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übergabeeinrichtung zur Taktanpassung zweier Netzknoten-
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punkte Die Erfindung betrifft eine übergabeeinrichtung nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
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Takte, deren Frequenz und Phase geringfügigen gegenseitigen Schwankungen
unterliegen können, kommen bei plesiochroner oder synchroner Betriebsweise vor.
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Zwei Signale werden - gemäß der NTG-Empfehlung 1203 - als plesiochron
bezeichnet, wenn die mit ihnen arbeitenden Einrichtungen bei gleicher Takt-Nennfrequenz
unabhängig voneinander arbeiten. Sie werden als synchron bezeichnet, wenn sie hinsichtlich
Geschwindigkeit und mittlerer Phasendifferenz ununterbrochen im Gleichlauf sind.
Anderungen der Phasendifferenz können z.B. durch Laufzeitschwankungen in übertragungstrecken
verursacht sein. In der CCITT-Empfehlung G.811 wird die Bedingung aufgestellt, daß
bei Verbindungen mit 64 kbit/s innerhalb von 70 Tagen durch Frequenz- und Phasenabweichungen
nicht mehr als 1 Bit Differenz entstehen darf. Wird nun ein nationales oder
internationales
Fernsprechnetz, das diese Bedingungen erfüllt, weiter ausgebaut und durch Breitbandverbindungen,
beispielsweise Bildfernsprechverbindungen, ergänzt, so reicht die für Fernsprechverbindungen
völlig ausreichende Frequenz- und Phasenstabi lität nicht ohne weiteres aus.
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Die Abweichungen steigen bei 140 Mbit immerhin auf mehr als das 2000-fache
gegenüber 64 kbit/s an.
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Nun wird einerseits gewünscht, die Einrichtungen für den Fernsprechverkehr
auch für den Breitbandverkehr weitgehend mitbenutzen zu können und andererseits
kann auch die Genauigkeit eines Frequenznormals nicht beliebig gesteigert werden.
Die von der oben genannten Empfehlung G.811 genannte Genauigkeit liegt immerhin
bei 10 11 Selbst wenn in einem synchronen Netz alle räumlich getrennten Netzknotenpunkte
von einem gemeinsamen Frequenznormal versorgt werden, treten immer noch durch Laufzeitschwankungen
bedingte Frequenzunterschiede auf. Dabei ist zu berücksichtigen, daß jede Laufzeitschwankung
gleichbedeutend mit einer Frequenzabweichung ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine übergabeeinrichtung
zwischen plesiochron oder synchron arbeitenden Netzknotenpunkten anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ubergabeeinrichtung nach der Lehre
des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat außerdem den Vorteil, daß im tingangssignal
enthaltener Jitter eliminiert wird.
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Sie hat weiter den Vorteil, daß ein etwa verstümmelter
Zeitrahmen
nicht weitergeleitet, sondern neu generiert wird, wodurch eine "Sync-Verlust-Welle"
vermieden wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeipiels unter
Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung weiter erläutert.
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Die Zeichnung zeigt zwei Netzknotenpunkte 1 und 2, die durch eine
Fernleitung 4 miteinander verbunden sind. Betrachtet wird nur diejenige übertragungsrichtung,
bei der der Netzknotenpunkt 1 sendet und der Netzknotenpunkt 2 empfängt (die Gegenrichtung
ist gleichartig aufgebaut).
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Hierzu enthält der Netzknotenpunkt 2 eine erfindungsgemäße übergabeeinrichtung
3. Der Systemtakt des Netzknotenpunktes 1 soll durch die Frequenz f1 und die Phase
gekennzeichnet sein, der Systemtakt des Netzknotenpunktes 2 entsprechend durch Frequenz
f2 und Phase y2. Die vom Netzknotenpunkt 1 über die Fernleitung 4 gesendeten Signale
weisen am Eingang der übergabeeinrichtung 3 im Netzknotenpunkt 2 die Frequenz f1'
und die Phase bp1 ' auf.
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Alle Frequenzen sollen bestimmungsgemäß untereinander gleich sein,
z.B. von einem Frequenznormal stammen. Tatsächlich weichen sie jedoch geringfügig
voneinander ab.
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Die Abweichungen können nicht nur eine Folge einer ausgefallenen Synchronisation
sein, sondern beispielsweise auch eine Folge einer Regelabweichung. Außerdem treten
Laufzeitschwankungen zwischen einem Muttergenerator und entfernten Tochtergeneratoren
auf, beispielsweise für f1 und f2, aber auch auf jeder anderen übertragungsstrecke,
also auch der vorliegenden Fernleitung 4, die mit Frequenzänderungen gleichzusetzen
sind.
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Die von der Fernleitung 4 kommenden Signale gelangen in der übergabeeinrichtung
3 zunächst an den Eingang eines Demultiplexers 31. Dieser Demultiplexer 31 teilt
die verschiedenen, in einer vorgegebenen zeitlichen Anordnung (Zeitmultiplexrahmen)
angeordneten ursprünglichen Signale wieder auf verschiedene Kanäle auf und macht
außerdem weitere, zusätzlich in diesem Zeitmultiplexrahmen enthaltene Informationen
zugänglich. Solche zusätzlichen Informationen können beispielsweise Angaben über
Belegung oder Nichtbelegung einzelner Kanäle sein, aber auch die in Synchronsiationszeichen
enthaltene Frequenz f1 und Phase 1'. . Eine Synchronisation des Demultiplexers 31
auf den empfangenen Zeitmultiplexrahmen ist dabei Voraussetzung.
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An den Ausgängen des Demultiplexers 31 ist für jeden Kanal, der eines
der ursprünglichen Signale enthält, ein Pufferspeicher 34a ... 34n angeschlossen.
Die Ausgänge aller Pufferspeicher 34a ... 34n gelangen an Eingänge eines Multiplexers
32, der daraus wieder ein Zeitmultiplexsignal bildet. Demultiplexer 31, Multiplexer
32 und Pufferspeicher 34a ... 34n sind mit einer Steuereinrichtung 33 verbunden.
Die Steuereinrichtung 33 erhält außerdem den Systemtakt des Netzknotenpunktes 2
mit der Frequenz f2 und der Phase 2. Außerdem bildet die Steuereinrichtung 33 aus
den vom Demultiplexer 31 erhaltenen Synchronisationszeichen einen weiteren Takt,
der dem Systemtakt und damit der Frequenz f1 des sendenden Netzknotenpunktes 1 entspricht.
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Die Steuereinrichtung 33 veranlaßt nun, daß in die Pufferspeicher
34a ... 34n die empfangenen Daten mit dem dem sendenden Netzknotenpunkt 1 entsprechenden
Takt
(kl'. y1') eingeschrieben werden und daß mit dem dem empfangenden
Netzknotenpunkt 2 entsprechenden Takt (f 2, y2) diese Daten wieder aus den Pufferspeichern
ausgelesen und über den Multiplexer 32 den weiteren Einrichtungen des Netzknotenpunkts
2 zugeführt werden.
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Werden nun die Daten in einen Pufferspeicher schneller eingeschrieben
als sie ausgelesen werden, so muß dieser Pufferspeicher in der Lage sein, die sich
während der Dauer einer Nachricht oder zumindest einer einzelnen darin enthaltenen
Information ansammelnden zusätzlichen Daten zwischenzuspeichern und am Schluß wieder
abzugeben.
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Werden dagegen die Daten schneller ausgelesen als sie eingeschrieben
werden, so muß am Beginn einer Nachricht bzw. Information zunächst eine ausreichende
Anzahl von Daten in den Speicher eingeschrieben werden, bevor das Auslesen beginnt.
Die erforderliche Größe eines Pufferspeichers, d.h. die erforderliche Anzahl der
darin enthaltenen Speicherplätze, bestimmt sich aus der übertragungsgeschwindigkeit
in diesem Kanal, der maximal vorgesehenen Nachrichten- bzw. Informationsdauer und
dem maximal zulässigen Frequenzunterschied der beiden Netzknotenpunkte. Bei der
übertragung eines Videokanals mit 140 Mbit/s und einer relativ gleichmäßig andauernden
Frequenzabweichung von 8 x 10-11 reicht ein Pufferspeicher mit 1000 Speicherplätzen
beispielsweise für eine maximale Ubertragungsdauer von etwa 1 Tag ohne überzulaufen.
Vorteilhafterweise wird aber die Anzahl der Speicherplätze verdoppelt und der Pufferspeicher
zu Beginn einer übertragung zunächst halb gefüllt. Dann kann sich der Pufferspeicher
sowohl langsam weiter füllen als auch allmählich entleeren.
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Beim Betrieb eines Pufferspeichers werden dessen Speicherplätze zyklisch
beschrieben und wieder zyklisch ausgelesen. Zu Beginn einer übertragung wird dann
in die Mitte des Speichers eingeschrieben (fl) und am Anfang ausgelesen (f 2). Wird
ständig beim Einschreiben und beim Auslesen um einen Speicherplatz höher gezählt,
so beginnt folglich das Auslesen der übertragenen Werte dann, wenn ca.
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die zweite Hälfte des Pufferspeichers voll mit gültigen Werten beschrieben
ist.
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Die Anzahl der Speicherplätze der einzelnen Pufferspeicher 34a ...
34n kann bei unterschiedlich großen Kanalbandbreiten unterschiedlich groß sein.
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Um beim Beginn einer Nachricht oder einer darin enthaltenen Information
die Pufferspeicher 34a ... 34n in ihre Ausgangslage bringen zu können muß der Beginn
einer jeden Nachricht bzw. Information bestimmt werden können.
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Hierzu sind den Pufferspeichern 34a, 34b und 34n Detektoreinrichtungen
35a, 35b und 35n zugeordnet. In dem in der Figur gezeigten Beispiel ist den Pufferspeichern
34a und 34b jeweils eine solche Detektoreinrichtung 35a und 35b zugeordnet, mit
der der Inhalt des im betroffenen Kanal übertragenen Signals soweit ausgewertet
werden kann, daß auch Pausen und andere informationslosen Signalanteile festgestellt
werden können. In diesen Fällen gibt die jeweilige Detektoreinrichtung 35a oder
35b ein Signal an die Steuereinrichtung 33 ab, so daß diese den jeweiligen Pufferspeicher
34a bzw. 34b in seine Ausgangsstellung bringen kann. Weiter ist eine Detektoreinrichtung
35n eingezeichnet, die dem Pufferspeicher 34n zugeordnet ist und aus den im Demultiplexer
31 aus dem Zeitmultiplexrahmen herausgeholten Zusatzinformationen er-
kennen
kann, ob der zugeordnete Kanal gerade belegt ist und damit eine Nachricht enthalten
kann oder nicht. Auch hier wird an die Steuereinrichtung 33 ein entsprechendes Signal
abgegeben.
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Die Detektoreinrichtung 35n, die die Zusatzinformationen auswertet,
kann auch die Belegung mehrerer Kanäle erkennen und damit auch mehrerenPufferspeichern
zugeordnet sein.
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Bei zusammengehörigen Kanälen, z.B. einem Videokanal und zwei Tonkanälen,
kann schon eine Detektoreinrichtung genügen, die allen diesen Kanälen zugeordnet
ist und die beispielsweise feststellt, ob das Signal im Videokanal die typischen
Merkmal eines Videosignals aufweist.
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Wenn mit dem sehr seltenen Fall zu rechnen ist, daß die maximal vorgesehene
Nachrichten- oder Informationsdauer und der maximal zulässige Frequenzunterschied
einmal überschritten werden, dann kann vorgesehen werden, daß auch in diesem Fall
durch die Steuereinrichtung 33 eine Rücksetzung des entsprechenden Pufferspeichers
34a 34n erfolgt. Bei geeigneter Dimensionierung der Pufferspeicher (35a ... 35n)
in Abhängigkeit von den auftretenden Laufzeitschwankungen (Frequenzabweichungen)
und der längsten zu erwartenden Nachricht oder Information tritt dieser Fall kaum
auf, d.h. im Regelfall gehen während einer laufenden Verbindung keine Daten verloren.
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Die Pufferspeicher 34a ... 34n können auch in Abhängigkeit von der
Fehlerempfindlichkeit der übertragenen Daten dimensioniert werden. Für einen reinen
Datenkanal wird man den Pufferspeicher sicherheitshalber größer machen
als
für einen Fernsprechkanal, d.h., daß bei der Festsetzung der maximal vorgesehenen
Dauer einer Information bei Datenkanälen ein größerer Sicherheitszuschlag erfolgt
als bei Fernsprechkanälen.
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Bei Fernsprechverbindungen wird als Nachricht das ganze Gespräch aufzufassen
sein und als Information der zwischen zwei Gesprächspausen liegende Nachrichtenteil.
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Enthält ein Zeitmultiplexrahmen nur zusammengehörige Kanäle, z.B.
die oben erwähnte Kombination aus einem Videokanal und zwei Tonkanälen, und werden
diese Kanäle auch nur gemeinsam auf ihren Informationsgehalt hin untersucht, so
können diese Kanäle auch im Zeitmultiplex, in der Reihenfolge, wie sie von der Fernleitung
4 kommen, in einem einzigen Pufferspeicher verarbeitet werden. In diesem Fall vereinfacht
sich die übergabeeinrichtung 3 wesentlich. Das gleiche gilt auch, wenn überhaupt
nur ein Kanal übertragen wird.
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In vielen Fällen wird der Multiplexer 32 am Ausgang der übergabeeinrichtung
3 entfallen können, wenn die Signale der einzelnen Kanäle ohnehin getrennt gebraucht
werden.
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Die Zusatzinformationen müssen dann von der Steuereinrichtung 33 weitergegeben
werden.
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