DE3206749C2

DE3206749C2 - Ersatzschaltung zum Umschalten einer, ein Digitalsignal führende Betriebsstrecke auf einer Ersatzstrecke

Info

Publication number: DE3206749C2
Application number: DE19823206749
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl. Ing. 8000 München Hornung
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-02-25
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE3206749A1

Abstract

Die Ersatzschaltung enthält einen Betriebsweg, der vom Betriebsstrecken-Eingang (BE) zum Ausgang (A), und einen Ersatzweg, der vom Ersatzstrecken-Eingang (EE) ebenfalls zum Ausgang (A) führt. Im Betriebsweg ist zum Grobausgleich von Laufzeitunterschieden eine feste Verzögerungseinrichtung (VZ) und im Ersatzweg zum automatischen Feinausgleich ein Pufferspeicher (P) angeordnet, der mittels eines internen Taktoszillators (O) ausgelesen wird. Eine Umschaltung von einer Strecke auf die andere erfolgt mittels eines Vergleichers (VB) über einen Umschalter (U1). Die Synchronisation des internen Taktoszillators (O) auf das Betriebssignal oder das Ersatzsignal nimmt eine Synchronisierungseinrichtung vor, die den Umschalter (U2) steuert.

Description

auf das Digitalsignal der Ersatzstrecke synchronisiert wird.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Synchronisiereinrichtung einen ersten Vergleicher für Rahmenkennungstakte enthält, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Frequenzteilers, dessen zweiter Eingang über einen zweiten, von einem zweiten Vergleicher für die Eitfehlerraten als Umschaltersteuerung gesteuerten Umschalter entweder mit einem Rahmenksnnungswort-Empfänjrer an der Betriebsstrecke oder an der Ersatzstrecke und dessen Ausgang über einen Begrenzer mit einem Steuereingang des internen Taktoszillaiors verbunden sind.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn zum Grobausgleich von Laufzeituntersciiieden zwischen dem Anschluß für die Betriebsstrecke oder die Ersatzstrecke und dem ersten Umschalter Verzögerungseinrichtungen fester Ven-ögerungszeit einschaltbar sind. Durch Anlegen eines Testsignals im Sender kann auf der Empiangsseite die Reihenfolge der Rahmen erkannt und eine entsprechende Anzahl von Verzögerungseinrichtungen zwischengeschaltet werden.

Vorteilhaft ist es schließlich, wenn der zweite Vergleicher mit zwei Eingängen für die Signale der Meldeeinrichtungen und mit einem Eingang für den gewählten Rahmenkennungstakt ausgebildet ist

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ersatzschaltung und

F i g. 2 zeigt ein Pulsdiagramm für einen Totalausfail einer Betriebsstrecke.

Die Ersatzschaltung nach F i g. 1 enthält einen Betriebsstrecken-Eingang BE, einen Ersatzstrecken-Eingang EE und einen Ausgang A. Weiter sind Leitungsendgeräte LEI und LE2, Decodierer D1 und D2 und ein Codierer C, Umschalter Ui und U 2, Taktableitungen Tl und Tl, Rahmenkennungswort-Empfänger RKW\ und RKW2, ein Vergleicher VR für den Rahmenkennungswort-Takt, ein Vergleicher VB für die Bitfehlerrate, ein Begrenzer B, ein interner Taktoszillator O, ein Frequenzteiler FT, eine Verzögerungseinrichtung VZ und ein Pufferspeicher P vorhanden. Pulstakte sind mit FTl, PT2 und PTi, Rahmenkennungswort-Takte mit RTi, RT2 und RT3 und Signale für Bitfehlerrate bzw. Totalausfall mit BFR 1 und BFR 2 bezeichnet.

Die Digitalsignale der Be'riebsstrecke und Ersatzstrecke gelangen von den Leitungsendgeräten LE1 und LE2 zu je einer Taktableitung Ti und T2 und einem Decodierer D1 und D 2. Zur Grobanpassung der Rahmen ist eine Verzögerungseinrichtung VZ in den Beti iebsweg gelegt, welche das Digitalsignal um das Vielfache des Rahmens verzögert. (Die Verzögerungseinrichtung könnte auch im Ersatzweg liegen.) Da beispielsweise in einem 2Mbit/s-Signal nur nach jedem zweiten Rahmen wieder ein Rahmenkennungswort auftritt, muß in diesem Fall um gradzahlige Vielfache des Rahmens verzögert werden. Die Feineinstellung der Laufzeit erfolgt im Ersatzweg über dem Pufferspeicher P. Beide Signale gelangen zum Umschalter U1.

