DE3204228A1 - Synchronisiereinrichtung fuer eine digitale fernmeldeanlage, insbesondere fuer eine ueber eine fernsprechleitung angeschaltete fernmeldeendstelle - Google Patents
Synchronisiereinrichtung fuer eine digitale fernmeldeanlage, insbesondere fuer eine ueber eine fernsprechleitung angeschaltete fernmeldeendstelleInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA e\ Ό 3 2 16 DF
Synchronisiereinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage, insbesondere für eine über eine Fernsprechleitung angeschaltete Fernmeldeendstelle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisiereinrichtung
für eine digitale Fernmeldeanlage, insbesondere für eine über eine Fernsprechleitung angeschaltete
Fernmeldeendstelle, zur Steuerung der Aussendung serieller Daten in einer vorbestimmten Zeitfolge in Abhängigkeit
eines Zeittaktes, derart, daß aus mehreren Wörtern zusammengesetzter Pulsrahmen gebildet werden, wobei ein
erstes Wort in einem binären Synchronisierungscode zur
Wiedererzeugung einer fortlaufenden seriellen Datenfolge und in einem Signalisierungscode zur Ermöglichung von
Steuerfunktionen in der digitalen Fernmeldeanlage und wobei zumindest ein weiteres Datenwort in einem Binärcode
vorgesehen ist und daß die Synchronisierungseinrichtung
mit der Empfangsseite der Fernsprechleitung zur Wiedergewinnung ausgerichteter, aufeinanderfolgender
Pulsrahmen mit jeweils seriellen Datenfolgen verbunden ist.
Periphere Einrichtungen, die an einer digitalen Fernmeldeanlage über eine Übertragungsleitung für doppeltgerichteten
Verkehr angeschlossen werden, sind beispielsweise TeilnehmerStationen und Vermittlungsstationen
oder auch Datenendgeräte, welche über die Übertragungsleitung sowohl Sprache als auch andere Informationen
austauschen.
Bei bekannten Übertragungsverfahren für digitale Daten ist die Übertragung eines gesonderten Taktes, der mit
■ . * . Bi? 82 1 6 DE
dem Systemtakt zu synchronisieren ist, nicht erforderlich,
sondern werden Möglichkeiten zur Wiedererzeugung
der Systemtaktpulse aus den übertragenen Daten verwendet.
Bei diesen bekannten digitalen Fernmeldeendstellen können aber nicht digitale Daten über unterschiedliche
Kanäle· empfangen werden und insbesondere auch nicht in einem einzigen Pulsrahraen.
Bei bekannten digitalen Fernmeldesystemen sind zwei Möglichkeiten zur Übertragung von Informationen ausreichender
Übertragungsqualität in beiden Richtungen verwendet. Bei dem einen möglichen System sind eine
Vielzahl von Übertragungsleitungen als getrennte Kanäle zur Übertragung von Sprache oder von anderen digitalen
Daten in beiden Richtungen und zur Übertragung von Signalen und von Synchronisierungssignalen vorgesehen.
Bei diesem bekannten System ist für die Übertragung der notwendigen Gleichstromleistung zumindest ein zusätzliches
Leitungspaar erforderlich. Bei dem anderen möglichen Übertragungssystem werden die in beiden Richtungen
zu übertragenen Informationen abwechselnd in einem sogenannten Getrennt-Lage-^erfahren übertragen. ■
Dies bedeutet, daß die Übertragungsleitung abwechselnd für Senden bzw. zum Empfangen benutzt wird.
Da über die Übertragungsleitung nicht nur Dateninformationen und Sprachinformationen,sondern auch andere
Steuerinformationen wie beispielsweise Signale für die Steuerung von Kennzeichnungselementen der Fernmeldeendstelle
und Synchronisierungsinformationen zwischen der peripheren Fernmeldeendstelle und der Fernmeldeanlage
übertragen werden müssen, muß die Signalübertragung derart organisiert werden, daß Steuerinformationen
gleichzeitig ohne zusätzliche Adern über die Übertragungsleitung gesendet werden können.
'81 P 8 2 1 6 DE
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Synchronisierungseinrichtung für eine digitale
Fernmeldeanlage zu bilden, welche die Auswertung zusätzlich· übertragener Synchronisierungsinformationen
und zusätzlicher Signale,parallel übertragener Sprach- und Dateninformationen und -hu dem einfacher und
zuverlässiger ermöglicht. Eine solche Synchronisierungseinrichtung muß die auszuwertenden Informationen
unter Steuerung einer Systemtaktfolge ohne Zerstörung übertragener Informationen ermöglichen.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Synchronisierungseinrichtung
ein die über die Übertragungsleitung ankommenden, seriellen Daten in einem Parallelcodeiimsetzender
Serien-Parallel-Umsetzer enthält, der über ein logisches Synchronisierungsnetzwerk und über eine
nachfolgende Verzögerungsanordnung einem zugeordneten Zeitkanalgenerator jeden zweiten Pulsrahmen ein Synchroni
sierungssignal liefert, so daß an unterschiedliehen Ausgängen des Zeitkanalgenerators die Zeitdauer
der Weitergabe eines jeweiligen Datenwortes eines Pulsrahmens kennzeichenbar ist.
Dadurch, daß jeden zweiten Pulsrahmen ein Synchronisierungssignal
geliefert werden muß, kann die Wirksamkeit des SynchronisierungsStromkreises dadurch vereinfacht
werden, daß abwechselnd ein nichtinvertierter und ein invertierter Synchronisierungscode in aufeinanderfolgenden
Pulsrahmen der seriellen Datenpulsfolge vorgesehen wird. Die Synchronisierungseinrichtung
ist hierdurch sehr vereinfacht.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Serien-Parallel-Umsetzer für eine Kapazität jeweils
weist
eines Wortes in einem Pulsrahmen ausgebildet und/ein
mit der ankommenden Leitung in Verbindung stehender
Eingang für serielle Daten, ein Takteingang, der mit der Systemtaktpulsleitung verbunden ist und eine Vielzahl
von parallelen Datenausgängen auf,, d.
· ■ mit dem Synchronisierungsnetzwerk
mit parallelen Eingängen, die jeweils mit einem entsprechenden Ausgang der parallelen Datenausgänge
des Serien-ZParallel-Urasetzers verbunden sind und wobei
über einen ersten und einen zweiten Ausgang des Synchronisierungsnetzwerkes ein erstes und ein zweites
Steuersignal dann auftritt, wenn bei einem bestimmten Zustand an den genannten, parallelen Datenausgängen
des Serien-/Parallel-Umsetzers ein Synchronisierungscode
in Form einesnormalen Synchronisierungsbitmusters
bzw. ein invertiertes Synchronisierungsbitmuster auftritt.
Auf diese Weise ist am Ausgang des Synchronisierungsnetzwerkes
die Erzeugung einer Vielzahl von Steuer-Signalen zur Kennzeichnung der.einzelnen Bitwörter,
die in einem Pulsrahmen enthalten sind, möglich. Auf diese Weise können außer Synchronisierungsinformationen,
Signale und Sprachinformationen auch zusätzliche Dateninformationen bzw. zusätzliche Sprachinformationen
übertragen werden. Für die zusätzliche Übertragung von Informationen sind keine zusätzlichen Adernpaare erforderlich.
Alle Informationen können in einem einzigen Pulsrahmen übertragen werden.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung leitet das Synchronisierungsnetzwerk das erste Steuersignal
Zeitschaltmitteln zur Verzögerung dieses Signales für eine Zeitdauer, die mit der Zeitdauer übereinstimmt,
die für den Empfang eines Pulsrahmens erforderlich ist,
zu und wobei diese Mittel zur Verzögerung des ersten
^ ^ %\? 82 16 DE
Steuersignales mit einem UND-Gatter verbunden sind, welches einen ersten und einen zweiten Eingang,
sowie einen Ausgang für die Erzeugung eines Synchronisierungssignales
aufweist und wobei dieses Synchronisierungssignal jeden zweiten Pulsrahmen abgegeben wird
und das UND-Gatter mit seinem ersten Eingang mit den Mitteln zur Verzögerung des Steuersignales und mit dem
zweiten Eingang zum zweiten Ausgang des Synchronisierungsnetzwerkes
verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Synchronisierungseinrichtung weiterhin ein Zeitkanalgenerator
mit einem Takteingang zum Empfang der Systemtaktpulsfolgen,
mit einem Eingang zum Empfang des genannten Synchronisierungssignales zugeordnet und wobei
dieser Zeitkanalgenerator ein erster und ein zweiter Generatorausgang aufweist, über die jeweils ein erstes
bzw. ein zweites Steuersignal abgegeben wird und wobei der Zeitkanalgenerator ferner Mittel zur Zählung aufeinanderfolgender
Taktpulse in Abhängigkeit des Synchronisierungssignales enthält, so daß während des
Empfangs des ersten Datenwortes der erste Generatorausgang und während des Empfangs des zweiten Datenwortes
der zweite Generatorausgang nacheinander für die Dauer eines Datenwortes eines der genannten Steuersignale
aufgibt.
Auf diese Weise können eine Vielzahl von peripheren Einrichtungen an die Fernmeldeendstelle angeschaltet
werden um Daten zu empfangen und zu senden, wobei diese Daten in Datenwörtern enthalten sind, die in einem Pulsrahmen
untergebracht werden.
. % ., *βϊ P 821 6 DE.
In PIG 1 ist eine Schaltungsübersicht für eine digitale
Fernsprechvermittlungsstation gemäß der Erfindung, die sowohl als Teilnehmerstation als auch als
Vermittlungsstation für Vermittlungspersonen angewendet werden kann, dargestellt.
Die FIG 2 zeigt Zeitdiagramme seriell übertragenerDaten,die in aufeinanderfolgende Pulsrahmen zusammengefaßt
sind. Diese Zeitdiagramme seriell übertragener Pulsrahmen "betreffen ankommend und abgehend übertragene
Informationen . der Fernsprechvermittlungsstation nach FIG 1. Jeder Pulsrahmen umfaßt drei 8-Bit-Vörter.
Die FIG 3 zeigt ein Zeitdiagramm eines Superrahmens,
der bei der Anwendung in der Vermittlungsstation nach FIG 1 32 Pulsrahmen, wie in FIG 2 dargestellt ist, enthält.
Ein Superframe mit 32 Pulsrahmen fordert eine Dauer von 32 % 125 fts,, d.h. 4 ms. Der Superframe stellt
demnach einen übergeordneten Rahmen dar. Die FIG 4 zeigt eine Schaltungsübersicht des Übertragungsteiles
des digitalen Sendersund Empfängers gemäß FIG 1.
Die FIG 5 zeigt ein Zeitdiagramm einer Anzahl Signale
die in dem Übertrager nach FIG 4 an den angegebenen Schaltpunkten auftreten.
In FIG 6 ist eine Schaltungsübersicht des Empfaigteiles
des digitalen Senders-/Empfängers der Teilnehmervermittlungsstation
nach FIG 1.
Die FIG 7 zeigt Zeitdiagramme einer Anzahl Signalen;
die in dem Empfänger nach FIG 6 an den angegebenen Schaltpunkten auftreten.
.
.
8! P 8 2 1 δ DE
Die FIG 8 zeigt eine Schaltungsübersicht der Synchronisiereinrichtung
der übertragenen Pulsrahmen für die Fernsprechvermittlungsstation nach FIG 1.
Die FIG 9 zeigt ein Zeitdiagramm einer Anzahl Signale, die in der Synchronisiereinrichtung FIG 8 in einer Fernsprechvermittlungsstation
übertragen werden.
Die FIG 10 zeigt eine Schaltungsübersicht eines Syn- ·
chronisierungs-ZSignalisierungs-Generators, der in der'
Fernsprechvermittlungsstation nach FIG 1 eingesetzt ist.
Die FIG 11 zeigt Zeitdiagramme . einer Anzahl von Signalen;die den dem Synchronisierungs-Signalisierungs-Generator
gemäß FIG 10 an den angegebenen Schaltpunkten auftreten.
Die Erfindung ist jetzt anhand eines Ausführungsbeispieles für eine Fernsprechvermittlungsstation, die
sowohl als Fernsprechteilnehmerstation ;als auch als Fernsprechvermittlungsstation für Vermittlungspersonen
verwendet werden kann, anhand der Zeichnungen und Zeitdiagramme beschrieben. Die Beschreibung umfaßt nicht
nur die normalen Funktionen einer Fernsprechvermittlungsstation.,sondern
auch zusätzliche Leistungsmerkmale, wie beispielsweise Freisprechen, Übertragung von
digitalen Informationen, Teilnehmernachrichten, insbesondere in ankommender Richtung sowie das Speichern
der ankommenden Informationen durch Ausdrucken dieser Informationen. Die digitale Fernsprechvermittlungsstation
ist zur übertragung in beiden Übertragungsrich-
Β\? 8 2-16 DE
tungen mit einer entsprechenden Übertragungsleitung verbunden und bildet mit dieser Leitung ein Bestandteil
eines gesamten digitalen Fernsprechvermittlungssystems. Ein derartiges Vermittlungssystem kann sowohl
als öffentliches Vermittlungssystem oder aber auch als private, beispielsweise Nebenstellenanlage ausgebildet
sein.
Prinzipeller Aufbau der Fernsprechvermittlungsstation
10
Die FIG 1 zeigt eine digitale Fernsprechvermittlungsstation die als Teilnehmerstation oder als Vermittlungsstation
für Vermittlungspersonen verwendbar ist.
Diese Fernsprechvermittlungsstation kann zusätzlich mit peripheren Einrichtungen,wiebeispielsweise mit
einer digitalen Datenanlage■oder mit einer Teilnehmerinformationseinrichtung,
beispielsweise mit einem Datenschreiber,verbunden werden. Die digitale Fernsprechvermittlungsstation
ist für die Übertragung von Informationen in beiden Richtungen mit einer Fernsprechleitung
TL/RL verbunden. Diese Fernsprechleitung TL/RL ist mit den Wicklungen I und II des Übertragers TR1,
der insgesamt vier Wicklungen aufweist, verbunden.
Dieser übertrager TR1 besteht aus einem Paar Phantom-Wicklungen,
die einem DC/DC-Netzanschlußumsetzers DCC verbunden sind. Dieser Umsetzer empfängt Gleichstrom
von der Fernsprechleitung und erzeugt verschiedene Gleichspannungen7die für die Fernsprechvermittlungsstation
erforderlich sind.
