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Einrichtung zur Korrektur von Stopf-Fehlern in einem
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Digitalsignal-Multiplexgerät Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Korrektur von Stopf-Fehlern im einen Eingangsgenerator, einen Demultiplexer
und eine Taktversorgung enthaltenden Empfangsteil eines Digitalsignal-Multiplexgeräts
einer höheren Hierarchiestufe.
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Ein derartiger Empfangsteil von Digitalsignal-Multiplexgeräten verschiedener
Hierarchiestufen ist in der Zeitschrift ntelcom report", 2 (1979), Beiheft "Digital-Übertragungstechnik",
Seiten 59 bis 64, insbesondere Bild 3 beschrieben.
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In den Digitalsignal-Multiplexgeräten aller Hierarchiestufen werden
die Signale in beiden Ubertragungsrichtungen digital - einmal bündeln und einmal
aufteilend - verarbeitet. Die Signale können untereinander plesiochron oder synchron
sein.
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Das ankommende Zeitmultiplexsignal wird im Schnittstelleneinschub
entzerrt, regeneriert und HDB3-decodiert.
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Ein Phasenregelkreis gewinnt den Takt aus dem ankommenden Signal zurück.
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Der anschließende Demultiplexer wertet das Rahmenkennungswort aus,
teilt das ankommende Zeitmultiplexsignal in vier Signale auf und verarbeitet die
Stopfinformation. Seine Synchronisierschaltung erkennt den Rahmenbeginn
des
Zeitmultiplexsignals; sie synchronisiert die empfangsseitige Taktversorgung, die
ihrerseits alle empfangsseitigen Taktabläufe steuert.
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Bei einer Störung gilt der Rahmensynchronismus erst dann als ausgefallen,
wenn viermal unmittelbar hintereinander fehlerhafte Rahmenkennungswörter des Obersystems
auftreten. Dadurch ist ausgeschlossen, daß schon ein einzelnes fehlerhaftes Rahmenkennungswort
zu einer Unterbrechung der Übertragung fahrt. Das WSderherstellen des Rahmensynchronismus
gilt als beendet, wenn in wenigstens drei aufeinanderfolgenden Rahmen fehlerfreie
Rahmenkennungswörter erscheinen.
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In der fernen Sendestelle wurden die Bitraten von vier plesiochronen
Einzelsignalen niedrigerer Ordnung an die des abgehenden Zeitmultiplexsignals höherer
Ordnung mittels des Positiv-Stopfverfahrens angepaßt, das in den CCITT-Empfehlungen
G.742 bis G.752 festgelegt ist.
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Für das zeitliche Verschachteln der vier Digitalsignale wird ein Pulsrahmen
verwendet, der für das gebündelte Digitalsignal eine Bitrate von mehr als dem vierfachen
Nennwert der Bitrate der Eingangssignale festlegt. Der Aufbau des Pulsrahmens für
ein 8,448-Mbit/s-Signal und für ein 34,368-Mbit/s-Signal zeigt Bild 2 der bereits
genannten Zeitschrift telcom report. In Fig.1 ist der erstgenannte und in Fgi. 2
der zweitgenannte Pulsrahmen wiedergegeben.
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Jeder der beiden Pulsrahmen ist in Abschnitte I bis IV unterteilt,
und enthält außer den Nutzinformationen Angaben für die Rahmenkennung, tiberwachung
und Taktanpassung. Am Anfang des Abschnitts I des Pulsrahmens werden ein Rahmenkennungswort
RKW und Service-Bits SB übertragen. Der Rest des Pulsrahmens ist den vier Einzelsignalen
vorbehalten, die bitweise berschachtelt werden. Dazu
kommen - ebenfalls
bitweise verschachtelt - Stopfinformationsbits St, die für jedes Einzelsignal zu
tbertragen sind. Dabei ergibt sich im Pulsrahmen für das 8,448-Mbit/s-Signal nach
Fig. 1 für jedes 2,048-Mbit/s-Signal eine Nutzinformation von maximal 206 Bits åe
Pulsrahmen.