Zur Steuerung des Umschalters Ui werden die Rahmenkennungswort-TalMe RTi und RT2 und an den Decodierern D 1 und O 2 abgeleitete Signale BFR 1 und BFR 2 verwendet, welche eine Überschreitung bestimmter Bitfehlerquoten bzw. einen Totalausfall anzeigen. Die Decodierer D 1 und D 2 übernehmen somit die Funktion der Meldeeinrichtungcn.

Wird der Code im Zuge der Verbindung regeneriert oder umgesetzt, so ist er nicht mehr zur Erfassung der Fehlerquote der Gesamtverbindung geeignet In diesen Fällen muß das Rahmenkennungswort auf Bitfehler ausgewertet werden. Die beiden Signale BFR1 und BFR 2 wurden dann von den Rahmenkennungswort-Empfängern RKWi und RKW2 erzeugt werden. Der interne Taktoszillator O erzeugt den Pulstakt PTi einer Frequenz von beispielsweise 2048 kHz zur Steuerung des Auslesens aus dem Pufferspeicher P und für den auf

ίο dem Umschalter U i folgenden Codierer C.

Aus diesem Pulstakt PT3 kann über den Frequenzteiler FT ein 4-kHz-Rahmenkennungswort-Takt RT3 gewonnen und im Vergleicher VR mit dem Rahmenkennungswort-Takt RTi aus dem Betriebssignal oder mit dem Rahmenkennungswort-Takt RT2 aus dem Ersatzsignal je nach Stellung des Umschalters i/2 in der Phase verglichen werden. Sind beide nicht in Phase, so gibt der Vergleicher VT? ein Signal ab, das über den Begrenzer B, den internen Taktoszillator O in seiner Frequenz solange geringfügig verändert bis Phasengleichheit erreicht ist

Die Umschaltvorgänge selbst werden vom Vergleicher VB gesteuert Meldet beispielsweise die Betriebsseite Totalausfall und ist die Ersatzseite in Ordnung, so werden die beiden Umschalter U1 und i/2 sofort betätigt 1st die Betriebsseite wieder fehlerfrei, so wird durch den Vergleiche VR über den Umschalter U 2 zunächst die Taktanpassung vorgenommen. Erst wenn der Verglcicher VR an den Vergleicher Vßdas Ende der Anpassung meldet, wird über den Umschalter U1 auf die Betriebsstrecke zurückgeschaltet.

Wenn die Betriebsstrecke nur eine erhöhte Fehlerquote aufzeigt, wird über den Vergleicher VB nur der Umschalter Ui betätigt. Die Synchronisation wird weiterhin von der Betriebsstrecke abgeleitet. Der Zustand der Ersatzstrecke ist mit in das Umschaltverhalten einbezogen. Auf eine unterbrochene Ersatzstrecke wird nicht geschaltet; auf eine gerade mit erhöhter Bitfehlerquote laufende Ersatzstrecke nur im Fall des Totalausfalls der Betriebsstrecke.

F i g. 2 zeigt ein zeitabhängiges Ablaufdiagramm für einen Totalausfall der Betriebsstrecke. Der interne Taktoszillator O ist auf den Rahmentakt RTi des empfangenen Signals d"r Betriebsseite synchronisiert. Wenn keine Störung vorhanden ist, ist das Betriebssignal auf den Ausgang A geschaltet. Durch Einschalten von Verzögerungseinrichtungen VZ für je eine halbe Rahmenlänge vor Inbetriebnahme der Strecke wurden beide Digitalsignale derart einjustiert, daß das Ersatzsignal im

so Mittel einen halben Rahmen vorauseilt. Über den Pufferspeicher P, der mit dem internen Pulstakt PT3 ausgelesen wird, wird das Ersatzsignal verzögert, so daß an den Eingängen des Umschalters U i beide Signale absolut synchron und rahmenrichtig anliegen. Eine Umschaltung, weil die Bitfehlerquote der Betriebsstrecke ein bestimmtes Maß überschreitet, oder ein Umschalten von Hand oder ein Rückschalten auf die Betriebsstrecke nach Beseitigung der Störung, würde außer den Fehlern — verursacht durch die Bitfehlerquote — keinen weiteren Informationsverlust zur Folge haben. Zum Erkennen des Totalausfalls im Zeitpunkt t\ wird die Zeit bis zum Zeitpunkt f₂ benötigt. Bis dahin gibt es einen Informationsverlust. Im Zeitpunkt fr wird bitsynchron auf die ErsaL.eite umgeschaltet. Gleichzeitig wird die Synchronisation des internen Taktoszillators O von der Ersatzstrecke übernommen. Die Verzögerungseinrichtung VZ sorgt dafür, daß kein plötzlicher Phasensprung auftritt, sondern daß die Anpassung an die Phasenlage