Die Sekundär-Wicklungen III und IV des Übertragers TR1
sind mit einem digitalen Sender/Empfänger DTR verbunden. Das Adernpaar TL der Fernsprechleitung sind Sendeädern
während das Adernpaar RL der Fernsprechleitung die Empfangsadern darstellen. Der Sender/Empfänger DTR
δ! Ρ 8 2 1 6DE
sendet über das Adernpaar TL und empfängt über das Adernpaar RL gleichzeitig eine Vielzahl von Datenwörtern,
die wie vorstehend beschrieben,zu einem Pulsrahmen
bestehend aus Jeweils drei Wörtern zusammengefaßt sind. Diese Datensignale werden in einem AMI-Code
übertragen. Der AMI-Code wird aus einem Binärcode erzeugt. Die Werte "1" des Binärcodes werden abwechselnd
durch Impulse mit positiver und negativer Spannung wiedergegeben und die Binärwerte "O" durch die Spannung
0. Diese AMI-Signale eignen sich besser für die Übertragung auf Leitungen als Signale im Binärcode. Der
AMI-Code entspricht einem abwechselnden Zeichenwechsel, bezeichnet.AMI.
Der Sender/Empfänger DTR setzt sowohl die AMI-codierte Signale^die über die Empfangsadern RL der Fernsprechleitung in einem 192 KHz-Takt als auch den seriell empfangenen Datenstrom, nachfolgend "serielle Empfangsdaten11 - genannt , um. Der Sender/Empfänger DTR setzt auch den Datenstrom, der als "serielle Sendedaten" bezeichnet wird, und von der Femsprechvermittlungsstation gesendet wird, in AMI-codierte Signale zur Übertragung über die Sendeadern TL der Fernsprechleitung um.
Der Sender/Empfänger DTR setzt sowohl die AMI-codierte Signale^die über die Empfangsadern RL der Fernsprechleitung in einem 192 KHz-Takt als auch den seriell empfangenen Datenstrom, nachfolgend "serielle Empfangsdaten11 - genannt , um. Der Sender/Empfänger DTR setzt auch den Datenstrom, der als "serielle Sendedaten" bezeichnet wird, und von der Femsprechvermittlungsstation gesendet wird, in AMI-codierte Signale zur Übertragung über die Sendeadern TL der Fernsprechleitung um.
Das 192 KHz-Taktsignal wird über ein internes Datenübertragungsleitungsbündel
IB für serielle Datenübertragung zu einem Synchron-Signal-Generator SSG, zu
einer Synchronisiereinrichtung SFS für serielle, in einem Pulsrahmen zusammengefaßten Daten, zu einem
Primär-Codec/PCM-Filter PCF zu einem Sekundär-Codec/PCM-Filter
SCF und zum Schluß zu einem peripheren System, beispielsweise zu einem digitalen Datenübertragungssystem DDI eines digitalen Rechners oder dergleichen
übertragen. Serielle Daten, die über das Adernpaar RL der Fernsprechleitung empfangen werden, werden über die
interne Datenübertragungsleitung IB zu der Synchroni-
4%
-ie - 81 P 8 2 1 δ DE
siereinrichtung SFS für zu Pulsrahmen zusammengefaßten
seriellen Daten, zum PrimäpCodec/PCM-Filter PCF, zum
Sekundär-Codec/PCM-Filter SCF und'dem peripheren System
DDI übertragen. Der digitale Sender/Empfänger.DTR empfängt ein serieller Dätenstrom zur Übertragung über
das für das Senden vorgesehene Adernpaar TL unter Zwischenschaltung der Datenübertragungsleitung IB und
zwar die Daten, die von dem Synchronisier-/Signal-Generator
SSG,_ von dem Primäp-Codec-/ PCM-Filter PCF von
Codesj
dem Sekundär-yPCM-Filter SCF und von dem peripheren System DDI übertragen werden.
dem Sekundär-yPCM-Filter SCF und von dem peripheren System DDI übertragen werden.
Die Synchronisiereinrichtung SFS für in Pulsrahmen
übertragenen seriellen Daten stellt aus den empfangenen
seriellen Daten den S.ynchronisierungscode und das
Signalisierungsbit bzw. die Signalisierungsbit fest,
vin
die\ einem Wort des Pulsrahmens- übertragen werden um die verschiedenen Zeitkanäle des Pulsrahmens zu synchronisieren und um bestimmte Funktionsmittel der Teilnehmerstation bzw. der Vermittlungsstation, beispielsweise akustische und optische Signale zu steuern. Außer diesem Kanal für die Übertragung des Synchronisierungscodes und Signalisierungsbits sind zwei weitere Kanäle für die Übertragung von Sprache und/oder Daten vorgesehen.
die\ einem Wort des Pulsrahmens- übertragen werden um die verschiedenen Zeitkanäle des Pulsrahmens zu synchronisieren und um bestimmte Funktionsmittel der Teilnehmerstation bzw. der Vermittlungsstation, beispielsweise akustische und optische Signale zu steuern. Außer diesem Kanal für die Übertragung des Synchronisierungscodes und Signalisierungsbits sind zwei weitere Kanäle für die Übertragung von Sprache und/oder Daten vorgesehen.
3 2 ο a 2 2 a
"81 P 8 2 1 6 OE
- «f4 - ■
Die Synchronisiereinrichtung SFS für in Pulsrahmen übertragenen seriellen Daten erzeugt drei Steuersignale,
welche synchron mit den drei Acht-Bit-Wörtern oder Bytes jedes Pulsrahmens sind: Ein Synchronisierungs-Signalisierungs-Steuersignal
SSE, ein Primärkanal-Steuersignal PCE und ein Sekundär-Steuersignal SCE. Das Synchronisierungs-/Signalisierungs-Steuersignal
SSS wird über den Synchronisierungs-ZSignalisierungs-Generator SSG
geführt, der ein Wort (Byte) erzeugt, welches ein aus sieben Bit bestehender Synchronisierungseode und ein
einziges Signalisierungsbit enthält, welches von dem
Mikrocomputer M über die Signalausgangsleitung SO empfangen wird. Durch den Empfang des Signales SSE überträgt
der Synchronisierungs-ZSignalisierungs-Generator dieses Wort über die Datenausgabeleitung für serielle Daten
der internen Datenübertragungsleitung zum digitalen Sender/Empfänger DTR.
Das Signal PCE ist zum Mikrocomputer M und zum Primärcodec/PCM-Filter
PCF übertragen. Die ansteigende Flanke des Signales PCE bewirkt, daß der Mikrocomputer ein
Signalisierungsbit auf die Signaleingabeleitung SI festzustellen
sucht. Das Signal PCE steuert auch das Primär-Cbdec/PCM-Filter PCF für den Empfang und für die
Übertragung von Signalen über die Eingabeleitungen und Ausgabeleitungen für serielle Daten.
Das Signal SCE steuert das Sekundäip-Codeo/PCM-Filter SCF
und/oder die digitale Daten-Schnittstelle DDI zwecks übertragung serieller Daten zu und von diesen genannten
Einrichtungen. Die Auswahl einer dieser Einrichtungen wird durch den Mikrocomputer M mittels eines über einen
zweiten Kanal zugeordneten Signals SCA getroffen. Die digitale Datenschnittstelle fordert den Zugriff zum
Sekundärkanal mittels eines Meldebits PB an.
Das Mikrophon und der Hörer des Handapparates sowie das
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Mikrophon und der Lautsprecher des Lautsprechgerätes
oder des Freisprechgerätes sind mittels der durch den Mikrocomputer gesteuerten Schalter mit einem der beiden
Codec/PCM Filter PCF und SCF verbindbar. Diese" Schalter
gehören zu dem Fernsprechanalogstromkreis VAC, welcher mittels des Mikrocomputers M über ein analoges Anlagen-Steuerleitungsbündel
ACC gesteuert wird. Normalerweise weist der Fernsprechapparat keine Freisprechfunktionen
auf, sondern ist ein zusätzlicher Stromkreis HO für das Freisprechen vorgesehen. Wenn dieser zusätzliche Stromkreis
HO für das Freisprechen vorgesehen ist, wird dieser durch ein Steuersignal HFU vom Mikrocomputer gesteuert
und nur in Verbindung mit einem der beiden Codec/PCM
Filter benutzt. Der Freisprechstromkreis HO wird in Abhängigkei't
der Sprache des am lautesten Sprechenden gesteuert. Der spezielle, hierfür vorgesehene Stromkreis
ist hier nicht weiter beschrieben.
Wenn einer der beiden Codec/PCM Filter mit der Fern-Sprechstation zur Übertragung und Empfang eines Wortes
des Pulsrahmens verbunden ist und auf diese Weise über einen der beiden Kanäle überträgt und empfängttbesteht
die Möglichkeit, daß ein peripheres System, beispielsweise eine Schnittstelle für die digitale Datenübertragung
DDI den anderen Kanal für Datenübertragung benutzt. Wie nachstehend erläutert wird, ermöglicht die Übertragung
von drei Wörtern innerhalb eines Pulsrahmens , daß in
, zwei Kanäle, d.h., daß also in mültiplexweise Sprache
und Daten oder Spräche und Sprache übertragen werdenkönnen .. Aufgrund der vorstehend genannten Möglichkeiten
kann mittels der Fernsprechstation bei bestehender Verbindung mit einer anderen Sprechstelle über die Fernsprechverbindungsleitung
und bei Benutzung eines der beiden Codec/PCM Filter durch ein zusätzliches, vom Teilnehmer
abgegebenes Signal eine Rückfrageverbindung über das zweite Codex/PCM Filter eingeleitet werden. Dieibe-
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-/TS -
deutet, daß über ein getrenntes Datenwort bzw. Datenkanal
des Pulsrahmens 'die zweite Verbindung herstellbar ist. In diesem Falle wird für die Rückfrage die bestehende
erste Verbindung mit dem Teilnehmer über die Verbindungsleitung diese Verbindung vorübergehend durch den
Fernsprechanalogstromkreis VAC unterbrochen und die zweite Verbindung über das zweite Codec/PCM Filter und
den Fernsprechanalogstromkreis VAC hergestellt.
Der Dreikanalpulsrahmen ermöglicht auf diese Weise zwei
unterschiedliche Fernsprechverbindungen gleichzeitig mit dem Fernsprechapparat herzustellen. Beispielsweise kann
eine Verbindung mit einem anderen Teilnehmer als Sprechverbindung hergestellt werden, während eine andere Verbindung
mit einem Datensystem zur Übertragung digitaler Daten hergestellt wird. In gleicher Weise kann der Fernsprechapparat
zur Verbindung der eigenen Teilnehmerstelle mit einer anderen ,ersten Sprechstelle als Sprechverbindung
und eine zweite Verbindung als Rückfrageverbindung zu einer zweiten Sprechstelle hergestellt werden.
Wie vorstehend beschrieben steuert der Mikrocomputer M
die Funktion der Schalter des Fernsprechanalogstromkreises
VAC und ebenso den Freisprechstromkreis HO über
das analoge Anlagensteuerleitungsbündel ACC bzw. über die Steuerleitung für das Steuersignal HFU. Weiterhin
steuert der Mikrocomputer M die Verwendung des zweiten Kanals im PCM Pulsrahmen über die Kanalauswahlleitung SCA
Kanal SCA. Auf diese Weise karuijWie vorstehend erwähnt
ein peripheres Datensystem zu der digitalen Datenschnittstelle DDI verbunden werden um Daten über die Fernsprechübertragungsleitung
TL/RL zu übertragen und zu empfangen.
Der Mikrocomputer M hat aber auch noch andere Funktionen.
alle über das interne Datenübertr.agungsleitungsbündel 13
übertragene und gesendete Daten erfolgt in einem schnellen
Ta.-t υ.
Das Senden und Empfangen der Daten erfolgt so, daß
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ein Wort oder By/te pro Kanal alle 125 MikroSekunden übertragen
wird. Der Pulsrahmen überträgt aber auch Daten, die nur eine langsamere Übertragung erfordern und für
Funktionen vorgesehen sind, die beispielsweise für das Steuern von Elementen des numerischen Displays, zur
Steuerung von Leuchtdioden, für die Übertragung von
Steuerbefehlen und dergleichen vorgesehen sind. Diese langsamer zu übertragenden Daten werden mit einer Geschwindigkeit
von einem Bit pro 125 MikroSekunden oder
8 KHz übertragen. Dieses Bit wird als Signalbit bezeichnet und wird seriell vom Mikrocomputer M empfangen,
gespeichert und die nacheinander empfangenen Bits werden vom Mikrocomputer zu entsprechenden Bytes zusammengestellt.
Nachstehend wird erläutert, daß ein Byte alle
4 Millisekunden für eine Byte-Geschwindigkeit von 250 Hz zusammengestellt wird»
• Gleichzeitig mit dem Empfang der Signalbits überträgt der Mikrocomputer M auch Signalbits mit der gleichen
Geschwindigkeit von 8 KHz zur Ausgangsleitung SO. Hierdurch erhält der Mikrocomputer M die Möglichkeit zu
einem Signaldialog mit den Steuereinrichtungen einer Fernsprechnebenstellenanlage oder mit Übertrager oder
Schalteinrichtungen die dem anderen Ende der Übertragungsleitung
TL/RL zugeordnet sein können.
Der Mikrocomputer M ist nicht nur mit den Signaleingabe-und
Ausgabeleitungen SI undSO verbunden, sondern auch mit den Eingabe-'und Ausgabeleitungen anderer Einrichtungen,beispielsweise
mit der alphanumerischen Anzeigeeinrichtung AD, mit einem speziellen Drucker für
Nachrichten SMDR und beispielsweise mit zwei Tastenfeldern
KL und KD. Die Tastenfelder KL und KD werden über die entsprechende Logik für die Tastenfelder KLO
gesteuert. Die Anzeigeeinrichtung, die Tastenfelder und der Drucker sind mit dem Mikrocomputer M über ein Daten-
_jx „ 81 P 82 1 6DE
übertragungsleitungsbündel DB, ein Adressenleitungsbündel
AB und ein Steuerleitungsbündel CB verbunden. Diese vorgenannten Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen werden
also vom Mikrocomputer adressiert angesteuert und übertragen und empfangen Daten ,die vom Mikrocomputer abgegeben
bzw. zu diesem in bekannter Weise übertragen werden. Selbstverständlich können weitere Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen
über die Daten-, Adressen- und Steuerleitungsbündel mit dem Mikrocomputer M in Verbindung stehen.