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Im Nutzinformationspaket NI des Abschnitts IV sind die Bitpositionen
Nr. 5 bis Nr. 8 für den Stopfvorgang bestimmt; hier kann je Einzelsignal im Falle
des Stopfens ein Stopfbit anstelle eines Informationsbits übertragen werden.
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Aufgrund dieser Pulsrahmeneinteilung läßt sich je 2,048-Mbit/s-Signal
und je Rahmen eine Nutzinformation von 206 oder 205 Bits übertragen. Die jeweilige
Anzahl der in einem Pulsrahmen zu übertragenden Bits hängt von dem Verhältnis der
Bitrate des betreffenden Eingangssignals zur Bitrate des Multiplexsignals ab.
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Die innerhalb der Toleranzgrenzen frei beweglichen Werte der Einzelsignalbitrate
bestimmen das Verhältnis, in dem aufeinanderfolgende Pulsrahmen 206 oder 205 Informationsbits
aufnehmen. In den Abschnitten II, III und IV des Pulsrahmens werden die Stopfinformationsbits
jeweils in den Bitpositionen Nr. 1 bis Nr. 4 übertragen.
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Die Stopfinformation besteht aus einem 3-Bit-Kennwort, das in der
Gegenstelle aufgrund einer Mehrheitsentscheidung ausgewertet wird. Nach dem Kennwort
"000" folgt ein Informationsbit, nach dem Kennwort "111" II ein Stopfbit.
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Der Pulsrahmen für ein 139, 264-Mbit/s-Signal hat eine Länge von 2928
Bits und ist in sechs Abschnitte zu je vierhundertachtundachtzig Bits unterteilt.
Das Rahmenkennungswort und die Service-Bits umfassen die ersten
sechzehn
Bits; die Stopfinformation jeweils in den Bitpositionen Nr. 1 bis Nr. 4 der Abschnitte
II bis IV besteht aus einem 5-Bit-Kennwort.
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Der Mehrheitsentscheid über die Stopfkontrollbits St hat den Zweck,
daß selbst bei großen Fehlerquoten bei statistisch verteilten Bitfehlern die Stopfinformation
richtig ausgewertet wird, solange die Rahmensynchronisierung noch als richtig erkannt
ist. Die Auswertung der Stopfinformation wie auch die Prozedur der Rahmensynchronisierung
ist ebenfalls in den genannten CCITT-Empfehlungen festgelegt. Die Sicherung der
Stopfinformation durch Mehrfachauswertung der Stopfkontrollbits St versagt jedoch
bei Büschel störungen oder Kurzzeitunterbrechungen - beispielweise als Folge von
Beeinflussungsspannungen -, wenn die Kurzzeitunterbrechung länger als eine halbe
Rahmenperiode währt. Das sind beim Digitalsignal-Multiplexgerät 2/8 ungefähr 48
/us, bei Digitalsignal-Multiplexgerät 8/34 ungefähr 23 /us, beim Digitalsignal-Multiplexgerät
34/140 ungefähr 10 /us und beim Digitalsignal-Multiplexgerät 140/565 etwa 2,5 /,uns.
2 steht hier für 2,048 Mbit/s, 8 für 8,448 Mbit/s, 34 für 34,368 Mbit/s, 140 für
139,264 Mbit/s und 565 für 564,992 Mbit/s. Kurzzeitunterbrechungen der genannten
Länge führen niemals zu einem Ausfall des Rahmensynchronismus des Demultiplexers.
Sie führen jedoch mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 zu einer Fehlauswertung der
Stopfkontrollbits St. Der damit erzeugte Bitschlupf führt jedoch zum Synchronausfall
des betroffenen nachfolgenden Untersystems und eventuell vorhandener Unter-Untersysteme.