des Ersatzweges sehr langsam vor sich geht. In F i g. 2 ist dieser Vorgang nur über fünf Rahmen verteilt. In einem realen System wird eine Zeitdauer über wesentlich mehr Rahmen benötigt. Ein 2-Mbit/s-Primärsystem arbeitet beispielsweise mit einer Taktfrequenzgenauigkeit ^r> von 50 · 10"⁶. Setzt man für die Umschaltung den fünfzigsten Teil, nämlich 1 ■ 10~^b an, so müssen 10^h Rahmen durchlaufen werden bis der interne Rahmentakt RT3 um einen Rahmen gegenüber dem Vergleichssignal verschoben ist. Dazu ist eine Zeit von etwa zwei Minuten erforderlich. Die Übertragung ist in dieser Zeit jedoch nicht beeinträchtigt.

Eine Rückschaltung auf die Betriebsstrecke nach Ende des Ausfalls erfolgt ohne Informationsverlust. Wenn die Bitfehlerquote auf der Betriebsstrecke unter dem Schwellenwert abgesunken ist, wird zunächst nur die Synchronisation des internen Taktoszillators O auf die Betriebsstrecke umgeschaltet. Dabei wird allmählich das abgegebene Ersatzsignal in seiner Phasenlage dem Betriebssignal angepaßt. Dieser Vorgang verläuft ahnlieh wie bei der Umschaltung auf die Ersatzstrecke, jedoch in umgekehrter Richtung. Erst wenn beide Signale exakt synchron sind, wird das Betriebssignal auf den Ausgang A durchgeschaltet und die Ersatzstrecke wieder abgetrennt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Ersatzschaltung zum empfangsseitigen Umschalten einer, ein Digitalsignal mit Pulsrahmen und Rahmenkennung führenden Betriebsstrecke auf eine ursprünglich dasselbe Digitalsignal führende Ersatzstrecke

mit Meldeeinrichtungen für ein Überschreiten einer definierten Bitfehlerquote an der Betriebsstrecke und an der Ersatzstrecke

mit einem ersten Umschalter (U\), der die Strecke niedrigerer Bitfehlerquote mit einem Ausgang (A) verbindet, und mit einer, durch die Signale der Meldeeinrichtungen betätigbaren Umschaltesteuerung (VB),

dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Anschluß für die Ersatzstrecke (EE) und dem ersten Umschalter (UX) ein Pufferspeicher (P) vorgesehen ist,

daß ein interner, für begrenzte Frequenzvariation ausgelegter Taktoszillator (O) vorgesehen ist, der einen Bitfolgetakt und über einen Frequenzteiler (FT) einen Rahmenkennungs-Takt zum synchronen- und rahmenrichtigen Auslesen des Pufferspeichers (P) erzeugt, und

daß eine Synchronisiereinrichtung (TX, RKWX, T2, RKW2, t/2, VR, ^vorgesehen ist, die den internen Taktoszillator (O) bei ungestörtem Betrieb auf das Digitalsignal der Betriebsstrecke (BE), bei gestörtem Betrieb auf das Digitalsignal der Ersatzstrecke (EE) und nach Beseitigung der Störung vor Rückschaltung auf die Betriebsstrecke (BE) wieder auf deren Digitalsignal synchronisiert.

2. Ersatzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung (T 1, RKWX, T2, RKW2, t/2, VR, £; derart abgeändert ist, daß der interne Taktoszillator (O) nur bei Totalausfall der Betriebsstrecke (BE) auf das Digitalsignal der Ersatzstrecke(EE)synchronisiert wi.d.

3. Ersatzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung einen ersten Vergleicher (VR) für Rahmenkennungstakte enthält, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Frequenzteilers (FT), dessen zweiter Eingang über einen zweiten, von einem zweiten Vergleicher (VB) für die Bitfehlerraten als Umschaltersteuerung gesteuerten Umschalter (U2) entweder mit einem Rahmenkennungswort-Empfänger (RKWX, RKW2) an der Betriebsstrecke (BE) oder an der Ersatzstrecke (EE) und dessen Ausgang über einen Begrenzer (B) mit einem Steuereingang des internen Taktoszillators fcy verbunden sind.

4. Ersatzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschluß für die Betriebsstrecke (BE) oder die Ersatzstrecke (EE) und dem ersten Umschalter (U X) Verzögerungseinrichtungen (VZ) fester Verzögerungszeit einschaltbar sind.

5. Ersatzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Vergleicher (VB) mit zwei Eingängen für die Signale (BFR 1, BFR2) der Meldeeinrichtungen und mit einem Eingang für den gewählten Rahmenkennungstakt ausgebildet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ersatzschaltung zum empfangsseitigen Umschalten einer, ein Digitalsignal mit Pulsrahmen und Rahmenkennung führenden Betriebsstrecke auf eine ursprünglich dasselbe Digitalsignal führende Ersatzstrecke mit Meldeeinrichtungen für ein Überschreiten einer definierten Bitfehlerquoie an der Betriebsstrecke und an der Ersatzstrecke, mit einem ersten Umschalter, der die Strecke niedrigerer Bitfehlerquote mit einem Ausgang verbindet, und mit einer, durch die Signale der Meldeeinrichtungen betätigbaren Umschaltersteuerung.

Wichtige Weitverkehrsverbindungen müssen gegen Unterbrechungen geschützt werden. Dazu wird das zu übertragende Digitalsignal gleichzeitig über zwei getrennte Strecken geführt. Beim Ausfall einer Strecke wird dann auf der Empfangsseite mittels einer automatischen Umschaltung ersaizgeschalteL

Die eingangs beschriebene Ersatzschaltung ist Gegenstand eines älteren Vorschlags (DE-OS 31 45 893).

Bei dieser ist an jede Strecke eine Meldeeinrichtung für ein Überschreiten einer definierten Bitfehlerquote, für ein AIS-Signal (alarm indication signal = Alarm-Meldesignal) und für einen Digitalsignal-Ausfall angeschlossen. Eine Logik steuert aufgrund der von den Meldeeinrichtungen empfangenen Meldungen einen Umschalter, der die als geeignet befundene Strecke mit dem Empfänger verbindet

Die beiden Strecken sollen aus Gründen möglichst großer Sicherheit räumlich getrennte Wege benutzen.

Die Folge sind unterschiedliche Laufzeiten. Bei einer Umschaltung geht ein Teil der Nachricht verloren, falls die Laufzeit auf der Ersatzstrecke kleiner als die auf der Betriebsstrecke ist. Im umgekehrten Fall wird ein Teil der Nachrichten wiederholt. In beiden Fällen wird demnach die Nachricht verfälscht. Besonders störend ist es, wenn durch den Phasensprung bei der Umschaltung die Synchronisation der folgenden Geräte verlorengeht und während des Suchvorganges nach dem Rahmenkennungswort zusätzliche Bitfehler erzeugt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Laufzeitunterschiede zwischen der Betriebsstrecke und Ersatzstrecke bis zum Zeitabstand von zwei aufeinanderfolgenden Rahmenkennungswörtem automatisch auszugleichen.

Ausgehend von einer Ersatzschaltung der eingangs geschilderten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Anschluß für die Ersatzstrecke und dem ersten Umschalter ein Pufferspeicher vorgesehen ist, daß ein interner, für begrenzte Frequenzvariation ausgelegter Taktoszillator vorgesehen ist, der einen Bitfolgetakt und über einen Frequenzteiler einen Rahmenkennungstakt zum synchronen- und rahmenrichtigen Auslesen des Pufferspeichers erzeugt, und daß eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist, die den internen Taktoszillator bei ungestörtem Betrieb auf das Digitalsignal der Betriebsstrecke, bei gestörtem Betrieb auf das Digitalsignal der Ersatzstrecke und nach Beseitigung der Störung vor Rückschaltung auf die Betriebsstrecke wieder auf deren Digitalsignal synchronisiert.

Durch die Begrenzung der Frequenzvariation des Taktoszillators wird erreicht, daß die Anpassung des internen Takts an den Takt des Ersatzsignals so langsam vor sich geht, daß die Taktoszillatoren der auf die Umschalteeinrichtung folgenden Empfangseinrichtungen dieser Frequenzabweichung gut folgen können.

Die Synchronisiereinrichtung kann in vorteilhafter Weise auch derart abgeändert werden, daß der interne Taktoszillator nur bei Totalausfall der Betriebsstrecke