Die aphanumerische Anzeigeeinrichtung AD kann beispielsweise
eine Flüssigkeitskristall-Anzeigevorrichtung mit 16 Stellen seih . ., über die die Vermittlungsperson
der Fernsprechstation bzw. der Vermittlungsstation Telefonnummern der anrufenden bzw. der angerufenen Stellen,
Namensangaben und andere Angaben entnehmen kann. Das Tastenfeld KL enthält beispielsweise Leitungstasten
zur Auswahl und Kennzeichnung einer Leitung einer Vielzahl von Leitungen mit denen die Fernsprechstation in
Verbindung treten kann. Ferner sind Funktionstasten zur Auswahl und Kennzeichnung von Funktionen vorgesehen,
beispielsweise für Haltefunktionen, Konferenzverbindungen usw..
Das Tastenfeld KD ist beispielsweise eine Wähltastatur wobei jeder Taste zusätzlich eine Leuchtdiode zugeordnet
sein kann um zu kennzeichnen, wenn Direktwahlverbindungen möglich sind, welche Direktwahlverbindung hergestellt
worden ist. Mit den Anzeigen kann auch beispielsweise angezeigt werden, daß die Tastatur und der vorhandene
Mikrocomputer für andere Zwecke, beispielsweise für die Funktion eines Taschenrechners betriebenvird.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen
kann der Mikrocomputer M mit dem Gabel-
8|P 8 2 16 DE
umschalter HSW in Verbindung stehen und über diesen die Informationen über den Zustand "aufgeleger Handapparat" bzw. "abgehobener Handapparat" informiert werden.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß der Mikrocompter M
über die Eingabeleitung SI von der Steuerung der Fernsprechnebenstellenanlage,
an der die Fernsprechstation bzw. die Fernsprechvermittlungseinrichtung angeschaltet
ist, unter anderem solche Signale empfängt, die die Hörzeichen und die die Leuchtdioden steuern. Hierbei
ist jeder Befehl zur Steuerung einer Leuchtdiode bzw. zur Steuerung eines Hörzeichens gekennzeichnet durch
ein Byte wobei zu bemerken ist, daß für einen vollständigen
Befehl zwei aufeinanderfolgende Bytes notwendig sind. Vom Mikrocomputer M werden zur Nebenstellenanlage ebenfalls
Signale übertragen beispielsweise zur Kennzeichnung des Zustandes Handapparat abgehoben und nicht abgehoben
und ferner Wahlkennzeichen und andere Funktionskennzeichen;die
von dem jeweils Bedienenden durch Tastenbetätigung gewählt werden.
Die FIG 2 zeigt ein Beispiel eines Pulsrahmens der in
Verbindung mit der beschriebenen Fernsprechstation bzw. Vermittlungsstation gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Übertragung von Signalen und Daten verwendet wird. Aus dem gezeigten Beispiel geht hervor, daß im Prinzip
keine Begrenzung hinsichtlich der Anzahl PCM-Wörter innerhalb eines Pulsrahmens besteht. Es. ist aber klar,
daß die Übertragungsgeschwindigkeit in Kilobits, pro Sekunde (KB/sec.) abhängig ist von der Übertragungsgeschwindigkeit
der Fernsprechanlage an der die Station angeschaltet ist. Das Pulsrahmenmuster muß dem PCM Rahmentakt
entsprechen. Beim beschriebenen System wird ein
3 2 O A 2 2 8 ' Jo 'z-^ .,:'.'-'.':■
2H
-α- δίΡ 82 1 δ DE
Vielfach der Abtastgeschwindigkeit von 8 KHz verwendet.
Ausgehend von einer Abtastgeschwindigkeit von 8 KHz bedeutet dies, daß alle 125 MikroSekunden eine Abtastung
5. erfolgt, d.h. daß die Anzahl Wörter (Abtastungen) in jedem Pulsrahmen und die Anzahl Bits pro Wort die Frequenz
der Datenpulse bestimmen. Jede Abtastung, d.h. jedes Wort ist durch 8 Bits oder ein Byte gekennzeichnet.
Im Ausführungsbeispiel der Erfindung sind pro PuIsrahmen drei Abtastwerte (Wörter) vorgesehen.
Es ist selbstverständlich, daß hinsichtlich der Frequenz, mit der digitale Pulse zu und von einer Fernsprechstätion
übertragen und von dieser verarbeitet werden eine oberste Grenze gesetzt ist. Diese obere Grenze wird
insbesondere durch die Art und Länge des Übertragungsweges und durch die Geschwindigkeit der individuellen
Bestandteile der Fernsprechstation, wie beispielsweise Übertrager, Synchronisiereinrichtung und insbesondere
Mikrocomputer bestimmt. Die Fernsprechstation gemäß der Erfindung ist für eine sehr lange Übertragungsleitung
bestehend aus zwei verdrillte Adernpaare vorgesehen.
Die normale PCM-Datenübertragungsgeschwindigkeit von
64 KB/sec. (d.h. eine 8 KHz Abtastgeschwindigkeit mit 8 Bit-Codewörter) bestimmt die untere Datenübertragungsgeschwindigkeit bei der Fernsprechstation gemäß der Erfindung.
Zusätzlich zu den PCM-Daten müssen auch Synchronisierungssignale und Informationssignale übertragen
werden. Wenn es der zulässige maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit entspricht kann zumindest ein zusätzlicher,
serieller Sprachdatenfluß übertragen werden.
Der vorliegenden Erfindung entsprechend überträgt und empfängt jede Fernsprechstation eJnsiPulsrahmen mit Informationen
alle 125 MikroSekunden; dies entspricht der normalen PCM-Abtastgeschwindigkeit für Fernsprechsysteme.
■ /Γ 81 P 8 2 i 6 DE
Jeder Pulssignalrahmen läßt sich zumindest in zwei
gleiche 8-Bit-Zeitschlitze aufteilen: Ein Zeitschlitz
für Synchronisierungsinformationen und Signalisierungsinformationen
und zumindest ein, aber vorzugsweise zwei
Zeitschlitze für getrennte, unabhängig voneinander übertragene Sprachdaten.- und/oder digitale Daten informationen.
. Mit drei Zeitschlitzen beträgt die Datenübertragungsgeschwindigkeit 3 64 KB/sec. oder
192 KB/sec.
In der FIG 2 ist ein 125 MikroSekunden-Pulsrahmen gezeigt,
der in drei Zeitschlitze geteilt ist. Die drei Steuersignale - Synchronisierungs-ZSignalisierungssteuersignal
SSE, Primär-Kanalsteuersignal PCE und Sekundärkanal-Steuersignal'SCE - sind in der FIG 2 ebenfalls
zur Kennzeichnung ihrer Zeitbeziehung mit dem ersten, zweiten unddritten Datenwort des Pulsrahmens
gezeigt. '
Die ersten sieben Bits (B8-B2) des ersten Datenwortes
stellen den Synchronisierungscode dar, der vorzugsweise
und abwechselnd den Wert 0011011 und den inversen Wert
1100100 einnimmt. Das 8te Bit (B1) im ersten Datenwort, das mit S in FIG 2 gekennzeichnet ist?stellt jeweils
entweder das Startbit,eines der aufeinanderfolgend in
verschiedenen Pulsrahmen übertragenen acht Signalbits
bzw. eines der 23 Stopf-Bits dar.
Das zweite Wort des Pulsrahmens enthält eine einzige PCM-Sprachprobe mit 8Bits (1 Byte). Das dritte Wort
kann entweder eine PCM-Sprachprobe.oder ein digitales Datenwort jeweils bestehend aus 8 Bits (1 Byte) enthalten.
Diese zweite und dritte Wörter eines Pulsrahmens werden über die interne Datenübertragungsleitung IB der
digitalen Fernsprechstation zwischen dem Sender/Empfänger DTR.
B\ P 8 2 1 5 DE
und dem Primär-Codec/PCM-Filter (für das zweite Wort)
und dem Sekundär-Codec/PCM-Filter oder der digitalen
Datenschnittstelle DDI (für das dritte Wort) übertragen.
Im Pulsrahmen können nur die vorgenannten ersten beiden Wörter oder aber auch drei und mehr Wörter enthalten
sein. Mit der Anzahl in einem Pulsrahmen enthaltenen Wörter steigt auch die Anzahl vorhandener Kanäle. Wenn
nur zwei Wörter im Pulsrahmen vorgesehen sind7beträgt
die Datenrate 2 X 64 KB/sec. oder 128 KB/sec. Wenn mehr als drei Wörter übertragen werden muß die Datenrate
entsprechend steigen um über jeden Kanal eine Datenrate von 64 KB/sec. . ermöglichen zu können.
Die FIG 3 zeigt einen übergeordneten Rahmen, bestehend aus 32 Pulsrahmen, wobei jeder Pulsrahmen den in FIG 2
dargestellten Pulsrahmend entspricht. Jeder übergeordnete
Pulsrahmen hat eine Übertragungszeit von 4 Millisekunden.
Der erste Pulsrahmen F1 des übergeordneten Rahmens enthält ein Startbit oder "0" in der B1-Bitlage des ersten
Wortes. Die folgenden 8 Pulsrahmen enthalten Signalisierungsbits S1, S2 S8 in der entsprechenden Bitlage.
Die nachfolgenden 23 Pulsrahmen enthalten Stopfbits oder eine "1" in der B1-Bitlage. Mit dieser Zuordnung
der Signalisierungsbits wird ein Signalisierungsbyte
zu und von dem Mikrocomputer alle 4 Millisekunden übertragen. Während der Zeit, in der die Pulsrahmen F10-F32
gesendet und empfangen werden hat der Mikrocomputer Zeit für die Durchführung von Steuerfunktionen und andere
Funktionen die für die Fernsprechstation erforderlich sind, beispielsweise für das Setzen der Lampenfunktionen.
Wie aus dem vorstehenden hervorgeht ermöglicht der erfindungsgemäße
Pulsrahmen .die Übertragung von zwei oder mehr unabhängigen, gleichzeitig übertragenenSprach- und/
It
-HS - " ■
8JP 82 16 DE
oder Datenkanälaiinnerhalb des PCM-Pulsrahmens ohne jegliche
Zwischenspeicherung. Hierdurch ist es möglich zusätzliche Bedingungen,wie beispielsweise zusätzliche
Verbindungen^zu peripheren Einrichtungen zu ermöglichen,
5 ohne daß eine Veränderung in den bestehenden Fernmeldevermittlung
sanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen,,erforderlich
ist.
Der erfindungsgemäße Pulsrahmen ermöglicht die Auswahl eines Taktsignales aus den Dateninformationen ohne Phasenstörung,
so daß ein zusammenhängender Funktionsablauf zwischen unterschiedlichen Funktionsbedingungen möglich
ist.
Schließlich ermöglicht der verwendete Pulsrahmen eine
optimale Bandbreite für digitale Datenübertragung und vermeidet Störeinflüsse.
Die Codiertechnik unter Verwendung des abwechselnden
Zeichenwechsels (AMI); FIGUREN 4 bis 7. .
Die Codier-Technik mit dem abwechselnden Zeichenwechsel (AMI) ist für digitale Verbindungsleitungsübertragungen
sowohl bei PCM24 als auch PCM30 Systeme verwendet. Wenn
diese Codier-Technik auch in bevorzugter Weise bei digitalen
Fernsprechstationen gemäß der Erfindung verwendet wird, bedeutet dies keine Beschränkung"der Basisauslegung
der Station in Bezug auf einer derartigen Codier-Technik.
Aus der nachfolgenden Beschreibung der Empfangseinrichtung, der Übertragungseinrichtung und der Kombination
der Empfangs- und Übertragungsstromkreise geht hervor, dai3 nur relativ einfache und geringfügige änderungen
der Struktur der Station erforderlich sind um diese bei unterschiedlichen Übertragungssystemen verwendbar
zu machen, beispielsweise bei sogenannten "Ping-Pong"
Systems!. Die Wahl unterschiedlicher Codier- und
8] P 8 2 1 δ DE
Übertragungs-Systeme ist ebenfalls abhängig von den Forderungen,die bezüglich der Datenübertragungsgeschwindigkeit
zu erzielen sind.
Die Kombination der Verwendung einer besonderen Pulsrahmenzusammensetzung
und die AMI-Codier-Technik ermöglicht
also die Übertragung von Daten zusammen mit Sprachinformationen in ein und denselben Pulsrahmen bei Verwendung
von mehr als zwei Kanälen pro Pulsrahmen. Dies bedeutet, daß eine größere Anzahl von Anschlüssen und
anderen peripheren Einrichtungen gleichzeitig zusammengeschaltet werden können. Außerdem können bei einem derartigen
System zweiadrige Leitungen verwendet werden, die in einfacher Weise dadurch ausgeglichen sind, in^dem
die Adern der Adernpaare verdrillt werden. Hierdurch ' kann auch der Abstand zwischen zwei Leitungsübertragern
vergrößert werden und können die Nebensprechdämpfungsverhältnisse zwischen den verdrillten Adernpaare, welche
mit der Frequenz abnimmt, verbessert werden.
Das Codierungssystem mit dem abwechselnden Zeichenwechsel AMI überträgt grundsätzlich ein Puls für jeden logischen
Wert "1" und sendet keinen Puls beim logischen Wert 11O".
Zusätzlich zu diesem einfachen "Kennzeichnungs"- und
"Nichtkennzeichnungs'L. System wechselt die Polarität der
Pulse bei jedem zweiten logischen Pegel "1" der übertragen wird. Weiterhin gleichen die erzeugten Pulse sich
mehr der Form einer Kosinuswelle an ,als die einer echten Rechteckwelle und zwar um den Einfluß früherer harmonischer
zu verringern.
Bei den in Verbindung mit neuentwickelten elektronischen Fernmeldesystemen entstandenen digitalen Teilnehmerstationen
und digitalen VermittlungsStationen wurde eine PCM-Technik für die Sprachdigitalisierung gewählt,
bei der die Datenübertragungsgeschwindigkeiten in der
81F 8 2 16 DE
Größenordnung von 64 bis 256 KHz liegen. Bei derartigen
Systemen können unterschiedliche Verbindungsleitungslängen bis zu 1.500 m zwischen den elektronischen Koppelelementen
und den Teilnehmerstellen vorgesehen werden.