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Aus der DE-AS 25 47 771 ist bereits ein Verfahren bekannt, mit dem
die Auswirkungen einer Bitverfälschung der Stopfinformation längs der Ubertragungsstrecke
durch eine schnelle neue Synchronisation gemildert werden. Bei
dieser
wird beim erstmaligen Nichterkennen des Rahmenkennungswortes geprüft, ob dieses
beispielsweise um ein Bit vor- oder nacheilt. Wird ein solcher Zustand erkannt,
wird die Neusynchronisation durch sofortige Taktnachstellung bewirkt. Das Multiplexgerät
paßt sich zwar dem neuen Zeitraster schnell an und verteilt die Bits richtig auf
die Kanäle, jedoch ist eine Zeitstörung in allen Kanälen nicht zu vermeiden. Vereinfacht
ausgedrückt, wird lediglich der "DrehsMalter" des Demultiplexers veranlaßt, entweder
einen Kanal zweimal anzuschließen oder einen Kanal zu überspringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung anzugeben, die die
Folge von Büschelstörungen oder Kurzzeitunterbrechungen drastisch reduziert.
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Ausgehend von einer Einrichtung der einleitend geschilderten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Ausgang des Eingangsregenerators
und dem Eingang des Demultiplexers ein Schieberegister mit einem mit dem Taktausgang
des Eingangsregenerators verbundenen Takteingang und mit einem Steuereingang vorgesehen
ist und daß eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist, die das zeitrichtige Auftreten
oder eine Verschiebung von + 1 Bit des Rahmenkennungswortes des Obersystems überwacht,
deren Eingang mit dem Ausgang des Schieberegisters, deren Takteingang mit der Taktversorgung,
deren Korrektursignalausgang mit dem Korrektursignaleingang des Schieberegisters
und deren Taktanpassungssignal-Ausgang mit einem Taktanpassungssignal-Eingang der
Taktversorgung verbunden sind.
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Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß das durch Bitschlupf verfläschte
Zeitmultiplexsignal bereits an der Quelle der Störung korrigiert werden kann, so
daß sich ein Eingriff an dem "Drehschalter" des Demultiplexers erübrigt.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher
erläutert.
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Die Einrichtung enthält einen Eingangsregenerator 1, ein Schieberegister
2, einen Demultiplexer 3, eine Taktversorgung 4 und eine Synchronisiereinrichtung
5. Unter Taktversorgung 4 ist ein nachziehbarer Oszillator (VCO) mit Phasendiskriminator
zu verstehen.
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Das ankommende Zeitmultiplexsignal wird im Eingangsregenerator 1 regeneriert
und huber das Schieberegister 2 zum Demultiplexer 3 geführt. Am Ausgang des Schieberegisters
2 ist eine Synchronisiereinrichtung 5 angeschlossen, die das zeitrichtige Auftreten
des Rahmenkennungswortes des Obersystems oder eine Verschiebung des Rahmenkennungswortes
um + 1 Bit überwacht. Tritt eine derartige Verschiebung auf, so sendet die Synchronisiereinrichtung
5 ein Taktanpassungssignal zur Taktversorgung 4, das dort die Taktanpassung bewirkt.
Erfolgt eine Taktanpassung, so sendet die Synchronisiereinrichtung 5 ein Korrektursignal
zum Schieberegister 2.
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Die Auslesung aus dem Schieberegister 2 wird dadurch derart gesteuert,
daß sie um ein Bit verzögert wird, wenn das Rahmenkennungswort mindestens einmal
nicht in seinem Sollzeitabschnitt sondern in einem um ein Bit zu früheren Zeiten
hin (negativ) verschobenen Zeitabschnitt'erkannt wird. Andererseits erfolgt die
Auslesung um mindestens 1 Bit früher, wenn das Rahmenkennungswort mindestens einmal
in einem um ein Bit zu späteren Zeiten hin (positiv) verschobenen Zeitabschnitt
erkannt wird. Hierdurch wird der Rahmen nach einem Bitschlupf wieder in die richtige
Zeitlage verschoben.
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3 Figuren 1 Patentanspruch