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Adressenfreie Fehlerortung in Ubertragungsstrecken
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für digitale Signale Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adressenfreien
Fehlerortung in Ubertragungsstrecken für digitale Signale, die zwischen Leitungsendgeräten
angeordnete Zwischenstellen mit Regeneratoren für wenigstens zwei Signalwege enthalten,
mittels eines, zwischen den Regeneratoren auf einen empfangenen Schleifenschlußbefehl
hin erfolgten Schleifenschlusses, über den Prüfsignale übertragen werden, die empfangsseitig
auf Ubertragungsfehler und auf die Signallaufzeit hin untersucht werden, mit der
im sendeseitigen Teil des Leitungsendgerätes erfolgenden Erzeugung eines, eine Folge
von Nullbits als Kennung enthaltenden verwürfelten Ortungsimpulsmusters, daß in
einem während des Ortungsbetriebs umschaltbaren Alphabetcodewandler in die Prüfsignale
mit periodisch enthaltendem Schleifenschlußbefehl umgeformt wird und daß im empfangsseitigen
Teil eines Leitungsendgerätes die Prüfsignale in einem weiteren Alphabetcodewandler
rückgeformt, anschließend entwürfelt und zur Auswertung weitergeleitet werden.
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Aus der DE-OS 29 11 298 ist ein Verfahren zur adressenfreien Fehlerortung
in Übertragungsstrecken für digitale Signale bekannt, bei dem in einer zwischen
zwei Leitungsendgeräten angeordneten Zwischenstelle Regeneratoren für wenigstens
zwei Signalwege enthalten sind und zwischen zweien dieser Regeneratoren eine Schleife
zur Übertragung von Prüfsignalen geschlossen worden ist.
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In der Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Leitungsendgeräte mit
einem Ortungsgerät entsprechend dem genannten Stand der Technik dargestellt. Das
Leitungsendgerät
ist zwischen einer digitalen Schnittstelle DS
und einer Leitungsschnittstelle LS angeordnet. Von der digitalen Schnittstelle werden
dem Schnittstellenempfänger SE binäre Signale zugeführt, außerdem werden vom Schnittstellensender
SS an die digitale Schnittstelle DS binäre Ausgangssignale abgegeben. An den Schnittstellenempfänger
SE schließt sich ein selbstsynchronisierender Verwürfler SCR an, in dem die modulo-2-Addition
des vom Schnittstellenempfänger abgegebenen Signals mit einer Pseudozufallsfolge
mit einer Periode von 127 Bit erfolgt. An den Verwürfler SCR schließt sich ein Alphabetcodewandler
ACOD an, in dem die verwürfelten Signale nach einem modifizierten MS 43-Code oder
einem 4B3T-Code umgeformt werden. Bei diesem Code handelt es sich um eine Vorschrift
zur Umwandlung von vier binären in drei ternäre Signale. Das Ausgangssignal des
Alphábetcodewandlers wird über einen Pulsformer PF zur Erzeugung der Sendeimpulse
in gewünschter Form und mit der benötigten Leistung an die Leistungsschnitstelle
LS, also an den Anfang beisS,ielsweise eines Koaxialkabels gegeben.
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Empfangsseitig enthält das Leitungsendgerät einen bekannten Impulsregenerator
R zur Erzeugung eines entzerrten sowie eines amplituden- und zeitmäßig regenerierten
ternären Signals, das in einen zweiten Alphabetcodewandler ADEC rückgewandelt wird,
wobei aus drei ternären Signalen wiederum vier binäre Signale erzeugt werden.
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In einem zweiten Verwürfler DSCR wird durch eine erneute modulo-2-Addition
mit der auch sendeseitig verwendeten Pseudozufallsfolge die Verwürflung aufgehoben
und das nunmehr entwürfelte Signal dem Schnittstellensender SS zugeführt.