Auf Grundlage dieser Voraussetzungen können bei dem gewählten
Codiersystem folgende Vorteile erreicht werden:
Die hohe Nebensprechdämpfung der verdrillten Adernpaare zweiadriger Leitungen ermöglichen die Verwendung von
normalen, relativ kostengünstigen Kabeln beim Anschluß von digitalen TeilnehmerStationen. Sogar bei den erwähnten
unterschiedlichen Verbindungsleitungslängen bis zu 1.500 m kann die Teilnehmerstation bzw. die Vermittlungsstation
so ausgelegt werden, daß keine Einstellungen im Sende- und EmpfangsStromkreis erforderlieh
sind um die zu übertragenen Informationen über die unterschiedlichen Streifenlängen der Endgeräte zu bringen.
Dies ist sehr wichtig in Bezug auf geringe Ausrüstungs-
und Installationskosten. Die Sendeeinrichtung kann auch einfacher ausgelegt werden und die gestellten
Postbedingungen erfüllen.
In der Schaltungsübersiht für eine digitale Ferasprechvermittlungsstation
gemäß der Erfindung nach FIG 1 ist. die digitale Sende-/Empfangseinrichtung DTR als ein
einziger Block gezeigt; zum besseren Verständnis dieser Sende-/Empfangseinrichtung DTR ist in FIG 4 und FIG 6
diese Einrichtung so aufgeteilt, daß in FIG 4 der Sendeteil
DT und in der FIG 6 der Empfängsteil DR dargestellt ist. Die FIG 5 und 7 stellen entsprechende Zeitdiagramme
des Sendeteiles DT und des Empfangsteiles DR dar. In Verbindung mit der Beschreibung der Schaltungsübersicht
nach FIG 1 ist darauf hingewiesen, daß der digitale Sender-/Smpfänger DTR mit der Vierdraht-Übertragungslei-
- ^s- 'ΒίΡ δ 2 1 6 DE
tung mittels eines Übertragers TR zur Übertragung digitaler
Sprachdaten und/oder digitaler Dateninformationen und/oder Signalinformationen und schließlich zur Übertragung
Synchronisierungsbits,über die zwei Adern der Übertragungsleitung TL unter Verwendung der Primärwindmg.
I und der Sekundärwindung III verbunden ist. Zum Empfang der gleichen Daten und Informationen über die
zwei Adern der Empfangsleitung RL sind die Primärwindungen II- . über die Sekundärwindung IV des Übertragers
TR miteinander gekoppelt.
In der FIG 4 ist die Sendeeinheit DT dargestellt und zwar
mit den Primärwicklungen I, I1 und mit der Sekundärwicklung
III des Übertragers TR4 Auch sind die zwei Aderapaare
der Verbindungsleitung TL gezeigt. Der Übertrager TR hat ein Impedanz-Übertragungsverhältnis von 1:4.
Es ist ein erster Eingang 100 für seriell übertragene, ankommende Daten und ein zweiter Eingang 101 für empfangene
Datentaktpulse vorgesehen. In Zusammenhang mit der Schaltungsübersicht in FIG 1, muß darauf hingewiesen
werden, daß diese Eingänge 100, 101 die entsprechenden Eingänge der digitalen Sende-/Empfangseinrichtung DTR
darstellen, welche mit der internen Datenübertragungsleitung IB verbunden ist. Über diese Datenübertragungsleitung IB werden Taktpulse empfangen und serielle Daten
von den Primär- und Sekundär-Codec-Filtern PCF und SEF
oder von den peripheren Einheiten, beispielsweise von dem zusätzlichen Datenübertragungssystem DDI übertragen.
Die digitale Sendeeinrichtung DT enthält eine Flip-Flop-Schaltung
FF1, die als Kippschaltung verwendet wird. Die beiden Eingänge J und K der Flip-Flop-Schaltung sind
normalerweise mit dem Eingang 100 für seriellen Datenempfang verbunden. Die Funktion der Flip-Flop-Schaltung
FF1 wird durch eine Datentaktpulsfolge gesteuert, welche
81 P 82 16 OE
am Takteingang 101 empfangen wird. Ein normaler Q-Ausgang
der Flip-Flop-Schaltung FF1 erzeugt mittels einer Kippfunktion der Flip-Flop-Schaltung Date.nsignale in
Form von Stufenfunktionen synchron mit der Dat ent aktpul sfolge.
; . .
Sl
-&- 81 P 8 2 1 6 DE
Die Eigenschaften dieser Flip-Flop-Schaltung FF1 sind mit den drei Wellenformen in FIG 5 dargestellt. Die Bezugssymbole
A bis D an der linken Seite entsprechen den bezeichneten Prüfpunkten in FIG k und zwar die Punkte,
an denen die entsprechenden Wellenformen auftreten. Die Kurve A stellt die seriell eintreffenden Daten, die Kurve
B die Datentaktfolge und die Kurve C die Datensignale, die am Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung FF1 erzeugt
werden, dar. Die Wellenformen der Kurven A und C stellen die gleichen Folgen von Datensignalen dar, wobei jedes
Signal mit dem Pegel "1" in der Kurve C eine Stufenfunktion enthält. Die Ausgangssignale der JK-Flip-Flop-Schaltung
FF1 sind in codierte Signale in Form von Kosinuswellen mit abwechselnden Zeichenwechsel (AMI) umzusetzen.
Dies wird erreicht durch ein erstes, aktives Filter AF1,
das zwischen dem Ausgang der Flip-Flop-Schaltung FF1 und der Sekundärwindung III des Übertragers TR1 eingefügt
ist. Der aktive Teil dieses Filters besteht aus einem ersten Operationsverstärker OA1 mit einem RC Eingangsnetzwerk
und mit einem vielfach geschalteten Rückkopplungsstromkreis. Durch die Ausführungsform dieser Anordnung
stellt das Filter ein Entzerrungsnetzwerk dar und zwar bestehend aus einem Zweipol-Bandpass und einem
Einpol-Tiefpass, welches die höheren harmonischen des
Eingangssignales dämpft. Die Bemessung der Filterkomponenten sind in konventioneller Weise so gewählt, daß die
Verstärkung bei geöffneter Schleife des Operationsverstärkers 0A1 mindestens 30 dB bei der vorhandenen Datenübertragungsgeschwindigkeit
beträgt. Die positiven und negativen Pulse sind genau symmetrisch und entsprechen
annähernd Kosinuspulse, welche einen Pegel von etwa 4 Volt von Spitze zu Spitze am Ausgang des aktiven Filters
AF1 aufweisen. Die Pulsbreite bei 50 % der Amplitude beträgt eine halbe Bitzeit, so daß ein breiter Aus-Steuerungsbereich
erreicht wird.
■■ '8ίΡ 82 16 DE
Die Sendeseite des Übertragers weist eine Sekundärwicklung
III auf und ist gekoppelt mit den Primärwicklungen I, I1, wobei diese Wicklungen so geschaltet sind, daß über
die Verbindungsleitung TL Gleichstrom übertragen werden kann. Die Anordnung ist so, daß im Bereich von 20 KHz
bis 200 KHz eine Längskompensation mit 40 dB erreicht
wird. Hierdurch wird vermieden, daß die Übertragungsleitung als Antenne wirkt. Die Wellenform des Signales,
welches über die Verbindungsieitung L und die Sekundärwicklung
III und die Primärwicklungen I, I1 übertragen
wird, ist mit der Kurve D in FIG 5 dargestellt. Dieses
Pulsdiagramm zeigt die Eigenschaften der Datensignale.
die über die Sendeleitung L übertragen werden. Die Binärinformationen
sind in der Art des'abwechselnden Zeichenwechseis codiert (AMI) und die Wellenform ist derart,
daß die Pulse einer £o sinusform.näher kommen als einer
Rechteckform. Wie bereits vorstehend erwähnt ist bei halber Amplitude die Pulsbreite kleiner als die volle
Bitzeit, so daß die Übertragung positiver und negativer Pulse eindeutig erfolgt.
Der zweite Bestandteil der digitalen Sender-/Empfangseinrichtung DTR bildet den. Empfangsteil, der die zu
empfangenden Datensignalfolge für die Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation auswertet und weitergibt. Die
Hauptaufgaben der Empfangseinheit DR besteht in der Bildung
genauer, stabilisierter Taktpulsfolgen aus den empfangenen Signalen, aus der Erkennung der digitalen
Dateninformationen und der Umsetzung dieser Informationen
in bipolaren Rechteckwellen.
Im linken Teil der PIG 6 ist der Übertrager TR.mit den
Im linken Teil der FIG 6. ist der Übertrager TR mit den
aiP 82 1 SDE
Primärwicklungen II und II' und mit der Sekundärwicklung
IV dargestellt. Die beiden Primärwicklungen sind mit den Adern a' und b1 der Empfangsleitung RL verbunden.
Der Übertrager hat das bereits erwähnte Scheinwider-Standsübertragungsverhältnis
1:4. Alle über die Adern a1, b1 der Empfangsleitung RL empfangenen Signale werden
einem Kompensationsfilter CP zugeführt, das zur Aussonderung der Verzerrungen der empfangenen Signale dient.
Die reine Signalpulsfolge wird dann einem Pulsdetektorkreis zugeführt, der einen Zweiphasenverstärker, einen
Wechselstrom-ZGleichstrom-Umsetzer und einen Vergleicher
aufweist. In FIG 6 ist gezeigt, daß die Ausgangssignale
des Vergleichers 0A13 einer D-Flip-Flop-Schaltung FF11
zugeführt werden, welche die Ausgangsstufe für den seriellen, digitalen Datenstrom bildet und auch mit
einem Halte- und AbtastStromkreis für die Wiedergewinnung
einer Taktpulsfolge verbunden ist.
Nachfolgend ist eine genauere Beschreibung der einzelnen Bestandteile der Empfangseinheit DR der digitalen Sende-/
Empfangseinrichtung DTR anhand der FIG 6 · be-^
schrieben.und zwar anhand der in FIG 7 gezeigten Zeitdiagramme, die die verschiedenen Wellenformen der
Signale an den entsprechenden angegebenen Prüfpunkten des Stromkreises darstellen und mit den Buchstaben Ξ
bis L bezeichnet sind. Es wurde bereits erwähnt, daß die verschiedenen Schleifenlängen zwischen dem elektronischen
Koppler des Systems und den Teilnehmerstationen bzw. Vermittlungsstationen mit 1.000 bis 1.500 η zu berücksichtigen
sind. In Zusammenhang mit diesen unterschiedlichen Schleifenlängen ist die empfangene Signalpulsfolge
in Abhängigkeit der Leitungslänge mehr oder weniger verzerrt. Das Zeitdiagramm E im der ersten Zeitiiagramm
nach FIG 7 zeigt eine EingangssignalpulsfοIge die
am Eingang des Übertragers TR auftritt. Die Wellen-
32042J8
~8ίρ 82 16 DE
formen dieser Signale im Zeitdiagramin Ξ sind mit verschiedenen Amplituden eingezeichnet, womit angedeutet
sein soll, daß die Wellenformen sehr abhängig von der Übertragungsart und dem Übertragungsweg des empfangenen
Signales ist. Zum allgemeinen Verständnis sei erwähnt,
" daß der Übertragungsweg für die digital en Signale, der
hier mit der Empfangsleitung RL angedeutet ist, die hohen Frequenzkomponenten dämpft und deshalb mehr oder
weniger die Eigenschaften einer Tiefpassleitung aufweist.
Unter Berücksichtigung dieser Eingabebedingungen ist
das Kompensationsfilter GF als Aktivfilter ausgebildet und enthält einen weiteren Operationsverstärker 0A10.
Im EingangsStromkreis dieses Operationsverstärkers ist
parallel zur Sekundärwicklung IV des Übertragers TR ein Scheinwiderstand R11 geschaltet, der an der Seite,
die mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers
0A10 verbunden ist, auch an Erdpotential liegt. Die übrigen Teile des Eingangsnetzwerkes des
zweiten Operationsverstärkers 0A10 bildet ein RC-Netzwerk
mit relativ hoher Impedanz, welches Netzwerk im wesentlichen Tiefpasseigenschaften aufweist. Ein Vielfach-Rückkoppelstromkreis
des Operationsverstärkers 0A10 besteht im wesentlichen aus einer Parallelschaltung
eines Widerstandes R mit einem Kondensator C als RC-Stromkreis
der als Hochpass-Rückkoppelstromkreis wirkt. Diese Anordnung wirkt als Kompensationsfilter und ist
bezeichnet mit CF.. Dieses Kompensationsfilter CF hat zumindest bis zum Frequenzbereich von 100 KHz einen
Verstärkungsfaktor und bei höheren Frequenzen bis 200 KHz arbeitet es mit geringen Verlusten. Die maximale Leistung
wird innerhalb dieses Frequenzband erreicht. Am Ausgang des Operationsverstärkers 0A10-, der identisch
mit dem Ausgang des Kompensationsfilters CF- ist, er-
δίΡ 82 1 5DE
scheint eine unverzerrte, invertierte Ausgangssignalpulsfolge.
Die Wellenform ist mit der zweiten Kurve F in FIG 7 dargestellt.
Der nachfolgend beschriebene Teil der Empfangseinheit der digitalen Sender-/Empfangseinrichtung DTR dient
im wesentlichen zur Umsetzung der bipolaren Ausgangssignale des Kompensationsfilters CF in unipolaren Rechteckpulsen.
Hierzu ist ein dritter Operationsverstärker 0A11 vorgesehen, in dessen einen Eingangsleitung ein
Belastungswiderstand R12 geschaltet ist und der einen
ersten und zweiten RückkopplungStromkreis aufweist und
zwar mit je einem Widerstand gleicher Größe R121 und R12'·.
In Reihe mit diesen Widerständen ist jeweils eine Diode G1 bzw. G2 geschaltet. Beide Dioden sind aber in Bezug
auf den entsprechenden zugeordneten Widerständen und bezüglich des Ausgangs des Operationsverstärkers 0A11
entgegengesetzt geschaltet. Diese Ausführungsform ist so, daß für die positiven und negativen Werte der Eingangssignale
der Operationsverstärker 0A11 als invertierender Schalter arbeitet.
