DE69221816T2 - Anordnung und Verfahren zum Zählen von Taktschlupfen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zählen von Taktschlupfen bei digitalen Übertragungsverbindungen wie Satellitenverbindungen, Kabelverbindungen oder Richtfunkstrecken.
• Die digitalen Datenübertragungsgeschwindigkeiten dieser Verbindungen sind gegenwärtig je nach Verbindung 2Mbit/s, 8Mbit/s, 34Mbit/s bis 140Mbit/s und mehr, oder, wenn es sich um US- Standards handelt: 1,5Mbit/s, 6Mbit/s, 45Mbit/s etc....
• Die durch diese Verbindungen übertragenen Daten werden gemultiplext und üblicherweise MIC-Verbindungen genannt.
• Man erinnert, daß eine MIC-Verbindung für einen digitalen Primärblock, d.h. für eine 2Mbit/s-Verbindung, sich in Form von Rastern bzw. Datenübertragungsblöcken (trames) T präsentiert, aufgeteilt in Zeitintervalle IT, wobei jeder Raster bzw. Datenübertragungsblock (trame) ein für die Datenübertragungsblock- Synchronisierung reserviertes Zeitintervall ITO, für die Daten reservierte Zeitintervalle (in diesem Fall Sprachkanal) und manchmal ein Zeitintervall IT16 umfaßt, reserviert für die Signalisation. Die Anzahl der IT beträgt 32.
• Ein 8Mbit/E-Datenübertragungsblock wird durch Sektoren gebildet; der Sektor 1 umfaßt ein Übertragungsblock-Verriegelungswort VT. Ein 34Mbit/s-Übertragungsblock besteht ebenfalls aus vier Sektoren, wobei der erste mit einem Übertragungsblock-Verriegelungswort VT beginnt.
• Nur die Struktur des 2Mbit/s-Übertragungsblocks hat die Besonderheit, ein Übertragungsblock-Verriegelungswort über zwei IT aufzuweisen. Dieses Wort wird nämlich durch sieben Binärelemente (Bits) gebildet, enthalten in dem ITO eines Übertragungsblocks Tn, und dem zweiten Binärelement des ITO des (nachfolgenden) Übertragungsblocks TN+1.
• Man erinnert auch, daß ein Taktschlupf das Resultat einer langsamen oder schnellen Veränderung (Abweichung) von der Taktfrequenz des digitalen Primärblocks bei einer 2Mbit/s- Verbindung (des digitalen Sekundärblocks bei einer 8Mbit/s- Verbindung ...) ist. Diese Abweichung drückt sich aus durch einen Übersprung oder eine Verdoppelung von Bits, was einen Übertragungsblock-Verriegelungsver lust zur Folge hat.
• Man erinnert ebenfalls, daß ein Übertragungsblock- Verriegelungsverlust nicht nur durch Taktschlupfe hervorgerufen wird, sondern auch durch andere Übertragungsfehler.
• Man kennt mehrere Methoden zur Zählung der Taktschlupfe für 64Kbit/s- und 2Mbit/s-Verbindungen.
• Eine erste Methode ist z.B. eine analoge Methode, die darin besteht, ein Zeitbezugssystem zu benutzen. Diese Bezugssystem erhält man durch einen Präzisionstakt, mit dem man die Abweichung vom Takt des digitalen Primärblocks (der der 2Mbit/s- Verbindung entspricht) mißt. Diese Mehode, obgleich sehr genau, ist teuer und materiell aufwendig.
• Für genauere Information kann man sich auf den Artikel "Frequency and Time", Rohde & Schwarz-Info 001 104 E-1 beziehen.
• Eine zweite Methode ist digital. Sie besteht darin, in den Übertragungsblock eine pseudozufällige Sequenz einzufügen, was dazu zwingt, für diese Sequenz ein IT zu reservieren. Eine Empfangsanalyse dieses IT wird durchgeführt, um festzustellen, ob Schlupf stattgefunden hat oder nicht.
• Diese Methode weist den Nachteil auf, daß sie mit großen Mitteln bzw. aufwendigen Einrichtungen durchgeführt wird, und auch, daß sie für die Übertragung nicht transparent bzw. durchlässig ist. Sie hat nämlich den Verlust eines IT für die Übertragung nützlicher Daten zur Folge, wobei dieses IT für die Pseudozufallssequenz reserviert ist.
• Für genauere Informationen empfiehlt sich die Empfehlung G822 des CCITT.
• Außerdem kennt man gegenwärüig eine Prüftechnik, die darin besteht, eine Analyse des tatsächlichen Verkehrs zu erstellen (LDA: Live Data Analysis). Diese Technik ermöglicht u.a., Taktschlupfmessungen durchzuführen.
• Diese Technik besteht darin, zwei Prüfgeräte zu benutzen. Ein erstes Gerät empfängt das übertragene Signal und analysiert es, um über eine Datenleitung eine Überprüfungsliste an das zweite Gerät zu übertragen, das diese Liste und die Daten der Übertragungsleitung empfängt.
• Dieses zweite Gerät erstellt ebenfalls eine Überprüfungsliste und vergleicht sie mit der, die es empfangen hat.
• Diese Methode weist den Nachteil auf, zusätzlich ein zweites Gerät und eine Datenleitung erforderlich zu machen.
• Die vorliegende Erfindung hat die Zielsetzung, diese Nachteile zu beseitigen.
• Man kann auch noch drei weitere Dokumente der vorhergehenden Technik zitieren. Eine Patentanmeldung EP-A-0 301 481 (Siemens AG) beschreibt eine Synchronisationseinrichtung.