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Für den Fehlerortungsbetrieb, bei dem in den Zwischenstellen nacheinander
eine Schleife geschlossen und über
diese Prüfsignale übertragen
werden, enthält das Leitungsendgerät nach der Fig. 1 zusätzlich ein Ortungsgerät
OG mit einem 12 Bit-Wortgenerator, einen ersten Schalter S1, der zwischen Schnittstellensender
SS und Schnittstellenempfänger SE angeordnet ist, sowie einen zweiten gesteuerten
Schalter S2, der zwischen empfangsseitigem zweiten Verwürfler DSCR und Schnittstellensender
SS angeordnet ist. Im Ortungsfall ist der zweite Schalter S2,gesteuert vom Ortungsgerät
OG aus,geöffnet und das Ortungsgerät gibt an den Schnittstellensender SS eine Pseudozufallsfolge
mit einer Periode von 12 Bit ab, die über den im Ortungsfall geschlossenen ersten
Schalter S1 zum Schnittstellenempfänger SE und zum Verwürfler SCR gelangt. Im Verwürfler
SCR wird zur empfangenen Pseudozufallsfolge eine weitere Pseudozufallsfolge von
127 Bit modulo-2-addiert, so daß sich ein sogenanntes Leitungsimpulsmuster mit einer
Periode von 1524 Bit ergibt, das eine bestimmte Anzahl von Nullbits als Kennung
erhält, wobei diese Folge von Nullbits aufgrund ihrer besonderen Länge im normalen
Ubertragungssignal nicht vorkommen kann und deshalb vom sendeseitigen Alphabetcodewandler
ACOD ohne Umschaltung nicht verarbeitet werden kann. Damit ist eine hohe Sicherheit
dagegen erreicht, daß während des normalen Betriebes unbeabsichtigt ein Schleifenschlußsignal
erzeugt wird, das die Ubertragungsstrecke abschaltet. Während des Ortungsbetriebes
sind sende- und empfangsseitigerAlphabetcodewandler ACOD, ADEC umgeschaltet und
erzeugen aus dem ankommenden verwürfelten binären Leitungsimpulsmuster mit als Kennung
periodisch eingeschachtelten Nullfolgen ein ternäres Prüfsignal mit periodisch enthaltenem
Schleifenschlußbefehl aus einer Folge von ternären Nullzeichen.
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Diese Folge wird empfangsseitig im zweiten Alphabetcodewandler ADEC
wieder rückgeformt und nach dem empfangsseitigen zweiten Verwürfler DSCR steht im
Or-
tungsgerät OG eine binäre Pseudozufallsfolge zur Verfügung,
die die Ubertragungsstrecke zumindest zum Teil durchlaufen hat und die mit der sendeseitig
erzeugten Pseudo zufalls folge bitweise auf Fehler untersucht werden kann.
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Der Aufbau dieses bekannten Leitungsendgerätes in Verbindung mit dem
erläuterten Verfahren zur adressenfreien Fehlerortung bietet den Vorteil, daß alle
Teile des Leitungsendgerätes mitgeprüft werden und daß auf einfache Weise ein unverwechselbarer
und leicht erkennbarer Schleifenschlußbefehl aus neun ternären Nullzeichen erzeugt
wird. Aufgrund des verwendeten Ortungsgerätes und des sendeseitig verwendeten 7-stufigen
Verwürflers mit einer Periode von 27-1 Bit ergibt sich für das verwürfelte Ortungsimpulsmuster
eine Periode von 1524 Bit. Bei dieser Periode ist einerseits eine große Anzahl von
möglichen Signalübergängen erfaßt, andererseits ist aber eine empfangsseitige Synchronisierung
als Voraussetzur:g für den bitweisen Vergleich noch nicht schwierig.
