplexbildung aufgelöst ist) der entsprechenden Kanäle an seinen Ausgangsanschlüssen 9-1,9-2 und 9-3 aus.

F i g. 2 zeigt den Zustand der Signale in einer Rahmenperiode des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles. Die ursprünglichen digitalen N RZ-Kanalsignale :i\, ,·?; und λ ι werden gemäß den nachfolgenden Regeln Code-gewandeit. Ein Eingangsinformaiionssignai »i« wird in zwei aufeinanderfolgende Zeichen öder 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 als die Taktgeschwindigkeit jedes ursprünglichen Kanales, werden die Signale nach der Umwandlung zu zeitkomprimierten Impulsströmen führen, wie sie in der Zeichnung mit g\2 dargestellt sind. Zur Identifizierung der entsprechenden Rahmen ist diesem Signal ein Rahmensynchronisationssignal gu hinzugefügt, wodurch ein Ausgangssignal g\ erzeugt wird. Der gleiche Vorgang wird für die Kanalsignale t. 2 und a-3 mittels der lokalen Codewandler 3-2 bzw. 3-3 durchgeführt, so daß man Ausgangssignale g₂ und gj erhält. Da g\ in diesem Falle für eine Rahmenidentifizierung hinzugefügt ist, werden ebenfalls Kanalsynchronisationssignale gi\ bzw. #31 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:

N_F+N_n,+ (n-\) N_CP

/0
wobei

η die Anzahl der multiplex zu übertragenen Vielzahl von Kanälen

in die Übertragungstaktgeschwindigkeit.

ft. fz f_nd\e Signaltaktgeschwindigkeit jedes ursprünglichen Kanales,

4-5 Nf die Anzahl der Übertragungstaktimpulse in einem Rahmen,

/Vfv die Anzahl von Impulsen eines Rahmen-Synchronisationssignales,

Ncp die Anzahl der Impulse des Kanal-Synchronisationssignales, und

λ das Inkrementverhältnis der Taktgeschwindigkeit aufgrund der Codeumwandlung ist.

Folglich gilt:

^/o - ^a

I - Ti_n. - (η -wobei

Für λ = 1,5, /Vf = 5! 2. N«> = 7. Λ/ο> = 5 und π = 10 gilt:
f., = 1.67 Cf H- fi + ... + Λ).

In Γ ig. 1 /eiyt ein mit dem Be/ugs/eichen 10 bezeichneter Block eine Einrichtung, die Kanalfüllimpulse

r- hm/üfiiKt. Diese i'nirichiiing bzw. üieser Schaltkreis erzeugt zur Zeiteinsieiiung einen KfirialfOllimpuls. wenn eine Rahmen/eil tines Kanales länger ist als die Summe der oben genannten umgewandelten Signale ju'i. g.· und i.¹·) und lügt /eichen und/oder Zwischenräume hinzu, die die gleiche aufeinanderfolgende Anzahl haben wie beispielsweise das Künalsynchronisationssignal^iodcr^n·

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Codcwandlers 3-1 (hier als »lokaler Codewandler« bezeichnet) für den ersten Kanal der F i g. 1, während F i g. 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 wesentlicher 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 Ein«»?ngsanschluß 11 zugeführt wird, so schaltet ein Umschalt-Schaltkreis 14 den Fluß des Signales a-1 und dessen Taktsignales Zj-I zu dem anderen Wandler um und schaltet auch den Speicher auf den anderen Wandler um. Dieser Umschaltvorgang wird im wesentlichen für jede Rahmenperiode durchgeführt. Beispielsweise schaltet der Umschalt-Schaltkreis 14 das Signal a-1 und das Taktsignal b-\ während der Rahmenzeit t\ — U 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-\ an einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 30 angelegt, der die Bitzahl des gespeicherten Signales a-1 zählt.