Der Verbindungspunkt zwischen der zweiten Diode G2 und der Rückkopplungswiderstand R12f1 ist über einen weiteren
Belastungswiderstand R12t!1 mit dem invertierenden
Eingang eines vierten Operationsverstärkers 0A12 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang dieses Operationsverstärkers
0A12 ist mit Erdpotential verbunden. Der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers
0A12 ist auch mittels eines Widerstandes 2R12 mit dem
Ausgang des Kompensationsfilters CF einerseits und mit einem RückkoppelStromkreis, der ein weiterer Widerstand
4R12 enthält?andererseits verbunden. Wie mittels der
Bezugssymbole der Widerstände des dargestellten Strom- ·
it
-*©- 8ί Ρ 8 2 1 6 DH
-*©- 8ί Ρ 8 2 1 6 DH
kreises angedeutet ist, haben alle Widerstände mit der Bezeichnung R12 den gleichen Widerstandswert, der Widerstand
2R12 den doppelten Widerstandswert und der Widerstand
4R12 den vierfachen Widerstandswert. R12 hat beispielsweise
den Widerstandswert 5K0hm.
Die Anordnung der Operationsverstärker bildet ein Zweiphasen-Verstärker
ein positiv verlaufendes Eingangssignal erscheint am Ausgang des Kompensationsfilters CF
negativ verlaufend und steuert den dritten Operationsverstärker 0A11 so, daß die zweite Diode G2 leitend
• wird. Die erste Diode G1 wird leitend, wenn ein negativer Eingangsimpuls erscheint. Der Basisverstärkungsfaktor
des gleichrichtenden Operationsverstärkers 0A12
wird in beiden Fällen durch das Verhältnis des Widerstandswertes
des Rückkopplungswiderstandes 4R12 zu den entsprechenden effektiven Widerständen im Eingangsstromkreis
des Operationsverstärkers bestimmt und hat den absoluten Wert "2". Der einzige Unterschied bei zwei
aufeinanderfolgenden Signalen besteht darin, daß das Ausgangssignal mit dem positiven Eingangssignal gleichphasig
ist, während das Ausgangssignal um 180 ° phasenverschoben ist, wenn das Eingangssignal negativ ist.
Auf diese Weise wird also eine unipolare Signalfolge am Ausgang des gleichrichtenden Operationsverstärkers
0A12 erzeugt, was durch das Zeitdiagramm G in FIG 7 gezeigt
ist. ■
Der dritte Operationsverstärker 0A11 hat weiterhin eine besondere Aufgabe in Verbindung mit einem AusgangsStromkreis,
in dem eine dritte Diode G3 geschaltet ist, der mit seiner Anode mit der Kathode der zweiten Diode G2
in Verbindung steht und dessen Kathode mit einem RC-Stromkreis in Verbindung steht, der den Widerstand R13
und den Kondensator C11 enthält. Der Kondensator C11
320422a ÜO -^- \
Si
-^. 81 P 8 2 16 DE
ist mit Srdpotential verbunden." Der RC-Stromkreis ist
derart bemessen, daß mit einem ziemlich hohen Zeitwert ein veränderliches Gleichstrom-Schwellwertsignal an der
Kathode der dritten Diode G3 erzeugt wird. Die Wellen- £>rm dieses Schwellwertsignales ist mit dem Zeitdiagramm
H in FIG 7 dargestellt.
Das Schwellwertsignal wird dem nichtinvertierten Eingang
eines Spannungsvergleichers OA13 zugeführt, dessen invertierten
Eingang mit dem Ausgang der Verstärkerstufe, d.h. mit dem Ausgang des vierten Operationsverstärkers
0A12 verbunden ist. Der Spannungsvergleicher 0A13 bildet
also eine Puls-Feststellstufe,welche mittels einer veränderlichen
' Schwellwertspannung gesteuert wird, die der halben. Spitzenwertamplitude des unipolaren Pulses
entnommen wird, der am Ausgang der gleichrichtenden Verstärkerstufe 0A12 erscheint und mit dem Zeitdiagramra
I in FIG 7 dargestellt ist. Auf diese Weise wird in einem relativ breiten Aussteuerungsbereich von etwa
20 dB vom Detektor anstelle eines Ausgangssignales, das ein Signalpegel von "1" aufweist, ein Puls mit einer
Länge einer halben Bitzeit erzeugt.
Es muß festgestellt werden, daß die Darstellung der Pulserzeugung zumindest über einen bestimmten Bereich
von den Eigenschaften der verwendeten Dioden abhängig ist. Diese Dioden haben relativ 'niedrigen Sperrstrom und
weisen relativ schnelle Schalteigenschaften auf. Die erste Diode Gi dient sowohl zur Rückkopplung des Operationsverstärkers
0A11 bei positiven Ausgangspulse, sondern gleicht auch den Spannungsabfall an der dritten
Diode G3 aus.
δ! Ρ 8 2 1 6 DE ...
Der Stromkreis, der in FIG 6 gezeigt ist, ist mit dem
Ausgang des Spannungsvergleichers OA13 (gezeigt in
FIG 6·.) verbunden und hat im wesentlichen die Aufgabe
den 192 KHz-Takt zu regenerieren und eine Ausgangsdatenpulsfolge zu erzeugen, welche mit diesem Takt synchron
ist. Bevor auf die Einzelheiten der Schaltung nach FIG 6 eingegangen wird, wird die Signalpulsfolge, welche am
Ausgang des Spannungsvergleichers OA13 analysiert um
dadurch die nachfolgende Beschreibung besser verstehen zu können.
Die Ausgangssignale der Vergleicherstufe, die in FIG 7
mit (I) gezeigt sind, sind Rechteckpulse mit einem Signalpegel "1" und zwar in einer Folge welche vorgegeben
ist durch die Eingangspulse. Da, wie aus dem Zeitdiagramm
I hervorgeht die »O"-Bits im Datenstrom nicht
von einem Signalpegelwechsel begleitet werden, müssen die Taktpulse aus den Pulsen, welche die Datenbits mit
dem Signalpegel "1" darstellen,vollständig regeneriert
werden. Lange Folgen von dem Signalpegel "0" sind daher schwierig in Kontrolle zu bringen und darf die Regenerierung
der Taktpulse nicht beeinflussen. Zur Durchführung der Regenerierung der Taktpulse ist eine phasensynchronisiert
e Schleifenschaltung (PLL) vorgesehen, die zur Abtastung aufeinanderfolgender Pulse am Ausgang
des fünften Operationsverstärkers 0A13 und zur Überwachung
des Signalzustands und zwar bis zur Erscheinung des nächsten Pulses bestimmt ist. Dies bedeutet in einfacher
Weise, daß die Informationen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen durch den AbtastStromkreis
übersprungen wird. Eine Pulsserie, welche in einer Zufallsfolge bezogen auf das Frequenzspektrum erscheint,
ist eine relativ komplexe Angelegenheit. Es ist verständlich, daß bekannte Anordnungen dieser Art, die zur
Lösung solcher Aufgaben herangezogen würden?leicht
Si P 8 2 1 6 DE
bei Frequenzen höher oder niedriger als 192 KHz der Pulsfolgen blockieren könnten. Die Taktfrequenz ist die
wichtigste Frequenz im Spektrum einer dauernder Zeichenfolge von Bits mit dem Signalpegel "1". Bei allen anderen
Bedingungen können unterschiedliche Verteilungskoeffizienten
Störungen verursachen. Zur Vermeidung ist der Vergleichender durch den fünften Operationsverstärker
OA13 dargestellt ist,derart ausgelegt, daß die Ausgangspulse
genau zur halben Bitzeitbreite auftreten. Mit solchen Pulsen mit 50 % Pulsdauer in Vergleich zu den
Eingangspulsen ist die regenerierte Taktflanke in der Mitte des Pulses^ der am Ausgangs des Operationsverstärkers
0A13 entsteht;zentriert. (Vergleich Zeitdiagramm
J in FIG 7) Um eine genaue Taktpulszeit zur erhalten kann deshalb ein Rechteck-Phasenvergleicher zur
Auswertung der genauen Zentrierung der Pulse verwendet werden.
Unter Zugrundelegung der vorstehenden Erläuterungen.
wird jetzt die Anordnung nach FIG 6 genauer erläutert.
Der Ausgang der Vergleichsstufe, welche durch den Operationsverstärker 0A13 dargestellt wird, ist einerseits
über einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R14 und R141 mit einer Speisespannung
und andererseits mit dem Informationseingang einer D-Flip-Flop-Schaltung
FF11 verbunden. Die Mittelanzapfung zwischen den Widerständen R14 und R14· ist über eine
weitere Kapazität C14 mit einem Eingang eines Rechteck-Phasenvergleiche
rs PC verbunden, der einen mit 10 bezeichneten Ausgang und einen Steuereingang 16 aufweist.
Der Ausgang ist zum invertierenden Eingang eines sechsten Operationsverstärkers 0A14 über einen Analogschalter
AS und über einen Belastungswiderstand R15 verbunden.
Der Analogschalter wird durch das Ausgangssignal
der Hauptschwierigkeiten
320422a . ·;:-." ·----"-
-3*r - Si P 82 16 DE
des fünften Operationsverstärkers OA13 gesteuert. Der
sechste Operationsverstärker 0A14 ist von einer Vielfach-Rückkoppelschal
tung versehen, welche einen weiteren Kondensator C12 und einen weiteren Widerstand R16 enthält,
die in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise funktioniert der fünfte Operationsverstärker 0A14 und
sein Rückkopplungs-Netzwerk wirkt wie ein Integrator, d.h. Geradeausverstärker oder Tiefpassfilter und zwar
abhängig von der Frequenz des Eingangs. Der nichtinvertierende Eingang des fünften Operationsverstärkers 0A14
ist beaufschlagt mit einem Gleichstromsignal, das durch
eine interne Bezugsquelle IRS erzeugt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 0A14 ist durch eine
weitere Reihenschaltung eines Widerstandes R18 mit einem
stromgesteuerten Oszillator CCO verbunden, der auch direkt in Verbindung steht mit dem Eingang einer internen
Bezugsquelle IRS. Der Ausgang des sechsten Operationsverstärkers
0A14 ist weiterhin mit der Reihenschaltung
eines Widerstandes R18 und einem veränderlich einstellbaren
Widerstand R19 verbunden. Der Mittelanzapfpunkt
zwischen den beiden Widerständen wird durch eine Schwellwertschaltung TC gesteuert, der mit dem Phasenvergleicher
PC und mit der Basis eines Transistors TS11 in Verbindung steht. Der Transistor TSH hat einen Emitter,
der an Erdpotential geschaltet ist und ein Kollektor der als Ausgang geschaltet ist, über den die regenerierte
Taktpulsfolge geliefert wird.
Es sei daran erinnert, daß die Bestandteile dieses Phasenregenerierungs-Stromkreises
im wesentlichen aus bekannten Komponenten und integrierten Stromkreisen besteht.
Der Phasenvergleicher PC, der Operationsverstärker 0A14, die interne Bezugsquelle IRS und der spannungsgesteuerte
Oszillator VCO sind in einer phasensynchronisierten
Schleifenschaltung integriert. Dies soll mit
8! P 8 2 1 6 DE
den dickgestrichelten Linien um die Einrichtungen PC,
0A14, IRS, VCO angegeben sein.
Der Analogschalter AS schließt immer, wenn ein Puls ein
"5 Datenbit mit dem Signalpegel "1" am Ausgang des fünften
Operationsverstärkers 0A13 erscheint. Dabei wird der
momentane Signalzustand abgetastet und das Signal wird über den Belastungswiderstand R 15
dem invertierten Eingang des Operationverstärkers 0A14
zugeführt.Er isOziemlich schmal, also kurz ; weil
das aktive Tiefpassfilter auf die Änderung des Signalzustandes am invertierten Eingang ziemlich schnell anzu-'
sprechen hat. Aber dieses Ansprechen darf andererseits auch nicht zu schnell sein, da sonst Geräusche und Verzerrungen
des Ausgangssignales des Phasenvergleichers PC Verzerrungen am Ausgang des stromgesteuerten Oszillators
CCO verursachen würde. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel muß der Widerstandswert des Widerstandes
R15 so gewählt werden, daß diese gegensätzlichen Forderungen
erfüllt werden. Bei der vorliegenden Signalfolge bestehend aus Pulsen in wahlfreier Folge ist das Tiefpassfilter
so ausgelegt, daß seine Zeitkonstante durch die Werte des Widerstandes R16 und des Kondensators C12
bestimmt wird und relativ hoch ist, so daß die Haltefunktion durch eine Tatsache erzeugt wird, in der das Signal
am Ausgang des Operationsverstärkers 0A14 relativ langsam erscheint.
Das Ausgangssignal des sechsten Operationsverstärkers
0A14 wird dem Widerstandsnetzwerk einschließlich der
Widerstände R18 und R19 zugeführt. Der Widerstand R19
bestimmt die Mittelpunktfrequenz der phasensynchronisierten Schleifenschaltung mittels des Spannungsabfalles
am Widerstand, wobei die Spannung effektiv am Eingang der Schwellwertschaltung TC auftritt. Der in Reihe geschaltete
Widerstand R1S bezeichnet dann die obere und untere Grenze oder mit anderen Worten die maximale Ab-
320A228 UO" ·■- --:-" "
Hl
-*€- 8!P 82 t 6D£
weichung von der Mittelpunktfrequenz.
Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators VCO wird durch die Bezeichnung J in dem Zeitdiagramm
in der FIG 7 dargestellt. Dieses Signal wird
dem Steuereingang des Phasenvergleichers PC zugeführt, verstärkt und insbesondere mittels des Transistors TS11
invertiert. Die Transistor-Ausgangssignale bilden die regenerierte Taktpulsfolge, die im Zeitdiagramm L in
FIG 7 dargestellt ist. Diese Taktpulsfolge wird auch . zur Steuerung der D-Flip-Flop-Schaltung verwendet um den
Strom der Datenbits, die am Ausgang der Vergleicherstufe mit der regenerierten Taktpulsfolge erscheinen, zu
synchronisieren.
Si P 8 2 1 δ DE
Serieller Pulsrahmen Synchronisiereinrichtung SPS (FIG 8,9)
Es wurde bereits erläutert, daß die serielle Datenpulsfolge, die in der digitalen Fernsprechstation bzw. Vermittlungsstation
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,192 KBit/Sekunde ist. In Bezug auf die
FIG 2 und 3 wurde beschrieben, daß jeder serielle Datenpulsrahmen drei Bytes enthält und zwar jeweils bestehend
aus acht Bits. In jedem Pulsrahmenanteil dieser Bits besteht das Synchronisierungs-ZSignalisierungsbyte aus
sieben Synchronisierungsbits und aus einem Signalisierungsbit.