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Ein relativ geringer Anteil der in digitalen Ubertragungssystemen
auftretenden Fehler kann mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur adressenfreien
Fehlerortung bei Verwendung des ebenfalls beschriebenen Leitungsendgerätes nicht
ermittelt werden. Es handelt sich dabei um Fehler, die auftreten, ohne daß die Ubertragungsstrecke
vollständig unterbrochen oder der Synchronismus gestört ist. Das sind z.B. Fehler,
die bei Außenleiter-Unterbrechungen oder Beschädigungen des verwendeten Koaxialkabels
oder bei starken Wellenwiderstandssprüngen im Koaxialkabel auftreten. In diesen
Fällen ändert sich die frequenzabhängige Dämpfung in dem gestörten Kabelabschnitt,
so daß der Dämpfungsverlauf in Abhängigkeit von der jeweiligen Frequenz nicht
mehr
dem an sich zutreffenden 4-Gesetz folgt. Auf diesen vom Gesetz abweichenden Dämpfungsverlauf
ist aber der automatische Dämpfungsentzerrer in den an die Kabelabschnitte angeschlossenen
Regeneratoren nicht eingestellt, so daß dieser automatische Dämpfungsentzerrer auf
einen falschen Arbeitspunkt einregelt und sich weitere Störungen, beispielsweise
Einschwingvorgänge, anschließen können. Diese Einschwingvorgänge können sich so
auswirken, daß dem einzelnen Dämpfungsentzerrer abgegebenen Zeichen Anteile von
über 10 der vorangegangenen Zeichen überlagert sind und damit eine Amplitudenentscheidung
fehlerhaft wird, ohne daß die Fehler als solche erkennbar sein müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zur Erkennung
auch der beschriebenen seltenen Fehler zu schaffen, die möglichst wenig aufwendig
aber einfach durchzuführen ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für eine sehr
genaue Untersuchung der Sbertragungsstrecke im sendeseitigen Teil des Leitungsendgerätes
die Kennung und das verwürfelte Ortungsimpulsmuster getrennt an den nachgeschalteten
Alphabetcodewandler weitergeleitet werden und dabei zu dem verwürfelten Ortungsimpulsmuster
eine Pseudozufallsfolge vergleichsweise sehr langer Periode modulo-2-addiert wird
und daß empfangsseitig die Prüfsignale auf Coderegelverletzungen untersucht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren verzichtet in vorteilhafter Weise auf
den empfangsseitigen bitweisen Vergleich der ausgesendeten und der empfangenen Pseudozufallsfolge,
so daß keinerlei Schwierigkeiten hinsichtlich der empfangsseitigen Synchronisation
entstehen können.
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Bei einer bevorugten Ausbildung des erfindurlgsgemt en Verfahrens
wird im Ortungsgerät ein Ortings impuismuste r mit einer Periode von 12 Bit erzeugt
und dieses im sendeseitigen Teil des Leitungsendgerätes mit einer Pseudozufallsfolge
mit einer Periode von 2-1 Bit mod-2-addiert und damit verwürfelt und zu dem verwürfelten
Ortungsimpulsmuster eine weitere Pseudozufallsfolge mit einer Periode von 223-1
Bit mod-2-addiert.
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Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird im Patentanspruch 3 näher beschrieben.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert
werden.
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In der Zeichnung zeigen Fig. 1 das Blockschaltbild eines Leitungsendgerätes
nach dem Stande der Technik und Fig. 2 das Blockschal-bild eines erfindungsgemäßen
Leitungsendgerätes.
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Das Leitungsendgerät nach der Fig. 1 wurde bei der Besprechung des
Standes der Technik bereits erläutert.
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Der Aufbau des Leitungsendgerätes nach der Fig. 1 ist beim erfindungsgemäßen
Leitungsendgerät nach Fig. 2 weitgehend beibehalten worden. Zwischen sendeseitigem
Verwürfler SCR und nachgeschaltetem Alphabetcodewandler war bisher eine direkte
Verbindung vorgesehen, über die das im Verwürfler SCR erzeugte verwürfelte Ortungsimpulsmuster
mit der Kennung dem sendeseitigen Alphabetcodewandler ACOD zugeführt wurde. Diese
einzige Verbindung ist aufgeteilt in zwei parallele Verbindungen, wobei über die
eine Verbindung die Kennung direkt dem Alphabetcodewandler zugeführt wird, während
über die andere Verbindung das verwürfelte Ortungsimpulsmuster S1 vom Ausgang des
Verwürflers SCR dem einen Eingang
eines zusätzlichen mod-2-Addierers
in Form eines Exclusiv-ODER-Gliedes M zugeführt wird, während dessem anderen Eingang
eine zusätzliche Pseudozufallsfolge S2 über einen zusätzlichen externen Anschluß
E zugeführt wird. Diese Zufallsfolge S2 wird von einem externen Pseudozufallsfolgengenerator
mit 23 Stufen erzeugt, das Signal S2 hat also eine Periode von 223-1 Bit. Das vom
Exclusiv-ODER-Glied M erzeugte neue verwürfelte Ortungsimpulsmuster S3 wird anschließend
dem Alphabetcodewandler zur Umformung in das ternäre Prüfsignal zugeführt.
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Die Kennung K wird im Verwürfler SCR mit Hilfe eines zwölfstufigen
UND-Gliedes erzeugt. An diesem UND-Glied stehen während dreier Taktschritte jeweils
12 Nullbits an, so daß sich eine Kennung,bestehend aus 15 Nullbits ergibt, die den
umgeschalteten Alphabetcodewandler ACOD zur Abgabe einer Folge aus 9 ternären Nullzeichen
in Form von drei Gruppen zu je drei ternären Nullzeichen veranlaßt. Auch in dem
neuen Prüfsignal ist damit der bisher schon verwendete Schleifenschlußbefehl mit
der bisherigen Periodizität enthalten.
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Empfangsseitig ist das Leitungsendgerät durch einen Empfänger CFAW
für das übertragene Prüfsignal ergänzt, der mit einem zusätzlichen Anschluß CF des
empfangsseitigen Alphabetcodewandlers ADEC verbunden ist, der Empfänger CFAW könnte
auch direkt mit einem Ausgang des Regenerators R verbunden sein. Der Empfänger enthält
einen Coderegelverletzungsprüfer, der das übertragene Prüfsignal auf Verletzungen
der Coderegel des verwendeten Codes überprüft. Eine derartige Coderegelverletzungsprüfung
ist für die in Frage kommenden Alphabetcodes, also neben dem MMS43-Code insbesondere
der 4B3T-Code und auch für den 5B6B-Code relativ leicht durchzuführen, ohne daß
dabei eine aufwendige Synchronisierung nötig ist.
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Bei der Ermittlung des Fehlerortes in einer digitalen Ubertragungsstrecke
mit den erfindungsgemäßen Leitungs-
endgeräten wird so vorgegangen,
daß zunächst das Ortungsgerät OG eingeschaltet wird und dadurch automatisch der
Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 geöffnet wird. Uber den Schnittstellensender
SS und den Schnittstellenempfänger SE wird zunächst das vom Ortungsgerät OG erzeugte
Impulsmuster zum Verwürfler SCR übertragen und dort verwürfelt. Das verwürfelte
Ortungsimpulsmuster S1 und die Kennung K gelangen ohne Veränderung zum Alphabetcodewandler
ACOD, in dem das eigentliche Prüfsignal mit eingesetztem Schleifenschlußbefehl erzeugt
und über den Pulsformer PF an die Leitungsschnittstelle LS und damit an die Strecke
abgegeben wird. Nacheinander werden in den einzelnen Zwischenstellen die Ortungsschleifen
gebildet und über diese die Prüfsignale bis zur Leitungsschnittstelle und zum Regenerator
R übertragen. In diesen werden die Prüfsignale amplituden- und zeitmäßig regeneriert
und an den empfangsseitigen Alphabetcodewandler ADEC abgegegeben, der aus dem ternären
Empfangssignal ein binäres Signal erzeugt, das .m empfangsseitigen Verwürfler DSCR
entwürfelt und an das Ortungsgerät abgegeben wird, in dem ein bitweiser Vergleich
zwischen dem ausgesendeten Ortungsimpulsmuster und den empfangenen Signalen erfolgt
und gegebenenfalls Bitfehler angezeigt werden.
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Kann mit der vorstehend beschriebenen Methode der Fehlerort nicht
ermittelt werden, dann wird in einem weiteren Arbeitsgang nach dem Einschalten des
Ortungsgerätes OG an den Eingang E ein Pseudozufallsgenerator mit einer Periodizität
von 2231 entsprechend 8,4 .106 Bit angeschaltet. Außerdem wird mit dem Ausgang CF
des empfangsseitigen Alphabetcodewandlers ADEC der Empfänger CFAW verbunden, der
das empfangene ternäre Signal auf Coderegelverletzungen, also auf Codefehler, untersucht.
Durch die modulo-2-Addition des verwürfelten Ortungsimpulsmusters S1 und des Pseudozufallssignals
S2
und anschließender Umformung in den ternären Code unter Berücksichtigung
der Kennung K wird ein Prüfsignal in Form einer Pseudozufallsfolfe mit vergleichsweise
sehr langer Periode von 8,4 . 10 Bit erzeugt, in dem wir im ersten Fall ein Schleifenschlußbefehl
mit einer vergleichsweise kürzeren Periode enthalten ist. Durch diesen Schleifenschlußbefehl
kann nacheinander wiederum in den einzelnen Zwischenstellen die Ortungsschleife
geschaltet und Prüfsignale zum Empfangsteil des Ortungsgerätes übertragen werden.
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Die Ortungsschleife wird nun weitergeschaltet, bis vom Empfänger CFAW
Codefehler festgestellt werden. Der fehlerhafte Streckenabschnitt kann nunmehr durch
eine Laufzeitmessung oder aber durch das Abzählen der Ortungsschleifen ermittelt
werden.
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3 Patentansprüche 2 Figuren
L e e r s e i t e