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 fi an den Fingangsanschluß 11 angelegt wird, so schaltet der Umschalt-Schaltkreis 14 das Signal a-1 und das Taktsignal 6-1 zudem Wandler 3-1-2 um und setzt ein Trigger-Flip-Flop 15, so daß Pirn eingeschalteten Zustand ist.

Der Ausgang F' 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.

Ein UND-Gatter 21 wird für diese Initialisierung verwendet. Über einen Eingangsanschiuß 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. Nach dem die Initialisierung ausgefü'rt ist, wird von einem Differenzierglied 24 in einer später beschriebenen Weise ein Initialisierimpuls erfaßt und das Flip-Flop 32 wird von dem erfaßten Ausgangssignal zurückgesetzt.

F i g. 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, was den Durchgang eines schnellen Taktsignales Pi ermöglicht. Durch den genannten Ausgang c/3 des UND-Gatters 21 (der der gleiche ist wie Pi) wird der Speichor 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 verscho- -to ben 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 gw in F i g. 2 (oder um 5 Schlitze zur Erzeugung der Zeitbreite des Kanals-Synchronisationssignales) zu erzeugen und wird zu dem Signal qi umgewandelt. Das Signal qi und das Übertragungstaktsignal C, das dem Eingangsanschluß 13 zugeführt wird, werden dem UND-Gatter 20 zugeführt. Der Ausgang p₄ dieses UND-Gatters 20 wird als ein Eingang den UND-Gattern 22 und 26 zugeführt. Der Ausgang des genannten Speichers 10 wird einem weiteren Eingangsanschiuß 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 1,5fache 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 f₉ 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 Pa wird dem UND-Gatter 20 nach dem Zeitpunkt fs zugeführt. Ein Impulssignal dessen Periode doppelt so lang ist wie die des Übertragungstaktes erscheint am Ausgang des Trigger-s.-tigen 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 l,5fache 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 »0« 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 ig— fio in F i g. 5 zeigt die

Impulse, wenn die in dem Speicher 10 gespeicherten Signale »0100 100« sind, was dem Kanalsignal a-1 in

F i g. 2 entspricht.

5 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/Abwärls-Zählers 30 um diese Zahl verringert wird. Wenn der Zähler 30 zu einer »0«

>■:· gelangt is», wird ein Codierbeendigungssignal erzeugt. Dieses Signal wird durch einen Impulsformer 31 geleitet

und zu einem Impuls pt, geformt, der das Flip-Flop 16 zurücksetzt. Wenn die Zufuhr des Taklimpulses durch das λ ίο Gatter 20 blockiert ist, so «>ird der Codiervorgang gestoppt und gleichzeitig das Rahmensignal e-2 als Codierstartsignal eines (nicht dargestellten) Codewandlers 3-2 des zweiten Kanales angelegt. In gleicher Weise wird in dem (nicht dargestellten) Codewandler 3-3 des dritten Kanales eine Codierung durchgeführt; nachdem der weiter unten zu beschreibende Füllimpuls hinzugefügt wurde, wird dann durch den Block 3-1-2 des Codewandlers des ersten Kanales zum Zeitpunkt ΐΆ—h der F i g. 4 eine Codierung als darauffolgender Rahmen durchge-15 führt, und zwar in gleicher Weise wie bei dem Codewandler 3-1-1 in F ig. 3.

Allgemein ist die Rahmenperiode (Zeit oder 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 unterschie-

; 20 den werden kann.

F i g. 6 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles eines Füllimpuls-Hinzufügungs-Schaltkreises zu die- ψ. sem Zweck.