• Bei einer Bitschlupf-Erkennungseinrichtung wird das Zeitintervall t der Synchronisationsimpulse mit zwei Eingängen gemessen. Wenn das Zeitintervall t einen bestimmten Wert to überschreitet, erfolgt die Synchronisation des Umrahmungs- Hauptzählers (compteur de cadrage principal) wie in der bekannten Synchronisationsvorrichtung. Wenn das Zeitintervall t kleiner bleibt als die Zeit to, geht die Bitschlupf-Erkennungseinrichtung in den "Bitschlupf"-Zustand über. In diesem Zustand blockiert der Ausgang den Eingang des Hauteinstellungszählers.
• Wenn der in Betracht gezogene Impuls am ersten Eingang ansteht, zeitlich vor oder nach dem Impuls am zweiten Eingang, zählt der Rahmungs-Hauptzähler langsamer oder schneller als der Rahmungs-Hilfszähler, und die Synchronisationsimpulse an den Ausgängen beginnen sich zeitlich anzunähern, bis eine zeitliche Übereinstimmung erreicht ist. Sobald die Bitschlupf-Erkennungseinrichtung diese Übereinstimmung erkennt, kehrt sie zu ihrem Initialzustand zurück. An ihrem Ausgang erscheint eine logische "1" die der von der Synchronisationslogik zum Eingang des Rahmungs-Hauptzählers gehenden Verbindung erlaubt, wieder wirksam zu werden. Der Ausgang der Bitschlupf-Erkennungseinrichtung geht in den Ruhezustand über und die Taktfrequenz am Eingang des Rahmungs-Hauptzählers wird wieder gleich der Taktfrequenz am Eingang des Schaltkreises zum umschalten der Taktfrequenz. Ab diesem Zeitpunkt sind die Bitschlupf-Erkennungseinrichtung und die Taktfrequenz-Umschalteinrichtung nicht mehr aktiv.
• Das in Betracht gezogene Prinzip der Schlupfdetektion basiert auf der Detektion des Asynchronismus zweier Signale, wovon das erste durch einen Detektor des Vorhandenseins eines Rahmungsworts erzeugt wird und das zweite durch einen Zeitintervallzähler, initialisiert durch das erste System (eine einfache Detektion).
• Ein Artikel mit dem Titel "Digital Performance Monitoring System" von Alan Miles (Proceedings Global Telecommunications Conference; Band 2, 15. November 1987, Tokyo, Seiten 895-902), beschreibt ein System zum Überwachen des Betriebs einer digitalen Übertragungsverbindung mit einer tatsächlichen Datenübertragungsgeschwindigkeit von 64Kbit/s. Dies erfolgt unter Verwendung eines Übertragungsblock-Ausrichtsignals (FAS) einer 8-, 34- oder 140Mbit/s-Verbindung. Ein solches System realisiert insbesondere eine Fehlerdetektion im Innern eines FAS-Signals und die Speicherung einer Fehlerzahl für eine Periode bis zu einer Sekunde.
• Dieser Artikel schlägt vor, die Qualität (G821 oder pseudo) einer Digitalverbindung, deren Übertragungsgeschwindigkeit 1 bis 140 Mbits betragen kann, zu bewerten, indem man die binären Elemente des Rahmungsworts herausnimmt, um eine digitale 64Kbit/s- Verbindung zu bilden (deren Inhalt vollkommen bekannt ist). Auch hier ist der Zweck, die Qualität einer Verbindung im Einsatz zu bewerten und zu überwachen, ohne pseudozufällige Sequenzen einzugeben. Diese Methode wird außerdem bei den 2Mbit/s- Verbindungen benutzt,um die Qualität einer Digitalverbindung zu bewerten. Die Berechnung wird selbstverständlich an den empfangenen Binärelementen durchgeführt und aufgrund der erhaltenen Resultate wird eine Fehlerquote berechnet.
• Ein Patentanmeldung DE-B-27 21 764 (SIEMENS AG) beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Fehlerbitrate bei den PCM-Übertragungssystemen während einer Kontrollzeit. Während dieser Zeit findet keine Übertragung von Informationssignalen statt. Hingegen erfolgt durch das System eine pseudozufällige Folge mit periodischen durch die Übertragung hervorgerufenen Unterbrechungen des Einstellungsschlüsselworts und des Status- bzw. Zustandsworts. Die Länge des Zustandsworts wird so gewählt, daß sich bei seinem Binärzustand eine Verteilung der Wertebits und der Nullwertbits einstellt, die ungefähr die des Geräusches ist.
• Die Übertragung der pseudozufälligen Folge wird unterbrochen während der Übertragung des Rahmungsschlüsselworts und des Zustandsworts. Nach der Unterbrechung wird die Übertragung der pseudozufälligen Folge aufgezeichnet mit der Binärposition, die der letzten vor der Unterbrechung übertragenen Position entspricht
• Diese Anmeldung beruht auf dem Messen der Fehler bei einer sequentiell bzw. seriell gesandten PSA-Sequenz. Es geht bei dieser Anmeldung darum, die Anzahl der guten erhaltenen Binärelemente in bezug auf die empfangene Gesamtzahl zu quantifizieren.