Durch die Synchronisierungsbits kann der fortlaufende serielle Datenstrom durch die serielle Pulsrahmensynchronisiereinrichtung
SFS festgestellt werden. Durch die Bewertung des Zeitpunktes des Erscheinens des Synchroni sierungs
/können die drei Bytes eines Pulsrahmens, die erzeugt
wurden und unabhängig voneinander übertragen sind, identifiziert werden. Aus diesem Grunde muß der 7-Bits-Code,
der aus den Synchronisierungsbits besteht, nur eine geringfügige Wechselbeziehung mit den codierten
Dateninformationen aufweisen und zwar weder mit den normalen Dateninformationen noch mit einer freien Kanalcode.
Statistische Studien haben gezeigt, daß die Bitfolgen 0011011 diese Bedingungen erfüllt. Dementsprechend
besteht ein invertierter Synchronisierungsbitcode
aus den Serien 1100100.
Die serielle Pulsrahmensynchronisiereinrichtung besteht im wesentlichen aus drei Einheiten, ein Serien-Parallel-Umsetzer
zur Umsetzung der seriell empfangenen Daten in einem 8-Bit-Parallel-Format, eine logische Einheit zur
fortlaufenden Bewertung des momentanen Zustandes des Seriell-Parallel-Umsetzers und ein Zeitkanalgenerator
'3204223 ÜO":..·-:"■*
-5?*r- BiP 82 16 DE
zur Erzeugung von drei Ausgangssignalen unter Steuerung eines Synchronisierpulses, wobei die drei Ausgangssignale fortlaufend mit einem der drei Bytes eines Pulsrahmens
erscheinen.
In Übereinstimmung mit der Schaltung in PIG 1 empfängt die serielle Pulsrahmensynchronisereinrichtung SFS eine
192 KHz Taktpulsfolge an einem Takteingang 200 (PIG 8)und
serielle Daten an einem Dateneingang 201. Dem Serien-Parallel-Umsetzer
in der seriellen Pulsrahmensynchronisiereinrichtung
SFS ist ein Schieberegister SR zugeordnet. Das Schieberegister SR ist als zweifach 4-Bit-Schieberegister
mit zwei entsprechenden seriellen Dateneingängen DATA A und DATA B vorgesehen und zwei Gruppen von Vier
parallelen Ausgängen A1 bis A4 und B1 bis B4 sind vorhanden. Diese zwei 4-Bit-Schieberegister sind durch
Kurzschließen des wichtigsten Ausganges A4 der ersten Stufe mit dem zweiten seriellen Dateneingang DATA B in
Kaskade geschaltet. Der erste serielle Dateneingang DATA A ist zum Dateneingang 201 der seriellen Pülsrahmensynchronisiereinrichtung
SFS verbunden. Die Funktion des Schieberegisters SR wird durch Taktsignale CLK-gesteuert,
welche Signale durch einen Inverter I 21 bezüglich der Taktsignalpulsfolge CLK invertiert werden.
Die Taktpulsfolge CLK wird dem Taktpulseingang 200 zugeführt.
Zur Feststellung der sieben Synchronisierungsbits eines Pulsrahmens ist eine Synchronisierungsfeststellogik
am Ausgang des Schieberegisters SR vorgesehen. Diese Logik enthält signifikante ,parallele AusgangeA2
bis A4 und B1 bis B4 des Schieberegisters SR entweder direkt oder über einen der Inverter verbunden.
Die UND-Gatter A21 und A22 sind alle O-Detektoren und
sind abwechselnd?wenn der Zustand des Schieberegisters SR das normale oder das invertierte Synchronisierungsbitmuste.r
feststellt;wirksam.
81 P 8 2 1 6 DE
Es ist vorstehend beschrieben, daß die aufeinanderfolgende
Pulsrahmen die Eigenschaft haben, daß abwechselnd ein normales und ein invertiertes Synchronisierungsbitmuster
erscheint. Zur betriebssicheren Funktion wird jetzt festgestellt, daß zwei aufeinanderfolgende Pulsrahmen
das normale und das invertierte Synchronisierungsbitmuster
innerhalb eines vorgegebenen Abstandes, der bestimmt wird durch den Datenpulsrahmen, ausgewertet wird.
Dies wird durch Zählung der Taktpulse erreicht, die nach Peststellung eines der Synchronisierungsbitmusters er-
izwar 7
scheinen und! durch Bewertung des -^Standes des Schieberegisters
SR und ein Pulsrahmen später., wenn dann das invertierte Synchronisierungsbitmuster vorhanden
ist.
Um diese Funktion durchzuführen ist ein 24-Bit-Zähler
in Übereinstimmung mit dem gewählten Pulsrahmen, der mittels zwei Kaskade geschalteten 16-Bit-Zähler C21
und C22 zugeführt wird, vorgesehen. Der erste Zähler C21
20'wird durch das 192 KHz Taktsignal CLK gesteuert, welches
am Taktpulseingang 200 der seriellen Pulsrahmensynchronisiereinrichtung
SFS empfangen wird. Es erzeugt ein übertragungsausgangssignal an seinem Übertragungsausgang CO,
wenn der maximale Zählerstand erreicht wird. Dieses Ausgangssignal wird als Zählerstartsignal einem Zählerstarteingang
EP des zweiten Zählrs C22 zugeführt, der durch die invertiertsiTaktpulse CLK-gesteuert wird.
Beide Zähler werden normalerweise durch eine vorbestimmte Startzählereinstellung voreingestellt und zwar durch
ein Voreinstellsignal, welches parallel zu ihren Belastungseingängen LD zugeführt wird. Dieses Voreinstellsignal
wird am Ausgang eines ODER-Gatters 0R21 erzeugt, welches ODER-Gatter zwei Eingänge hat, die jeweils mit ·
einem entsprechenden Ausgang des ersten UND-Gatters A21 und dem Übertragungsausgang CO des zweiten Zählers C22
¥7
81 P 8 2 1 B DE
verbunden sind.
• Auf diese Weise erscheint ein Ausgangssignal am Übertragungsausgang
CO des zweiten Zählers C22 und zwar immer dann wenn 24-Bit der 19'2 KHz Taktpulsfolge
passiert sind. Mit anderen Worten der Signalzustand des ersten UND-Gatters A21, welches ein Synchronisierungsbitmuster
feststellt, wird für die genaue Zeitdauer eines Pulsrahmens zwischengespeichert und erscheint
dann am Übertragungsausgang CO des zweiten
Zählers C22. ·
Zu diesem Zeitpunkt überträgt das zweite UND-Gatter A22
der Synchronisierungsfeststellogik ein Signal mit dem Pegel "1", wenn das Bitmuster, das ein Pulsrahmen früher
auftritt, in Wirklichkeit ein Synchronisierungsbitmuster
entsprach. Die Signale,die am Übertragungsausgang CO des zweiten Zählers C22 und des zweiten UND-Gatters
A22 erscheinen, werden verständlicherweise durch ein weiteres UND-Gatter A23 gesteuert, das ein
Ausgangssignal mit dem Signalpegel "1" erzeugt, welches
Signal genau nach einer Serie von 48 Pulse der 192 KHz Taktpulsfolge CLK erscheint. Dieses Ausgangssignal des
UND-Gatters A23 ist das Synchronisierungssignal SYNC,
welches den seriellen Datenstrom zum richtigen PuIsrahmen sperrt.
Der beschriebene Stromkreis wird mit einem Minimumaufwand an Hardware ausgeführt und hat eine sehr hohe Geräuschunempfindlichkeit.
Wenn beide Synchronisierungsbits in Form der Ausgangssignale der UND-Gatter A21
und A22 festgestellt worden sind, bleibt der entsprechende Stromkreis durch diese Synchronisierungsbits gesperrt.
Das einzige Mal daß der genannte Stromkreis die Synchronisierung verliert, ist dann, wenn das Synchroni-
_jrt Γ Sl P 8 2 16 DE
sierungssignal zeitlich verschoben auftritt. Dem hingegen verursacht keinerlei Störsignal, daß in Verbindung
mit Synchronisierungsbits auftritt einen Verlust der
Synchronisierung wenn einmal der Synchronisierungszustand
festgestellt worden ist.
Das Synchronisierungssignal SYNC steuert den Zeittakt
generator zur Feststellung der drei unterschiedlichen Bytes in einem Pulsrahmen mittels der drei Zeitsignale
MSynchronisierung-/Signalisierung eingeschaltet" SSE
"Primärkanal eingeschaltet" PCE und "Sekundärkanal eingeschaltet" SCE. Jedes dieser Signale erscheint eins nach
dem anderen und kennzeichnet während des Signalpegels "1" einen Zeitabschnitt, zu dem ein entsprechendes Byte
der drei je Pulsrahmen vorhandenen Bytes auftritt.
Um diese Funktion zu erhalten ist der Zeittaktgenerator von einem weiteren 8-Bj.t-Zähler C23 versehen, der
die invertierten Taktsignale CLK an seinem Takteingang empfängt. Der Zähler ist als ein durch acht teilender
Zähler bezeichnet und erzeugt an seinem Ausgang Q3 eine 24-KHz-Pulsfolge, die durch einen weiteren Inverter
invertiert wird und normalerweise den Takteingängen zweier weiterer D-Flip-Flop-Schaltungen FF21 und FF22
zugeführt wird. Ein Q-Ausgang der ersten Flip-Flop-Schaltung FF21 des ZeittBktgenerators ist mit dem D-Eingang
der zweiten Flip-Flop-Schaltung FF22 verbunden. Der Q-Ausgang der zweiten Flip-Flop-Schaltung FF22 ist mit
dem Rückstelleingang der ersten Flip-Flop-Schaltung FF21 des Zeitkanalgenerators verbunden. Auf diese Weise wird
die Zurückstellung der ersten Flip-Flop-Schaltung FF21 immer dann erreicht, wenn die zweite Flip-Flop-Schaltung
FF22 gesetzt wird.
Wie nachfolgend erläutert wird erzeugt die erste Flip-
SIP 8 2 1 6 OE
Flop-Schaltung FF21 im wirksamen Zustand das Primärkanal-Einschaltesignal
PCE wenn die zweite Flip-Flop-Schaltung FF22 im wirksamen Zustand das zweite Takteinschaltesignal
an seinem Q-Ausgang aufweist. Beide Signale werden einem entsprechenden invertierten Eingang eines
weiteren UND-Gatters A24 zugeführt. Das UND-Gatter A24 ist wirksam, wenn sowohl das Primärkanal-Einschaltesignal
PCE als auch das Sekundärkanal-Einschaltesignal SCE einen Signalpegel "0" aufweisen. Auf diese Weise
erzeugt das Ausgangssignal· dieses weiteren UND-Gatters A24 das Synchronisierungs-/Signalisierungs-Einschaltesignal
SSE.
Dem Zeitkanalgenerator ist eine weitere D-Flip-Flop-Schaltung
FF23 zugeordnet, welche einen Dateneingang D aufweist, der mit dem geringst signifikanten Ausgang A1
des Schieberegisters SR verbunden ist und der einen Takteingang aufweist, welcher mit dem Q-Ausgang der
ersten Flip-Flop-Schaltung des Zeittaktgenerators in
Verbindung steht. Die D-Flip-Flop-Schaltung FF23 wirkt als Synchronisiereinrichtung zur Feststellung, des Signali
sierungsbits, welches am geringst signifikanten Ausgang des Schieberegisters zu dem Zeitpunkt vorhanden
ist, der mit der ansteigenden Flanke des Primärkanal-Einschaltesignals PCE übereinstimmt.
Die Funktion der seriellen Pulsrahmensynchronisiereinrichtung,
dessen Ausführungsform vorstehend beschrieben ist.wird jetzt anhand der verschiedenen Zeitdiagramme
in FIG 9 beschrieben. Das erste Zeitdiagramm kennzeichnet die 192 KHz-Taktpulsfolge CLK, welche dem Takteingang
200 zur Synchronisiereinrichtung SFS zugeführt wird. Der Strom der seriell ankommenden Daten, der am
Dateneingang.201 der seriellen Pulsrahmensynchronisiereinrichtung
empfangen wird ist mit dem zweiten Zeitdiagramra in FIG 9 dargestellt. An der linken Seite und an
81 P 8 2 1 6 DE
der rechten Seite dieser Pulsfolge ist beim Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, daß zwei aufeinanderfolgende
Muster der Synchronisierungsbits erscheinen. Ausgehend von diesem Signalzustand, ist der Verlauf der Pulsrahmen
im oberen Teil der FIG 9 angedeutet. Das dritte Zeitdiagramm in FIG 9 zeigt die Wellenform der Taktpulsfolge
in invertierter Form, die als "CLK bezeichnet wird.
Diese drei Pulsfolgen bilden die Eingangssignale für
alle übrigen Wellenformen, die in FIG 9 gezeigt sind.
• ' · ■ Das vierte Zeitdiagramm in FIG 9
stellt die Funktion des Schieberegisters SR in Abhängigkeit des Ausgangssignals dar, das am wenigst signifikanten
Ausgang A1 des Schieberegisters SR erscheint.
Wie aus einem Vergleich mit dem Datenfluß nach dem zweiten Zeitdiagramm ersichtlich'ist, haben die Ausgangspulse
eine Verzögerung von einer halben Bitzeit. Dies ist die Folge der Steuerung des Schieberegisters durch
die invertierten Taktpulse CLK. Im vierten Zeitdiagrainm
ist der Zeitverlauf der den Zählern C21 und C22 zugeführten
Pulse gezeigt, die am Ausgang des ODER-Gatters 0R21 erzeugt werden. Diese Signale erscheinen, wenn das
Signalmuster an den meist signifikanten Ausgängen A2 bis A4 und B1 bis B4 des Schieberegisters SR das Synchronisierungsmuster
wiedergibt. Die Signale können auch mittels des Ubertragungsausgangssignal des zweiten Zählers
C22 der seriellen Pulsrahmensynchronisiereinrichtung bestimmt werden. Diese Signale erscheinen alle
24 Bit der invertierten Taktpulsfolge CLK in synchroner Betriebsweise.
Das sechste Zeitdiagramm zeigt die Zeitbedingungen des Synchronisierungsbits SYNC, welcher identisch mit dem
Ausgangssignal des UND-Gatters A23 ist. Dieses Signal wird sowohl einem Rückstelleingang des dritten Zählers
S3 P 8 Z 1 öuc
C23 als auch einem Eingang der ersten D-Flip-Flop-Schaltung
FF21 des Zeit.fc3.kt generators zugeführt. Auf diese
Weise wird der dritte Zähler C23 nullgestellt und gibt ein Ausgangssignal an seinem Ausgang Q3 nach Ablauf
von acht weiteren Taktpulsen ab. Gleichzeitig wird die dritte D-Flip-Flop-Schaltung FF21 gesetzt, wodurch an
seinem Ausgang Q das Primärkanal-Einschaltesignal PCE erzeugt wird. Der nächste Übergang von "1" auf VO'J des
Ausgangssignals des dritten Zählers C23 veranlaßt die
"10 zweite Flip-Flop-Schaltung FF22 des Zeit.fcakt-generators
die Dateninformationen,die an seinem Dateneingang D.zugeführt
werden^aufzunehmen. Die zweite Flip-Flop-Schaltung
erzeugt bei diesem Zustand das zweite Kanalfreigabesignal
SCE und ein Rückstellsignal für die erste Flip-Flop-Schaltung
FF21. Hierbei wird bewirkt, daß der nachfolgende übergang vom "1" zum "O" Pegel des Ausgangssignales
des dritten Zählers C23 die erste Flip-Flop- Schaltung FF21, nicht erneut aktivieren kann, so
daß der Zustand für zwei aufeinanderfolgende Taktpulsfolgen unverändert bleibt.
Die gleichen Taktpulse,die über die erste Flip-Flop-Schaltung
FF21 gesperrt sind, bringen die zweite Flip-Flop-Schaltung
FF2 in den Rückstellzustand. Hierbei wird das zweite Kanalfreigabe signal SCE unwirksagigeschaltet
und weiterhin wird die erste Flip-Flop-Schaltung FF21 des Zeitkanalgenerators entsperrt und kann
erneut mittels der folgenden Taktpulse gesetzt werden. Weil beide Flip-Flop-Schaltungen FF21 und FF22 also
für eine Zeitspanne von acht 192 KHz-Taktpulse zurückgesetzt sind, wird zwischen der Rückflanke des zweiten
Kanalfreigabesignals SCS und der ansteigenden Flanke
des Primärkanal-Freigabesignals PCE das Synchronisierungs-/Signalisierungs-Freigabesignal
SSE am Ausgang des UiND-Gatters A24 erzeugt werden. Der zeitliche Ver-
Sl
-Jf5-.
δίΡ 82 1 6 OE
lauf der drei Freigabesignale PCE,-SCE und SSE können
den Zeitdiagrammen 8 bis 10 in FIG 9 entnommen werden.
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. ** . θ! P 8 2 t δ DE
Der Aufbau des Synchronisierungs-ZSignalisierungsgenerators
SSG und seine Beziehung zur digitalen Sende-/ Empfangseinrichtung DTR, zur seriellen Pulsrahmen-Synchronisiereinrichtung
SFS und zum Mikrocomputer M ist in FIG 10 gezeigt. Wie vorstehend bereits beschrieben
werden über die digitale Sender/Empfangseinrichtung digitale Daten in bereits beschriebenen PuIsrahmen
zur seriellen Pulsrahmen-Synchronisiereinrichtung SFS über die "serielle Dateneingabeleitung"des
internen Datenübertragungsleitungsbündels übertragen. Die digitale Sende-/Smpfangseinrichtung SSG empfängt
also digitale Daten in diesen Pulsrahmen über die "serielle Datenausgabe"-Leitung des internen Datenübertragungsleitungsbündels
zwecks Übertragung über die Fernsprechleitung TL. Schließlich erzeugt die digitale
Sende-/Empfangseinrichtung DTR ein 192 KHz-Taktsignal
aus den Signalen, die über die Verbindungsleitung RL empfangen werden. Der 192 KHz-Takt wird sowohl dem
Synchronisierungs-/Signalislerungsgenerator SSG und
der seriellen Pulsrahmen-Synchronisiereinrichtung SFS als auch anderen Bestandteilen der digitalen Femsprechstation
bzw. Vermittlungsstation (in FIG 10 nicht gezeigt.) zugeführt.
Die serielle Pulsrahmen-Synchronisiereinrichtung SFS leitet ein Bit von jedem 125 MikroSekunden-Pulsrahmen
sowohl zum Eingangstor P27 als auch zum Prograramunterbrechungseingang
IOT- des Mikrocomputers M. Dieses Bit erscheint in der B1-Bitlage des ersten Datenwortes im
Pulsrahmen und kann entweder ein Startbit, ein Signalisierungsbit
oder ein Stopfbit darstellen.
Vie bereits vorstehend erläutert erzeugt die serielle
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- V? - δί Ρ 8 2 1 6 DE
Pulsrahmen-Synchronisiereinrichtung drei Freigabesignale:
Das.Synchronisierungs-ZSignalisierungsffeigabesignal
SSS, das "Primärkanäl-Freigabesignal PCE und
das Sekundärkanal-Freigabesignal SCS. Diese Signale werden dem Synchronisierungs-/Signalisierungsgenerator
SSG zugeführt. Das Signal PCE wird auch dem mit TO bezeichneten
Prüfeingang des Mikrocomputers M zugeführt.
Der Mikrocomputer M erzeugt aufeinanderfolgend Start-, Signalisierungs- und Stopfbits und überträgt diese
zum Synchronisierungs-/Signalisierungsgenerator über sein Ausgangstor P17 und die Leitung SO. Diese Bits
werden aufeinanderfolgend in einer Flip-Flop-Schaitung
FF31 zwecks nachfolgende Einschiebung in der B1-Bixlage des Schieberegisters SR über eine Eingabeleitung SSDI
zwischengespeichert. Der Synchronisierungscode 0011011,
und sein inverser Wert 1100100 sind· in dem Schieberegister
SSR über die zwei Ausgänge einer zweiten Flip-Flop-Schaltung FF32 zugeführt. Diese zweite Flip-Flop-Schaltung
FF32 wird einmal pro Pulsrahmen durch das. zweite Kanalfreigabesignal SCE getaktet- Diese Flip-Flop-Schaltung
ist so ausgeführt, daß die SCE-Pulse durch zwei geteilt werden, wozu diese Flip-Flop-Schaltung,beim
Empfang jedes Sekundärkanal-Freigabesignals SCE gekippt wird.
Das Schieberegister SSR empfängt auch das Sekundarkanal-Freigabesignal
SCE. Wenn dieses Freigabesignal vorhanden ist 7wird das Schieberegister geladen und behält
den Inhalt ohne Durchlauf. Am Ende des Sekundärkanal-Freigabesignals SCE schiebt das Schieberegister
seinen Inhalt mit dem 192 KHz-Takt über einen Zwischenspeicher TB, der drei Ausgabezustände aufweist. Dieser
Zwischenspeicher TB wird durch das Synchronisierungs-/
Signalisisrungs-Freigabesignal SSE "freigegeben um den
SS
-XQ-
8ίΡ 82 16DE
Inhalt des Schieberegisters SR zur "seriellen Datenausgabe
"-Leitung des internen Datenübertragungsleitungsbündels zu geben. Der Zwischenspeicher TB mit den drei
Ausgangszuständen (Tri-state) sperrt das Schieberegister bezüglich der "seriellen Datenausgabe"-Leitung
für die Zeitdauer, zu der das zweite Datenwort und das dritte Datenwort des Pulsrahmens übertragen werden.
Die FIG 11 zeigt die Zeitdiagramme der Signale, die an den Leitungen in FIG 10 für eine Zeitdauer eines übergeordneten
Pulsrahmens (4 Millisekunden) erscheinen. Es ist gezeigt, daß der Mikrocomputer M ein Startbit
an seinen Eingängen P27 und INT- gleichzeitig mit der Vorderflanke des Primärkanal-Freigabesignals PCE
"15 empfängt. In entsprechender Weise erscheint ein Startbit am Ausgang der Flip-Flop-Schaltung FF31 über die
Leitung SSDI beim Auftreten der Vorderflanke der.nächsten, nachfolgenden Pulse des Primärkanal-Freigabesignales
PCE. Auf diese Weise werden alle Start-, Signalisierungs- und Stopfbits vom Mikrocomputer M um
einen 125 Mikrosekunden Pulsrahmen eher empfangen als die Bits über die erste Flip-Flop-Schaltung PF31 zum
Schieberegister gegeben werden und zwar entsprechend der einmaligen Pulsrahmenverzögerung, die durch diese
Flip-Flop-Schaltung FFJJI verursacht wird. Die Verwendung
der Flip-Flop-Schaltung FF31 zur Speicherung eines Bits pro Pulsrahmenperiode ist erforderlich, weil der
Mikrocomputer durch den Empfang-eines Bits in seiner
zeitlichen Funktion festgelegt ist und nur danach ein · Bit über seinen Ausgang P17 aussendet.
Der Mikrocomputer M stellt ursprünglich eine Synchronisierung
mit dem übergeordneten Pulsrahmen durch Überwachung der 3its her, die an seinen Eingängen P27 bei
23 Stopf-Bits und ein nachfolgendes Stärtbit erscheinen.
-jef-
81 P 8 2 1 SDE
Wenn einmal eine Synchronisierung erreicht ist,schaltet
der Mikrocomputer sein Interrupt INT- nach Empfang acht entsprechender Signalisierungsbits bis kurz vor
dem erwarteten Empfang des nächsten Startbits ab. Auf diese Weise kann der Mikrocomputer nicht durch ein
Stopfbit, welches in fehlerhafter Weise eine "O" anstelle
einer "1" ist, unterbrochen werden,so daß der Mikrocomputer seine anderen Funktionen weiterhin fortsetzt,
solange die Stopfbits empfangen werden.Der Mikrocomputer
funktioniert asynchron bezüglich des eigenen hohen Frequenztaktes. Die Mikrocomputer Software oder
Firmware wird dazu verwendet, die erwarteten Eintreffzeiten der Pulse über die Leitung SI zu bestimmen.
Da die erfindungsgemäße Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation
vollkommen eigenständig arbeitet und hinsichtlich seiner Funktionen nicht von der Vermittlungsanlage abhängig istTwird eine Redundanz bezüglich der
übertragenen Signalinformationen benötigt, um Probleme beim Empfang eines fehlerhaften Signalisierungsbits
zu vermeiden. Ein fehlerhaftes Signalisierungsbit kann die Ursache einer Fehlfunktion der Teilnehmerstation
bzw. Vermittlungsstation nicht nur während bestehender Verbindungen,sondern auch in der Zwischenzeit verur-Sachen,
da die Teilnehmer- bzw. Vermittlungsstation .fortwährend auf Empfang geschaltet ist.
Um die mögliche Fehlerquote möglichst weit herabzusetzen vergleicht der Mikrocomputer die drei Bytes
Bit für Bit und beantwortet den Signalisierungsbefehi nur wenn mindestens zwei der drei Bytes gleich sind.
Auf diese Weise entspricht der Mikrocomputer der Mehrheit der Signalisierungsbytes.
8!P 82 i 6 OE
Wie vorstehend beschrieben, ist die erfindungsgemäße
digitale Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation für doppeltgerichteten Verkehr mit einer Fernsprechübertragungsleitung
TL/RL verbunden. Diese Station enthält die digitale Sende-VEmpfangseinrichtung DTR, die
über die vorgenannte Verbindungsleitung TL/RL zum Senden und empfangen von digitalen Sprachinformationen, von
Dateninformationen, von Signaldatenf'und andere. Informationen
über die Verbindungsleitung TL/RL und auch über die interne Datenübertragungslertung IB verbunden ist.
Die Synchronisiereinrichtung SFS für in Pulsrahmen übertragenen seriellen Daten stellt die Synchronisierungsbits
fest und steuert die exakte Zeitsteuerung der
Zeitkanäle in den Datenübertragurigskanälsijsowohl jedes
Pulsrahmens als auch für ankommende und abgehende Sprache und Datenübertragung. ,/■
Die erfindungsgemäße Ausführungsform der digitalen Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation ermöglicht
in einfacher Weise ein Anschließen an vieradrigen' Fernsprechleitungen, auf diese Weise kann sehr einfach und
effektiv das Senden und Empfangen von synchronisierten PCM-Daten erfolgen, welche sowohl Sprachinformationen
als auch andere Daten und Signale beinhalten können.
Ferner ist entweder das Primärcodec/PCM-Filter PCF oder
zumindest ein Sekuhdärcodec/PCM-Filter SCF mit der internen
Datenübertragungsleitung IB verbunden . und sind über Schaltmittel eines sprachgesteuerten
Analogstromkreises VAC ein Mikrofon, Hörer und Lautsprecher der Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation
anschaltbar, so daß nur ein Kanal für PCM-SprachÜbertragung notwendig ist und ferner wenigstens ein
oder mehrere Kanäle zusätzlich für die gleichzeitige Übertragung weiterer Datenwörter im PCM-Pulsrahmen vor-
81 P 8 2 t 6 DE
handen ist. Auf diese Weise ist es also möglich vollständig
unabhängig voneinander zwei oder mehr Arten von Daten zu senden bzw. zu empfangen. Dies beinhaltet
auch, daß die interne Datenübertragungsleitung IB mit zusätzlichen peripheren Einrichtungen für zusätzliche
Funktionen verbunden werden kann.
Wenn die interne Datenübertragungsleitung IB mit einem peripheren Datenübertragungssystem verbunden ist, kann
der Teilnehmer, der die Teilnehmerstation erfindungsgemäß benutzt, gleichzeitig sowohl die Sprachinformationen
senden und empfangen, als auch jede andere Art von Daten, beispielsweise die Daten eines externen Rechners.
Die Sende-/Empfangseinrichtung DTR erzeugt Pulse in
einem vorbestimmten Zeitplan mit der erforderlichen Breite und die Synchronisiereinrichtung SFS für in Pulsrahmen
übertragenen seriellen Daten gibt die Datenbytes in den richtigen Zeitkanälen des Rahmens. Dieser PuIsrahmen
enthält zumindest eine erste Vielzahl von Synchroni si erungsbits mit zumindest ein zusätzliches Signali
sierungsinformationsbit als erstes Wort und mit zumindest eine zweite Vielzahl von Sprachinformationsbits
und/oder Dateninformationsbits als ein zweites Wort. Jedes Wort hat ein Byte Informationsinhalt. Auf
diese Weise ist die Übertragung der Synchronisierungsbits, Signalisierungsbits, Sprach- und andere Datenbits
PCM-compatibel und sind in einer einfachen, programmierbaren
Weise organisiert.