*' Ein Endsignal Pt, das dann erzeugt wird, wenn die Codierung des letzten Kanales eines Rahmens vollständig

'Ά ausgeführt ist, wird dem Setzanschluß eines Flip-Flops 35 über einen Eingangsanschluß 32 zugeführt und macht

β 25 das UND-Gatter 36 leitend. Das UND-Gatter 36 erlaubt den Durchtritt eines Übertragungstaktimpulses C, der

ί an dem Eingangsanschluß 12 gelegt ist und betätigt sequentiell ein Schieberegister 37. Das Schieberegister 37

.$ speichert eine 10-Bit-Information, d.h. »0000011111«, die von dem Ausgangstaktsignal des erwähnten UND-

,vf Gatters 36 umlaufend verschoben wird. Wenn diese Impulsfolge durch ein Differenzierglied 41 gelangt, so wird

!;'■ am Ausgangsanschluß 34 ein Impuls A erzeugt, dessen Periode das 5fache der Periode des Übertragungstaktes

jo ist. Andererseits wird das Signal Piodem Setzanschluß des Flip-Flops 39 über das Differenzierglied 38 zugeführt, an dessen Anschluß 11 das Rahmensteuersignal d-\ der Fig.4 angelegt wird. Folglich erlaubt es nach dem Zeitpunkt tu, zu dem das UND-Gatter 40 leitend wird, den Durchtritt eines Ausgangsimpulses Pm (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 Codierstartsignal e-1 des Codeumwandler des Kanales wird über den Aus-

35 gangsanschluß 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 einge-

¹T setzt, der die Sfache Periode im Vergleich zu der des Übertragungstaktes hat, wodurch diese Zeit gesteuert wird.

i,i Dieses Merkmal ist von wesentlicher Bedeutung für die Übertragung eines Stoßsignales, wie nachfolgend

i:. beschrieben wird.

ii 40 F i g. 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 F i g. 1

f] vorhanden ist (obwohl dieses »Stoßsignal« tatsächlich aus digitalen Signalen mit den Bits »0« und »1« besteht,

i; sind diese Signale der einfacheren Darstellung halber als schraffierte Linien dargestellt) und erscheint in einer

f< Periode, die in einem 3-Rahmen-Intervall enthalten ist, wie in dem mit den gestrichelten Linien in F i g. 8 a

£; 45 dargestellten Teil zu erkennen. Wenn diese Signale in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in zeit-mul-

ff tiplexe Form gebracht werden sollen, so werden sie in ein Signal Λ umgewandelt Das Symbol gf stellt ein

if Rahmensynchronisationssignal dar, während ein schraffiert abgebildeter Impuls ein Kanalsynchronisationssi-

ιί; gnal des zweiten Kanales ist. Da das von den Stoßsignalen besetzte Intervall in den Rahmen ff ι und tF3 klein ist,

f« verbleibt ein Zeitraum, wenn das Codieren der drei Kanäle beendet ist, so daß die oben genannten Füllimpuls

i!~ so hinzugefügt wird. In dem Rahmen γμ ist kein Kanalsignal a-2 vorhanden, so daß das Kanalsynchronisationssi-

■^:j gnal des zweiten Kanales und das des dritten Kanales aufeinanderfolgend auftreten, wobei ein Füllimpuls g_s

Ö nachfolgend auf das Codiersignal des dritten Kanales auftritt.

ξ0 F i g. 9 zeigt den Aufbau eines Decodieren (8 in F i g. 1) für das Signal, das in der beschriebenen Weise dem

Iß Zeitmultiplex-Verfahren unterworfen ist. Ein Teil des multiplex aufbereiteten Signales, das am Eingangsanschluß

,«j 55 42 empfangen wird, wird einem Synchronisationssignal-Trennschaltkreis 43 angelegt Wie aus der in dem

i| Zeitdiagramm der Fig. 10 dargestellten Betriebs-Impulsform zu erkennen, führt der Synchronisationssignal-

^!j§ Trennschaltkreis 43 eine Integration durch. Dies geschieht mittels eines integrierers 44, der die Vorder- oder

fi Rückflanke des Eingangsimpulses als Startpunkte verwendet. Das integrierte Signal j\ wird einem ersten und

|fj einem zweiten Komparator 45 und 46 zugeführt, die voneinander unterschiedliche Schwellwerte haben, wo-