• Die vorliegende Erfindung hat ein Zählverfahren der Taktschlupfe einer Digitalverbindung zum Übertragen von Rastern bzw. Datenübertragungsblöcken (oder Sektoren) zum Gegenstand die durch ein Übertragungsblockverriegelungswort lokalisierbar bzw. erkennbar sind, bei dem es eine Auslösung einer ersten Detektion der Übertragungsblockverriegelungswörter der Übertragungsverbindung mit Vergleich mit einem Übertragungsblockverriegelungs- Bezugswort gibt und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
• - Auslösung einer zweiten Detektion der Übertragungsblock-Verriegelungswörter, zeitlich verschoben in bezug auf die erste Detektion, sobald durch diese ein Fehler detektiert worden ist,
• - Bestimmung des Verlustes und der Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung aufgrund festgelegter Kriterien,
• - Zählung eines Taktschlupfs bei Feststellung des Verlustes der Übertragungsblockverriegelung am Ende der ersten Detektion und Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung am Ende der zweiten Detektion.
• Nach einer zweiten Charakteristik des Verfahrens besteht das Auslösen einer ersten Detektion darin, den Inhalt des ersten IT der aufeinanderfolgenden Übertragungsblöcke zu vergleichen mit einem Übertragungsblockverriegelungs-Bezugswort, wobei die Detektion tatsächlich stattfindet, wenn Identität herrscht.
• Nach einer dritten Charakteristik des Verfahrens besteht die Auslösung einer zweiten Detektion darin, in dem Übertragungsblock, der demjenigen folgt, bei dem es am Ende der ersten Detektion die Detektion eines Fehlers gegeben hat, das Übertragungsblock-Verriegelungswort durch sukzessiven Vergleich jedes IT-Inhalts mit dem Übertragungsblockverriegelungs-Bezugswort zu suchen, wobei die Detektion tatsächlich stattfindet, wenn Identität herrscht.
• Nach einer vierten Charakteristik des Verfahrens findet die Feststellung eines Übertragungsblock-Verriegelangsverlustes statt, wenn man am Ende der ersten Detektion eine bestimmte Anzahl von n Fehlern erhalten hat, und daß, wenn man am Ende der zweiten Detektion eine bestimmte Anzahl p von Fehlern erhalten hat, wobei p kleiner als n ist, ein anderer Fehler als ein Taktschlupf detektiert wurde.
• Nach einer fünften Charakteristik des Verfahrens findet die Bestimmung der Übertragungsblock-Verriegelungswiederaufnahme statt, sobald es bei der zweiten Detektion eine Detektion eines Übertragungsblockverriegelungswortes gibt.
• Nach einer weiteren Charakteristik des Verfahrens, für den Fall, daß das digitale Signal ein 2Mbit/s-Signal ist, wird das Übertragungsblock-Verriegelungswort gebildet durch den Inhalt des für die Übertragungsblock-Synchronisation reservierten ITO eines geradzahligen Übertragungsblocks Tn und des zweiten Bits des ITO des ungeradzahligen Übertragungsblocks Tn+1, findet die Feststellung des Übertragungsblock-Verriegelungsverlustes statt, wenn es drei aufeinanderfolgende, mit Fehlern empfangene ITO von geradzahligen Übertragungsblöcken und/oder drei aufeinanderfolgende, mit Fehler empfangene ITO von ungeradzahligen Übertragungsblöcken gibt, und findet die Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung statt, wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt t1 ein richtiges ITO eines Übertragungsblocks Tn präsent ist, dann, wenn zum Zeitpunkt t&sub2; das zweite Bit des ITO des Übertragungsblocks Tn+1 richtig ist und zu einem Zeitpunkt t3 das ITO des Übertragungsblocks Tn+2 richtig ist.
• Die vorliegende Erfindung hat auch eine Zählvorrichtung der Taktschlupfe einer digitalen Übertragungsverbindung zum Gegenstand, gebildet durch Übertragungsblöcke (oder Sektoren), lokalisierbar bzw. erkennbar durch ein Übertragungsblock- Verriegelungswort, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt:
• - erste Detektionseinrichtungen der Übertragungsblock-Verriegelungswörter der Verbindung,
• - zweite Detektionseinrichtungen der Übertragungsblock-Verriegelungswörter, aktiviert durch die ersten Einrichtungen, wenn diese ersten Einrichtungen einen Fehler in einem Übertragungsblock-Verriegelungswort detektiert haben,
• - Einrichtungen zur Bestimmung des Verlustes oder der Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung durch die ersten und die zweiten Detektionseinrichtungen,
• - Zähleinrichtungen der Taktschlupfe, aktiviert durch die Einrichtungen zur Bestimmung des Verlustes und der Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung, wenn es einerseits einen Verlust der Übertragungsblockverriegelung durch die ersten Detektionseinrichtungen und andererseits eine Wiederaufnahme durch die zweiten Detektionseinrichtungen gegeben hat.
• Nach einer anderen Charakteristik umfaßt die Vorrichtung außerdem Kompensationseinrichtungen der Dämpfungen bzw. Abschwächungen des überwachten digitalen Signals in der Leitung.
• Nach einer anderen Charakteristik umfaßt die Vorrichtung ebenfalls Umwandlungsseinrichtungen des als Binärsignal empfangenen codierten Signals.
• Nach einer weiteren Charakteristik bilden die ersten und zweiten Übertragungsblock-Verriegelungseinrichtungen jeweils einen ersten und einen zweiten Suchmodul, von denen jeder eine allgemeine Zeitbasis-Schaltung umfaßt.
• Nach einer weiteren Charakteristik umfassen die Einrichtungen zur Bestimmung des Verlustes und der Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung den ersten Übertragungsblock- Verriegelungsmodul, einen Bitzähler, zwei Synchronisationsmodule, einen Präsenz-Detektionsmodul des Übertragungsblock-Verriegelungsworts und einen Übertragungsblockspeicher- und -zählmodul.
• Weitere Charakteristika und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, erläuternden und nicht einschränkenden Beschreibung hervor, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:
• - die Figur 1 stellt in Form einer Folge von Funktionsblöcken die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dar;
• - die Figur 2A stellt die verschiedenen Schritte detaillierter dar;
• - die Figur 2B stellt ein Grundschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die die Anwendung des Verfahrens ermöglicht;
• - die Figur 3 stellt ein detaillierters Grundschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar;
• - die Figur 4 stellt das Schema einer Gesamtansicht der Übertragungsausrüstung dar, in die die Vorrichtung integriert ist.
• Das Taktschlupfzählverfahren und die Anwendungsvorrichtung, die beschrieben werden, sind sowohl bei der 2Mbit/s- Übertragung als auch bei den 8-, 34- oder 140 Mbit/s-Übertragungen und außerdem bei den amerikanischen Standards anwendbar.
• In der nachfolgenden Beschreibung bezieht sich das gegebene praktische Ausführungsbeispiel auf eine 2Mbit/s- Verbindung, und man spricht eher von Blöcken als von Sektoren, aber selbstverständlich handelt es sich hier um ein erläuterndes Beispiel, das man auf Verbindungen mit höheren oder anderen Datenraten ohne besondere Schwierigkeiten übertragen kann.
• Nach einem ersten Aspekt der Erfindung erfolgt die Taktschlupfzählung ohne Einschaltung in die Übertragung; es besteht folglich vollkommene Transparenz bzw. Durchlässigkeit.
• Dieses Zählen erfolgt aufgrund des überwachten Digitalsignals durch Entnahme eines kleinen Teils dieses Signals, die keine Verschlechterung zur Folge hat (Entnahme kleiner als 10%).
• Vor diesem genauen Beispiel wird das Prinzip des Verfahrens anhand des Schemas der Figur 1 in allgemeiner Weise beschrieben und erläutert.
• Das erfindungsgemäße Taktschlupf-Zählverfahren basiert auf einer doppelten Detektion der Übertragungsblock-Verriegelungswörter (Figur 1, Blöcke 201, 203), zeitverschoben, wobei die zweite Detektion durch die Detektion eines Fehlers (Figur 1, Block 202) bei einem Übertragunqsblock-Verriegelungswort VT am Ausgang der ersten Detektion ausgelöst wird.
• Man versteht unter erster Detektion eine Überwachungsphase des Inhalts des IT oder der IT, die eventuell das Übertragungsblock-Verriegelungswort VT enthalten. Ein VT-Wort ist vorhanden, wenn am Ende des Vergleichs Gleichheit besteht zwischen dem Inhalt dieser IT und einem Übertragungsblockverriegelungs-Bezugswort. Unter der zweiten Detektion versteht man eine Suchphase des VT-Worts in jedem IT der Übertragungsblöcke, die dem Übertragungsblock folgen, bei dem es bei der ersten Detektion eine Fehlerdetektion gegeben hat.
• Das Verfahren besteht anschließen darin, aufgrund der vorher festgelegten Kriterien des Verlustes und der Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung einen Taktschlupf zu zählen, wenn es am Ende der ersten Detektion einen Verlust und am Ende der zweiten Detektion eine Wiederaufnahme der Übertragungsblockverriegelung gegeben hat.
• Man löst eine erste Detektion (Figur 1, Block 201) der Übertragungsblock-Verriegelungswörter aus und dann, wenn am Ende der ersten Detektion ein Fehler festgestellt wird, eine zweite Detektion (Figur 1, Block 203).
• Das Kriterium des Verlusts und der Wideraufnahme der Übertragungsblockverriegelung (Figur 1, Block 205), wird folgendermaßen festgelegt:
• - es liegt ein Übertragungsblock-Verriegelungsverlust (PVT) (Figur 1, Block 204) vor, wenn bei drei aufeinanderfolgenden Übertragungsblock-Verriegelungswörtern ein Fehler festgestellt wird;
• - es liegt eine Übertragungsblock-Verriegelungswiederaufnahme (RVT) vor, wenn es zwischenzeitlich eine Detektion von wenigstens einem Übertragungsblock-Verriegelungswort gab.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, die Übertragungsfehler von den Taktschlupfen zu unterscheiden, denn wenn es am Ende der zweiten Detektion keine Übertragungsblock- Verriegelungswiederaufnahme gibt, dann handelt es sich um einen Übertragungsfehler und nicht um einen Taktschlupf (Figur 1, Block 301).
• Im gegenteiligen Fall zählt man einen Taktschlupf (Figur 1, Block 300).
• Nun wird Bezug genommen auf die Flußdiagramme 2A und 2B. Die Figur 2A zeigt in detaillierter Weise das erfindungsgemäße Verfahren, so wie angewandt durch die in Figur 2B dargestellte Vorrichtung.
• Das angewandte Verfahren umfaßt einen Initialisierungsschritt 100, der in der Folge präzisiert wird.
• Dieser Schritt besteht zunächst darin, die Vorrichtung unter Spannung zu setzen.
• Der Schritt 102 gibt an, daß die Vorrichtung sich in der Übertragungsblock-Verriegelungskonfiguration befindet. Der Schritt 103 gibt an, daß das Übertragungsblockverriegelungs- Wiederaufnahmekriterium während des ersten Detektionsschritts erreicht ist, ausgeführt durch einen ersten Detektionsmodul, in Figur 2B mit 30 bezeichnet.
• Der Schritt 104 gibt an, daß die Übertragungsblock- Verriegelungswiederaufnahme des ersten Moduls einen zweiten Modul 40 in die Übertragungsblockverriegelungs-Verlustkonfiguration zwingt.
• Der Schritt 200 besteht aus Teilschritten:
• - wenn der erste Modul einen ersten Fehler an einem Übertragungsblock-Verriegelungswort 202 detektiert, dann:
• - wird der zweite Modul aktiviert, um parallel die nachfolgenden Übertragungsblock-Verriegelungswörter zu detektieren (203),
• - entsprechend dem festgelegten Übertragungsblock- Verriegelungskriterium macht man weitere mit der Detektion des nächsten und des übernächsten Verriegelungsworts (204a, 204b); wenn bei diesen Wörtern ein Fehler entdeckt wird, handelt es sich um einen Übertragungsblock-Verriegelungsverlust. Im gegenteiligen Fall gibt es keinen Übertragungsblock-Verriegelungsverlust (206),
• - parallel dazu, wenn der zweite Modul durch Detektion von wenigstens einem der durch den ersten Modul nicht entdeckten Übertragungsblock-Verriegelungswörter eine Übertragungsblock- Verriegelungswiederaufnahme realisiert (205), dann gibt es die Zählung eines Schlupfes, wobei der erste detektierte Fehler einem Taktschlupf entspricht (300),
• - im gegenteiligen Fall gibt es einen Übertragungsblock-Verriegelungsverlust durch den zweiten Modul, hervorgerufen durch einen anderen Übertragungsfehlertyp.
• Nun wird das in Figur 2B dargestellte Funktionsschema genauer beschrieben.
• Wie in dieser Figur 2B zu sehen, ist die Zähivorrichtung an eine überwachte digitale Übertragungsleitung (2 Mbit/s) angeschlossen durch einen Transformator T1, der die restliche Vorrichtung von der Leitung, an die sie angeschlossen ist, isoliert. Dieser Anschluß ist, wie schon erwähnt, nicht intrusiv bzw. nicht eingeschaltet (das überwachte Signal wird nicht beeinträchtigt) und erfolgt entweder in Höhe des digitalen Zuteilers bzw. Verteilers wie in Figur 4, der später beschrieben wird, oder indem man eine Verbindungskarte eines Muliplexingrahmens austauscht gegen eine diese Vorrichtung enthaltende Karte.
• Wie man nämlich in der Folge der Beschreibung sehen wird, kann diese Vorrichtung sich in Form einer einzigen autonomen elektronischen Karte präsentieren, die keinen großen Aufwand erfordert.
• Die Vorrichtung umfaßt eine Schaltung 1, einen f- Selbstausgleicher- bzw. Selbstentzerrer-Verstärker, der ermöglicht, die Leitungsdämpfungen des überwachten Signals zu kompensieren. Sie ermöglicht auch die Wiederherstellung des Empfangsrythmus oder -takts, der nötig ist für die Umformung der Signale HDB3&spplus; und HDB3&supmin;, die sie erreichen, in ein Binärsignal
• Dieses Binärsignal wird eingespeist in die Eingänge der Übertragungsblock-Verriegelungsmodule, d.h. in die Eingänge des ersten Moduls 30 und des zweiten Moduls 40. Der zweite Übertragungsblock-Verriegelungsmodul ermpfängt ebenfalls ein Binärsignal über ein UND-Glied 50, das an seinem zweiten Eingang den Ausgang einer Speicher- und Zähischaltung 60 empfängt.
• Der erste Übertragungsblock-Verriegelungssuchmodul liefert ein Synchronisationssignal SYR, das in zwei e Synchronisationsmodule 5 und 6 eingespeist wird. Der erste und der zweite Übertragungsblock-Verriegelungssuchmodul umfassen eine Schaltung, die die Übertragungsblock-Verriegelungswiederaufnahme RVT oder den Übertragungsblock-Verriegelungsverlust PVT detektieren kann.
• Das Signal der Übertragungsblock-Verriegelungswiederaufnahme RVT wird eingespeist in den Eingang eines Bitzählers 8, dessen Ausgang eingespeist wird in einen der Eingänge einer Detektionsschaltung 70 des Übertragungsblock-Verriegelungsworts, die ebenfalls das von dem Ausgang der Schaltung 2 stammende Binärsignal empfängt.
• Die Detektionsschaltung 70 des Vorhandenseins des Übertragungsblock-Verriegelungsworts ermöglicht, einen Vergleich durchzuführen zwischen dem Inhalt jedes Zeitintervalls des eintreffenden Binärsignals und einem Bezugswort, dessen Inhalt einem Übertragungsblock-Verriegelungswort entspricht.
• Die Vergleichsinformation ist am Ausgang der Schaltung 70 verfügbar, die den Zähler 60 nullt und die Weiterleitung des Binärsignals in den zweiten Übertragungsblock-Verriegelungssuchmodul für den Fall verhindert, daß Gleichheit besteht zwischen diesem Wort und der eintreffenden Information.
• Der Ausgang PVT des zweiten Moduls 40 und des ersten Moduls 30 werden eingespeist in die Eingänge eines logischen NOR-Glieds, das in Abhängigkeit vom Zustand dieser Ausgänge ermöglicht, ein Zähl- und Speichersystem 80 zu aktivieren.
• Nun wird Bezug genommen auf den Schaltplan der Figur 3, der einer besonderen Ausführungsart entspricht, die das Zählen der Taktschlupfe eines digitalen Übertragungssignals von 2 Mbit/s ermöglicht.
• Vorzugsweise ist die Vorrichtung auf einer elektronischen Karte integriert, die man an die Übertragungsleitung L anschließt.
• Dieser Anschluß erfolgt über den Transformator T1, der Selbstausgleicher- bzw. Selbstentzerrer-Verstärker ist ein Schaltkreis CD 22301, der das gedämpfte Signal empfängt und auch die Rückgewinnung des Empfangsrythmus oder -takts ermöglicht, der nötig ist für die Neu- bzw. Umformung der Signale HDB3&spplus; und HDB3&supmin;, die man an den Ausgängen 10 und 11 dieses Schaltkreises wiederfindet.
• Den Empfangstakt findet man am Ausgang 13 dieses Schaltkreises wieder. Dieser Takt H wird neu geformt bzw. umgeformt mit Hilfe eines Schmitt-Triggers des Typs HC14 und man verfügt an den Ausgängen dieser Schaltung über den Empfangstakt HR sowie über den komplementären Empfangstakt (in Höhe HC MOS)
• Der Schaltkreis 2 ist ein Schalt kreis des Typs CD 22103, der, nach dem Passieren von zwei Schmitt-Triggern HC14, die Ausgangssignale des Schaltkreises 1 empfängt. Dieser Schaltkreis 2 liefert das Binärsignal NRZ, das invertiert wird durch einen Schmitt-Trigger HC14 und den Eingang der Schaltung 3 erreicht.
• Der Schaltkreis 3 ist ein Schaltkreis des Typs BTG2. Das Binärsignal erreicht ebenfalls einen Anschluß eines NAND- Glieds HC00, dessen Ausgang eingespeist wird in den Eingang eines Inverters HC04, wobei diese beiden Glieder in Figur 2B das Bezugszeichen 50 tragen.
• Die Schaltungen 5 und 6 in Figur 2B werden in der Praxis jeweils durch Schaltkreise des Typs HC4015 gebildet. So wird in Figur 3 die Schaltung 5 durch die Schaltkreise 5a und 5b gebildet und die Schaltung 6 durch die Schaltkreise 6a und 6b. Diese Schaltkreise verschieben das aus dem Schaltkreis 3 kommende Signal.
• Die Schaltkreise 7a, 7b des Typs HC74 und die Glieder 7d, 7c ermöglichen das Detektieren von Übertragungsblock- Verriegelungsverlust oder -wiederaufnahme und sorgen dafür, daß der 8-Bit-Zähler des Typs HC191 die eintreffenden Bits zählt oder nicht zählt. Die Ausgänge QA, QB, QC dieses Zählers werden decodiert durch eine Einheit 14, gebildet durch zwei NOR-Glieder und einen Inverter und liefern das TOP B0, das synchron ist mit jedem Bit Nummer 0 des eintreffenden Signals.
• Der Schaltkreis 9 des Typs HC595 tastet dank des Empfangssignals das seriell eintreffende Binärsignal NRZ ab und wandelt es dank des schon erwähnten TOP B0 in parallele Daten D0 bis D7 um.
• Die Zeitintervalle folgen sich im Rythmus von 4µs an den Eingängen D0 bis D7 dieses Schaltkreises.
• Jedes IT wird dank des Schaltkreises 10 des Typs HC688 während der Synchronisationsdauer SYRDEC (vom Schaltkreis 6 stammend) mit dem Nominalinhalt eines ITO verglichen. Die Vergleichsinformation ist verfügbar am Ausgang Y des Schaltkreises 10, der ermöglicht, die Kippstufe D, Schaltkreis Nr. 13 und den 512-Bit-Zähler des Typs HC4020 zu nullen.
• Diese Information ermöglicht ebenfalls, die Weiterleitung des eintreffenden Binärsignals zum Schaltkreis 4 zu verhindern.
• Die Schaltung 70 in Figur 2B wird gebildet durch die Schaltkreise 9, 10, 12A, 12B, 15, 16 und 17 in dieser Figur 3.
• Die Schaltung 60 der Figur 2B wird gebildet durch die Schaltkreise 11 und 13 der Figur 3.
• Der Schaltkreis 12 des Typs HC123 detektiert das Fehlen des Takts, denn er detektiert das Fehlen von Informationen bzw.
• Daten oder des Übergangs auf das Signal CKR, das das ODER der eintreffenden Signale HDB3&spplus; und HDB3&supmin; ist. Dies ermöglicht, bestimmte ungewollte Auslösungen bei Fehlen eines Signals am Eingang zu vermeiden.
• Die Schlupfdecodierung erfolgt durch das NOR-Glied 20, das an seinen Eingängen die Signale PVT und der Module 3 und 4 empfängt.
• Beim Anlegen einer Spannung, bei Fehlen des Eingangssignals, sind die beiden Schaltkreise 3 und 4 in der Konfiguration Übertragungsblock-Verriegelungsverlust (PVT), d.h. daß der Zugang PVT jedes dieser Schaltkreise im Zustand 1 ist.
• Sobald am Anschluß des Schaltkreises 3 der Empfang eines Signais beginnt, wird es durch diesen analysiert. Der Schaltkreis 4 empfängt das Binärsignal noch nicht, und dies einige µs lang. Der Schaltkreis 3 nimmt also seine Übertragungsblockverriegelung wieder auf, der zugeordnete Zugang PVT nimmt den Wert 0 an und die normale Decodierung des ITO zwingt PVT in den Schaltkreis 4.
• Bei Erscheinen eines Fehlers in dem Übertragungsblock- Verriegelungswort existiert die vom Schaltkreis 10 stammende Information Y nicht mehr und die Kippstufe D (Schaltkreis Nr. 13) sowie der 512-Bit-Zähler, Schaltkreis Nr. 11, werden am Ende von 512 Bits, d.h. am Ende von zwei Übertragungsblöcken Tn und Tn+1 nicht mehr genullt. Das NAND-Glied HC00 läßt das Binärsignal passieren in den Schaltkreis 4, der dann mit der Analyse dieses Signals beginnt. Es können sich dann zwei Fälle präsentieren:
• - Fall 1: es gibt keinen anderen Fehler in dem ITO und das System kehrt dann zur Wartekonf iguration zurück, d.h. daß das neue empfangene (geradzahlige) ITO ein TOP sendet, das den Inhalt der Kippstufe D und des 512-Bit-Zählers löscht und die Taktschlupf-Detektionsschaltungen initialisiert,
• - Fall 2: ein anderer VT-Fehler ereignet sich in dem geradzahligen ITO, die Schaltung 3 hat den Übertragungsblock- Verriegelungsverlust noch nicht detektiert, denn nach dem erstellten Kriterium braucht es drei aufeinanderfolgende falsche Übertragungsblock-Verriegelungswörter (geradzahliges ITO).
• Wenn es sich tatsächlich um einen Schlupf handelt, wird das Übertragungsblock-Verriegelungswort falsch empfangen, denn der Schaltkreis 3 erwartet es nicht an der Stelle, wo es sich befindet. Hingegen wird der Schaltkreis 4 es detektieren.
• Wenn es sich jedoch um einen Übertragungsblock- Verriegelungsfehler handelt, der auf einen anderen Übertragungsfehler als einen Schlupf zurückzuführen ist, dann detektiert der Schaltkreis 4 kein Vorhandensein des Übertragungsblockworts.
• Drei Fälle können sich ereignen:
• - Fall a: es gibt keinen Fehler mehr in dem geradzahligen Wort ITO, dann qibt es eine Reinitialisierung der gesamten Vorrichtung,
• - Fall b: es gibt einen anderen Fehler in dem Übertragungsblock-Verriegelungswort (geradzahliges ITO), dann handelt es sich um einen Übertragungsfehler. Die beiden Schaltkreise 3 und 4 befinden sich im Zustand des Übertragungsblock-Verriegelungsverlustes. Es gibt keine Schlupfdetektion Die Wiederaufnahme erfolgt normal, sobald ein richtiges geradzahliges ITO sich präsentiert,
• - Fall c: wenn es tatsächlich einen Schlupf gibt, hat dies zur Folge, daß der Schaltkreis 3 das geradzahlige ITO nicht an der Stelle erwartet, an der es sich normalerweise befindet. Er detektiert einen dritten VT-Fehler, was dazu führt, daß der Ausgang PVT dieses Schaltkreises auf 1 übergeht. Hingegen empfängt der Schaltkreis 4 sein zweites aufeinanderfolgendes richtiges geradzahliges ITO (sowie das Kontrollbit des ungeradzahligen ITO) und sein Ausgang PVT geht dann von 1 auf 0 über, bis der Schaltkreis 3, nachdem er wieder eine Resynchronisationssequenz gestartet hat, die Übertragungsblockverriegelung wiederfindet. Es ist dann am Ausgang des NOR-Glieds 20 ein Schlupfimpuls präsent (während der Zeit, wo das Signal PVT des Schaltkreises 3 gleich 1 ist und das Signal PVT des Schaltkreisess 4 gleich 0 ist).
• Nun wird das Schema der Figur 4 beschrieben, wobei dieses Schema die Integration einer erfindungsgemäßen Zählvorrichtung in ein Sende-Empfangssystem von Signalen mit digitaler Zeitmultiplex-Übertragung zeigt.
• Der Teil A des Schemas stellt ein Übertragungssystem mit Sendeanlagen, Empfangsanlagen und einem digialen Zuteiler bzw. Verteiler dar, der sich zwischen diesen beiden Anlagen befindet.
• Der Teil B des Schemas stellt das System mit der Taktzählvorrichtung dar, wobei diese Vorrichtung nicht in Serie geschaltet ist mit der Signalstrecke, sondern einen geringen Teil der Energie dieser Signale entnimmt. Die Entnahme, durchgeführt am 2Mbit/s-Signal, entspricht der die geschützten Zugriffe betreffenden CCITT-Norm.

Claims (11)

1. Zählverfahren der Taktschlupfe einer digitalen Übertragungsverbindung, gebildet durch Raster (oder Sektoren), lokalisierbar durch ein Rasterverriegelungswort, bei dem es eine Auslösung einer ersten Detektion der Rasterverriegelungswörter der Übertragungsverbindung mit Vergleich mit einem Rasterverriegelungs-Bezugswort gibt,

dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- Auslösung einer zweiten Detektion der Rasterverriegelungswörter, zeitlich verschoben in bezug auf die erste Detektion, sobald durch diese ein Fehler detektiert worden ist,

- Feststellung des Verlustes und der Wiederaufnahme der Rasterverriegelung auf Grund von festgelegten Kriterien,

- Zählung eines Taktschlupfes, wenn es Feststellung des Verlustes der Rasterverriegelung am Ende der ersten Detektion und Wiederaufnahme der Rasterverriegelung am Ende der zweiten Detektion gegeben hat.

2. Zählverfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen einer ersten Detektion darin besteht, den Inhalt des ersten Zeitintervalls IT der aufeinanderfolgenden Raster zu vergleichen mit einem Rasterverriegelungs-Bezugswort, wobei die Detektion tatsächlich stattfindet, wenn Identität herrscht.

3. Zähiverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung einer zweiten Detektion darin besteht, in dem Raster, der demjenigen folgt, bei dem es am Ende der ersten Detektion die Detektion eines Fehlers gegeben hat, das Rasterverriegelungswort durch sukzessiven Vergleich jedes Zeitintervall-Inhalts IT mit dem Rasterverriegelungs-Bezugswort zu suchen, wobei die Detektion tatsächlich stattfindet, wenn Identität herrscht.

4. Zählverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung von Rasterverriegelungsverlust stattfindet, wenn man am Ende der ersten Detektion eine bestimmte Anzahl n von Fehlern erhalten hat, und daß, wenn man am Ende der zweiten Detektion eine bestimmte Anzahl p von Fehlern erhalten hat, wobei p kleiner als n ist, ein anderer Fehler als ein Taktschlupf detektiert wurde.

5. Zählverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung des Wiederaufnehmens der Rasterverriegelung stattfindet, sobald es bei der zweiten Detektion eine Detektion eines Rasterverriegelungswortes gibt.

6. Zählverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das digitale Signal ein Signal mit 2Mbit/s ist, bei dem das Rasterverriegelungswort gebildet wird durch den Inhalt des für die Raster-Synchronisation reservierten Zeitintervalis ITO eines geraden Rasters Tn und des zweiten Bits des ITO des ungeraden Rasters Tn+1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung des Rasterverriegelungsverlustes stattfindet, wenn es drei aufeinanderfolgende, mit Fehlern empfangene ITO von geraden Rastern gibt, und/oder drei aufeinanderfolgende, mit Fehler empfangene ITO von ungeraden Rastern, und dadurch, daß die Wiederaufnahme der Rasterverriegelung stattfindet, wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt ts ein richtiges ITO eines Rasters Tn präsent ist, dann, daß zum Zeitpunkt t&sub2; das zweite Bit des ITO des Rasters Tn+1 richtig ist und zu einem Zeitpunkt t3 das ITO des Rasters Tn+2 richtig ist.

7. Zählvorrichtung der Taktschlupfe einer digitalen Übertragungsverbindung, gebildet durch Raster (oder Sektoren), lokalisierbar durch ein Rasterverriegelungswort, umfassend:

- erste Detektionseinrichtungen (30) der Rasterverriegelungswörter der Verbindung,

dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt:

- zweite Detektionseinrichtungen (40) der Rasterverriegelungswörter, aktiviert durch die ersten Einrichtungen, wenn diese ersten Einrichtungen einen Fehler in einem Rasterverriegelungswort detektiert haben,

- Einrichtungen (5, 6, 8, 30, 40, 60, 70) zur Feststellung des Verlierens oder Wiederaufnehmens der Rasterverriegelung durch die ersten und die zweiten Detektionseinrichtungen,

- Zähleinrichtungen (80) der Taktschlupfe, aktiviert durch die Einrichtungen zur Feststellung des Verlierens und Wiederaufnehmens der Rasterverriegelung, wenn es einerseits ein Verlieren der Rasterverriegelung durch die ersten Detektionseinrichtungen gegeben hat und andererseits ein Wiederaufnehmen durch die zweiten Detektionseinrichtungen.

8. Zählvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Kompensationseinrichtungen (1) der Dämpfungen bzw. Abschwächungen des überwachten digitalen Signals in der Leitung umfassen.

9. Zählvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ebenfalls Umwandlungsseinrichtungen (2) des als Binärsignal empfangenen codierten Signals umfassen.

10. Zähivorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Rasterverriegelungseinrichtungen (30, 40) jeweils einen ersten und einen zweiten Suchmodul bilden, von denen jeder eine allgemeine Zeitbasis-Schaltung (3, 4) umfaßt.

11. Zähivorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Feststellung des Verlierens und Wiederaufnehmens der Rasterverriegelung den ersten Rasterverriegelungsmodul (30), einen Bitzähler (8), zwei Synchronisationsmodule (6, 5), einen Präsenz-Detektionsmodul des Rasterverriegelungsworts (70) und einen Rasterspeicher- und -zählmodul (60) umfassen.