In kleinen Systemen,die keine periphere Einrichtungen
aufweisen, kann ein Pulsrahmen in einfacher Weise gebildet werden und zwar mit nur zwei Bytes. In größeren
Systemen stellt das zweite Byte in einem Pulsrahmen ein
_ Ä _ . 81 P 8 2 1 6 DE
Sprachwort dar, während das dritte Byte ein anderes Sprach- oder Datenwort wiectargibt. Auf diese Weise
kann der Fernsprechapparat als eineNachrichtensystem einheit
für bestimmte peripheren Einrichtungen derart dienen, daß ein Datensystem über eine digitale Schnittstelle
DDI verbindbar ist. Dementsprechend ermöglicht der Pulsrahmen die gleichzeitige Übertragung verschiedener
Datenarten über getrennte Kanäle desselben Pulsrahmens .
Leitungs- und Funktionstasten KL, Wähltasten KD, eine
alphanumerische Anzeigevorrichtung AD und eine Teilnehmernachrichtendrucker SMDR sind direkt oder indirekt
über logische Mittel KLO mit dem Mikrocomputer M der Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation gemäß der
Erfindung verbindbar um eine sehr dienstleistungsgünstige Ein- und Ausgabe zu ermöglichen. Diese Ein-
und Ausgabeeinrichtungen werden mit einer geringeren Geschwindigkeit betrieben als das vorstehend beschriebene
Datensystem für die Übertragung von Sprach- und andere Daten.
Ferner ermöglicht der sprachgesteuerte Analogstromkreis
der digitalen Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation, welche durch den Mikrocomputer M gesteuert
wird, eine zusätzliche Übertragung von Sprachdaten über eines der beiden Codec/PCM-Filter in einem der
entsprechenden Pulsrahmenwörter oder Kanäle. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur die Übertragung von
Daten eines Datensystems gleichzeitig mit der PCM-Sprache, sondern auch beispielsweise eine Rückfrageverbindung
mit einem entfernten anderen Teilnehmer oder eine andere, zwischenzeitliche Verbindung mit einem anderen
Teilnehmer unabhängig des ursprünglichen Anrufes. Zu
BiP 8 2 1 6 OE
diesem Zwecke werden zusätzliche Teilnehmersignale des rufenden bzw. gerufenen Teilnehmers vom Mikrocomputer
M bewertet um auf diese Weise Schaltbefehle zu erzeugen, die den sprachgesteuerten Stromkreis und seine
zugeordneten Mittel VAC zur Veranlassung der Verbindung unterschiedlicher peripheren Einrichtungen mit
der Teilnehmerstation bzw. Vermittlungsstation zu steuern. Hierdurch ermöglicht die optimale Verbindung
eines und/oder beider Codec/PCM-Filter PCF, SCF auch die Verwendung von mehr als einem Übertragungskanal
sowohl getrennt als auch gleichzeitig.
Die Anzahl Pulsrahmenwörter bestimmen die mögliche Anzahl peripherer Einrichtungen ,die gleichzeitg mit der
Verbindungsleitung der digitalen Fernsprechstation bzw. Vermittlungsstation verbindbar sind. Mit anderen
Worten die Zahl 8-Bit-Wörter in einem Pulsrahmen bestimmen die Anzahl Funktionsmöglichkeitenrdie in der
Fernsprechstation bzw. Vermittlungsstation integrierbar sind. Wenn drei oder mehr Wörter vorgesehen sind
und dabei beispielsweise zwei oder mehr Übertragungskanäle ,be steht die Möglichkeit gleichzeitg und unabhängig
voneinander zwei oder mehrere analoge Fernsprechkanäle VAC, mindestens ein Datensystem DDE und auch
Video-Endgeräte und/oder Drucker usw. mit der Vierdrahtübertragungsleitung
TL/RL zu verbinden.
Claims (14)
- 81 Ρ'82 16 OEPatentansprücheSynchronisiereinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage, insbesondere für eine über eine Fernsprechleitung angeschaltete Fernmeldeendstelle, zur Steuerung der Aussendung serieller Daten in einer vorbestimmten Zeitfolge in Abhängigkeit eines Zeittaktes, derart, daß aus mehreren Wörtern zusammengesetzte Pulsrahmen gebildet werden, wobei ein erstes Wort in einem binären Synchronisierungscode zur Wiedererzeugung einer fortlaufenden seriellen Datenfolge und in einem Signalisierungscode zur Ermöglichung von Steuerfunktionen in der digitalen Fernmeldeanlage und wobei zumindest ein weiteres Datenwort in einem Binärcode vorgesehen ist und daß die Synchroni si erungseinrichtung mit der S'endeseiije der tfbertragnngsleltuiig· , zur Wiedergewinnung ausgerichteter, aufeinanderfolgender Pulsrahmen mit jeweils seriellen Datenfolgen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Synchronisierungseinrichtung (SFS in FIG' 1 bzw. in FIG 9) ein äJ-e über die übertragungsleitung ,. ankommenden, seriellen Daten in einem Parallelcode umsetzenden, Serien-/ßrallel Umsetzer (SR in FIG 8) enthält, der über ein logisches Synchronisierungsnetzwerk (SDL in FIG 8) und über eine nachfolgende Verzögerungsanordnung (C21, C22 in FIG 8) einem zugeordneten Zeitkanalgenerator (TSG) jeden zweiten Pulsrahmen ein Synchronisierungssignal liefert, so daß an unterschiedlichen Ausgängen (beispielsweise PCE, SSE) des äTeitkanalgenerators (TSG) die Zeitdauer der Weitergabe eines jeweiligen Datenwortes eines Pulsrahmens kennzeichenbar ist.
- 2. Synchronisiereinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Serien-/Parallelumsetzer (SR in FIG 8) für eine Kapazität jeweils eines Wortes in3204225 ::JO- U.::*. Ό.:.\f. 8! P 8 2 1 6 OEeinem Pulsrahmen ausgebildet ist und ein mit der ankommenden _ ' leitung (RL in FIG 1) in Verbindung stehender Eingang (201) für serielle Daten, ein" Takteingang (CK),, der mit der Systemtaktpulsleitung (200 in FIG 8, CLK in FIG 1) verbunden ist, und eine Vielzahl von parallelen Datenausgängen (A2 bis A4, B1 bis B4 in FIG 8) aufweist und dieser Serien-ZParallelumsetzer (SR) mit dem Synchronisierungsnetzwerk (SDN) mit parallelen Eingängen, die jeweils mit einem entsprechenden Ausgang der parallelen Datenausgängen (A2 bis A4, B1 bis B4) des Serien-/Parallelumsetzers (SR) verbunden sind und wobei über einen ersten und einen zweiten Ausgang (al, a2) des Synchronisierungsnetzwerkes (SDL) ein erstes und ein zweites Steuersignal dann auftritt, wenn bei einem bestimmten Zustand an den genannten, parallelen Datenausgängen des Serien-/Parallelumsetzers (SR) ein Synchronisierungscode in Form eines normalen Synchronisierungsbitmusters bzw. ein invertiertes Synchronisierungsbitmuster auftritt.
- 3. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Synchronisierungsnetzwerk (SDL) das erste Steuersignal. Zeitschal tmitteln4" zur Verzögerung dieses Signales für eine Zeitdauer, die mit der Zeitdauer übereinstimmt, die für den Empfang eines Pulsrahmens erforderlich istfzuleitet und wobei diese Mittel (C21, C22) zur Verzögerung des ersten Steuersignales mit einem UND-Gatter (A23) verbunden sind .,welche· einen ersten und einen zweiten Eingang η sowie einen Ausgang für die Erzeugung eines Synchroni- · sierungs-signaleäaufweist und wobei dieses Synchronisierungssignai|deden zweiten Pulsrahmen abgegeben wird und das UND-Gatter mit seinem ersten Eingang mit den Mitteln.(C21, C22) zur Verzögerung des Steuersignales +(C21,C22)-**- 81 P 82 1 6DEund mit dem zweiten Eingang zum zweiten Ausgang des Synchronisierungsnetzwerkes (SDL) verbunden ist.
- 4. Synchronisieningseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Synchronisierungseinrichtung weiterhin ein Zeitkanalgenerator (TSG) mit einem Takteingang (CK1) zum Empfang der Systemtaktpulsfolgen (CLK), mit einem Eingang zum Empfang des genannten Synchronisierungssignales (SYNC) angeordnet ist und wobei dieser Zeitkanalgenerator ein erster und ein zweiter Generatorausgang (SSE, PCE) aufweist, über die jeweils ein erstes bzw. ein zweites Steuersignal abgegeben wird und daß der Zeitkanalgenerator (TSG) ferner Mittel zur Zählung aufeinanderfolgender Taktpulse in Abhängigkeit des Synchronisierungssignales (SYNC) enthält, so daß während des Empfangs des ersten Datenwortes der erste Generatorausgang (SSE) und während des Empfangs des zweiten Datenwortes der zweite Generatorausgang (PCE) nacheinander für die Dauer eines Datenwortes eines der genannten Steuersignale abgibt
- 5. Synchronisierungseinrichtung für digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Serienparallelumsetzer (SR) aus einem 8-Bit-Schieberegister mit 8 parallelen Ausgängen besteht, wobei 7 dieser Ausgänge für die Feststellung der Synchronisierungsbits in einem der übertragenen Wörter des Pulsrahmens vorgesehen sind.
- 6. Synchronisierungseinrichtung für eine Fernmeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennze i c h η e t , daß das Synchronisierungsnetzwerk (SDL) eine Vielzahl von Invertern (11 bis 17) enthält,- S> _ "81 P 8 2 1 6 DEdie zwischen den Ausgängen des Schieberegisters (SR) und einem der beiden Gattern (A21 bzw. A22) liegen, und zwar derart, daß diese entweder dem Synchronisierungscode bzw. dem invertierten Synchronisierangscode bestimmen, feststellen um über die Ausgänge eines der beiden genannten Gattern (A21 bzw. A22) ein Steuersignal zu erzeugen.
- 7. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß über den Taktpulseingang (200) sowohl die Taktpulse für die Synchronisierungseinrichtung als auch über ein Invertierungsgatter (INV21) die invertierten Taktpulse für die Synchronisierungseinrichtung lieferbar sind.
- 8. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungsmittel eine Binärzähleranordnung (C21, C22) enthalten, welche in Abhängigkeit eines Steuersignals des ersten Gatters (A21) und in Abhängigkeit der Zählereinstellung über ein weiteres Gatter (0R21) die Gesamtanzahls Bits des jeweils nicht invertierten Synchronisierungscodes feststellt.
- 9. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet , daß die Binärzähleranordnung einen ersten und einen zweiten Binärzähler (C21 und C22) aufweist, welche sowohl Steuereingänge, Zählereingänge, Zählerfreigabeeingänge und Signalabgabeausgänge aufweist, wobei die Zählereingänge des ersten und zweiten Zählers mit der Systemtaktpulsleitung derart verbunden sind, daß eine Zählerstufe des ersten Zählers■ 81P 8 2 1 6 OEmit dem Wechsel von der negativen zur positiven Lage der Taktpulse und eine Zählerstufe des zweiten Zählers mit dem Wechsel der positiven zur negativen Lage der Systemtaktpulse wirksam wird und wobei der Freigabeeingang des ersten Zählers mit einer positiven Spannung verbunden ist und der Freigabeeingang des zweiten Zählers mit dem Ausgang des ersten Zählers verbunden ist und der Ausgang des zweiten Zählers das Ausgangssignal der Verzögerungsanordnung bestehend aus den beiden Binärzählern (C21 und C22) liefert.
- 10. Synchronisierungseinrichtung für eine Fernmeldeanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungsanordnung ein ODER-Gatter mit einem ersten und zweiten Eingang und einem Ausgang aufweist, wobei der erste Eingang mit dem Ausgang des ersten Gatters (A21) des Synchronisierungsnetzwerkes und der zweite Eingang mit dem Ausgang des zweiten Zählers verbunden ist und weiterhin der Ausgang des genannten ODER-Gatters (0R21) mit den Steuereingängen (LD) der Zähleranordnung (C21, C22) verbunden ist.
- 11. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 oder k, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitkanalgenerator entsprechend den drei Datenwörtern eines Pulsrahmens einen dritten Binärzähler mit einem Takteingang enthält, der beim Wechsel von der negativen zur positiven Lage der Taktpulsfolge wirksam wird und dessen Rückstelleingang mit dem invertierten Taktpulsausgang des im Takteingang liegenden Inverters (INV21) verbunden ist, so daß dieser Zähler die Anzahl Bits eines Datenwortes eines Pulsrahmens abzählt.8! P 8 2 1 6 DE
- 12. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitkanalgenerator zwei Kippschaltungen (FF21, FP22) enthält, deren Takteingänge mit dem Ausgang des zusätzlichen, dritten Zählers (C23) verbunden ist und wobei der Dateneingang der ersten Kippschaltung (FF21) mit positivem Potential und wobei der Dateneingang der zweiten Kippschaltung (FF22) mit dem Ausgang der ersten Kippschaltung (FF21) verbunden ist und ferner der Eingang der ersten Kippschaltung (FF21) und der Rückstelleingang der zweiten Kippschaltung (FF22) mit dem Ausgang des das Synchronisierung ssignal liefernden Gatters (A23) verbunden ist und der Rückstelleingang der ersten Kippschaltung (FF21) mit dem Datenausgang der zweiten Kippschaltung (FF22) verbunden ist und wobei die Ausgänge der ersten und zweiten Kippschaltungen (FF21, FF22) erste und zweite • Ausgänge der Synchronisierungseinrichtung bilden.
- 13. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß ein weiteres UND-Gatter (A24) mit zwei invertierten Eingängen die jeweils mit einem Ausgang eines der beiden Kippschaltungen (FF21, FF22) verbunden sind und wobei dieses Gatter ein zusätzlicher Ausgang der Synchronisierungseinrichtung bildet und ein Signal zur Kennzeichnung des ersten Datenwortes eines Pulsrahmens liefert.
- 14. Synchronisierungseinrichtung für eine digitale Fernmeldeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, d ä durch gekennzeichnet , daß eine weitere Kippschaltung (FF23) mit einem mit dem Ausgang des Serien-Parallel-Umsetzers (SR) für das am wenigsten signifikante Bit des ersten Datenwortes des Pulsrahmens81 P 821 6OEund mit dem Ausgang der ersten Kippschaltung (FF21) verbunden ist um ein Steuersignal bei Vorhandensein eines Signalisierungsbits zu liefern.
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