'i to durch Signale j? bzw./) erhalten werden. Mit anderen Worten wird das Signal j2 als Rahmensynchronisationssi-

jj| gnal abgetrennt, während das Signal/j als Kanalsynchronisalionssignal abgetrennt wird. Diese Signale werden

M einem Zähler 47 angelegt und ermöglichen, daß dieser Gattcr-Treiber-Signale für die UND-Gatter 48-1, 48-2

ύ und 48-3 erzeugt, die zusammen einen Decoder 50 bilden. Wird nämlich das Signal /> angelegt, so wird das

'8 UND-Gatter 48-1 leitend und — wenn die Impulssigns'e von j, aufeinanderfolgend angelegt werden, werden die

b5 UND-Gatter 48-2 und 48-3 sequentiell betätigt. Wenn der oben genannte Füilimpuls hinzugefügt wird, so wird der Impuls/) 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

erw-'.hnten UNI)-( !intern cleniiilliplexl wurde, in dns ursprüngliche Si)MUiI iini/iiwainlcln. Denn lige ihmvaiul lungsscluilikreise können durch verschiedene Koiisiniktioneu realisiert werden. In ileni Falle, bei dem ilas Signal gemäß den Regeln des Codewandlers 3 des beschriebenen Ausfülirungsbeispielcs umgewandelt werden soll, kann das Signal leicht in das ursprüngliche Signal a umgewandelt werden, indem das Ausgangssignal des UND-Gatters 48 dem Signal hinzugefügt wird, d^as 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 Wiederholperioden umzuwandeln, wie z. B.'die Impulse a-1, a-2 und a-3 in Fig. 2, so können die Kanalsignale a-l. a-2 und a-3 der Fig. 2 von den Ausgangsanschlüssen 9-1,9-2 und 9-3 reproduziert werden, indem 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 de·· 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 normalen binären Format in dei Zeit-Multiplex-Anordnung in multiplexe Form gebracht werden kann.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung hervorragend wirksame Einrichtung schafft, mit denen verschiedene digitale Signale multiplex behandelt werden können. Auch können asynchrone _'u Übertraglingssignale als 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.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zeit-Multiplexeinrichtung zur Übertragung von asynchronen digitalen Signalen unterschiedlicher Bitrate aus Signalquellen auf einer Mehrzahl von Kanälen, bei der Zeitkomprimierkreise vorgesehen sind, die die

5 Zeitdauer der digitalen Signale für jede Rahmenperiode komprimieren und die einen Zeit-Multiplexkreis aufweist der dem Ausgangssignal der Zeitkomprimierkreise ein Rahmensynchronisationssignal und ein Kanalsynchronisationssignal hinzufügt und der eine Zeitmultiplexierung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkomprimierkreise und der Zeitmultiplßxkreis derart aufgebaut sind, daß die digitalen Signale »1« und »0« der Signalquellen, das Rahmensynchronisationssignal und das Kanalsynch-onisa-

10 tionssignal jeweils in Signale umgewandelt werden, die aus Zeichen Pausen bestehen, deren Dauer oder gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Periode des Obertragungstaktes ist, dieses ganzzahlige Vielfache jeweils vom Wert der digitalen Signale, dem Rahmen- oder Kanalsynchronisationssignal abhängt, und Zeichen und Pausen wechselseitig aufeinanderfolgen.

2. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der Zeitkomprimierkreis ein 15 Kreis ist, der die digitalen Signale »1« und »0« jede·= Kanals in ein zweiwertiges Impulssignal umwandelt, wobei dieses Impulssignal eine solche Impulskombination darstellt, daß die aufeinanderfolgende Anzahl von Zeichen und Pausen 1 und 2 oder 2 und 1 ist.

3. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Zeitkomprimierkreis ein Kreis ist, der einen ersten und einen zweitsn lokalen Codewandlerkreis besitzt, die jeweils einen Rahinen-

20 speiche: 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.

4. Zeit-Multiplexeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgeschwindigkeit derart festgelegt ist, daß sie der folgenden Beziehung genügt: