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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Korrigieren der Phase von gesendeten Datenrahmen und insbesondere
ein Verfahren und eine Einrichtung zum Korrigieren der Phase von über ankommende
Leitungen in Teilnehmermultiplexsystemen übertragenen Rahmen/Mehrfachrahmen.
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Teilnehmermultiplexsysteme
sind verwendet worden zum ökonomischen
Anpassen von Teilnehmern an geographisch ferne Orte von Vermittlungsämtern mit
hoher Übertragungsqualität und auch zum
Verringern des Problems der immer zunehmenden Zahl von Telefonkabeln
in städtischen
Gebieten. In konventionellen Teilnehmermultiplexsystemen wird eine
Vielzahl von Teilnehmerleitungen multiplexiert als PCM-Daten mit
einer Rahmen/Mehrfachrahmenstruktur an einer fernen Endstelle (RT
vom englischsprachigen Ausdruck "Remote
Terminal"), und die
derart multiplexierten PCM-Daten werden dann über eine Faseroptik oder ein
anderes Übertragungsmedium
zu einer Fernsprechvermittlungsstelle (COT vom englischsprachigen
Ausdruck "Central
Office Terminal") übertragen,
wo die Daten demultiplext werden in einer Vielzahl von Teilnehmerleitungen zum
Verbinden zur Vermittlungsausrüstung.
Zudem ist in jüngsten
Jahren höchstwertiges
Multiplexen zur Anwendung gekommen, wobei eine Vielzahl von multiplexierten
Daten, statt einem Demultiplexing unterzogen zu werden bei einem
COT, ferner multiplexiert werden in ein hochpegel-multiplexiertes
Signal zum direkten Verbinden mit einem Vermittlungsnetz, wie zum
Beispiel SONET. Um dies zu erreichen ist ein Multiplexer zum Wiedermultiplexieren
einer Vielzahl multiplexierter Daten vorgesehen mit einem Zeitlagenwechsler
(TSI vom englischsprachigen Ausdruck "Time Slot Interchanger") zum Wechseln von
Zeitschlitzen zum Erzielen einer dynamischen Neuanordnung auf einer
Benutzer-zu-Benutzer-Basis. Der TSI ist vorgesehen zum Unterbringen
einer größeren Zahl
von Teilnehmerleitungen als der Anzahl von Kanälen in einem multiplexierten Übertragungspfad.
Zum Unterstützen
des Wechselns von Zeitlagen bzw. Zeitschlitzen in dem TSI müssen die Phasen
von Rahmen/Mehrfachrahmen von den über unterschiedliche Sendepfade
von unterschiedlichen RTs übertragenen
PCM-Daten korrigiert werden zum Erreichen von Synchronisation. Im
Stand der Technik wird diese Phasenkorrektur durchgeführt durch
Speichern der Daten im Speicher an dem Empfangsende. Dies erfordert
das Vorsehen eines Speichers zum Speichern der Daten und darüber hinaus
werden Übertragungsverzögerungen
verursacht aufgrund von temporärem
Speicher der Daten.
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Wenn
die Unterschiede zwischen Übertragungsverzögerungszeiten
von den unterschiedlichen RTs innerhalb einer Rahmenperiode liegen,
wird die Phasenkorrektur nur für
den Rahmen erforderlich, aber keine Phasenkorrektur wird erforderlich
für den Mehrfachrahmen.
In diesem Fall wird ein Speicher, der einen Datenrahmen speichern
kann, für
den Zweck ausreichend sein und die Übertragungsverzögerung kann
innerhalb einer Rahmenperiode gehalten werden. Andererseits, wenn
die Unterschiede zwischen Sendeverzögerungszeiten von den unterschiedlichen
RTs größer sind
als eine Rahmenperiode, muss die Phasenkorrektur nicht nur für den Rahmen,
sondern für
den Mehrfachrahmen ausgeführt werden,
der üblicherweise
aus 12 Rahmen besteht. In einem solchen Fall wird die erforderliche
Speicherkapazität
viel größer sein
und signifikante Übertragungsverzögerungen
werden resultieren. Zudem wird, um ein einziges faseroptisches Kabel
zu verwenden zum Tragen sowohl der kommenden, als auch der gehenden
Leitungen, das Anpassen eines Zeitkompressionsmultiplexsystems (TCM-Systems) in
Erwägung
gezogen. Wenn das TCM-System angenommen wird, wird Phasenkorrektur
für den
Mehrfachrahmen von grundlegender Wichtigkeit.
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In
US-A-3 980 835 wird die Oszillatorfrequenz an einem empfangenen
Ende gesteuert basierend auf Voreilungs- (A- vom englischsprachigen Ausdruck "Advance"), Nacheilungs- (R-
vom englischsprachigen Ausdruck "Retard") und Außergrenz- (OL-vom englischsprachigen
Ausdruck "Out-of-Limits") Signalen von dem
sendenden Ende gesteuert und A-, R- und OL-Signale werden am empfangenden
Ende erstellt.
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In
US-A-5 140 616 wird an einem Sendeende in einem lokalen Phasendifferenzanzeiger,
der ein Phasenverhältnis
zwischen einem ersten Datenadapter und einem ersten Synchron-Master
bzw. Synchrontaktgeber anzeigt, zu einem zweiten (fernen) Datenadapter
an einem fernen Ende gesendet, wo ein Baud-Taktgenerator den Phasendifferenzanzeiger
verwendet zum Erzeugen eines Baud-Taktes, welcher verwendet wird
zum Übertragen
von Daten von dem zweiten Datenadapter zu einem zweiten Synchrontaktgeber.
Entsprechend wird die Phasendifferenz von dem sendenden Ende zu
dem empfangenden Ende übertragen
und wird am empfangenden Ende verwendet.
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Letztendlich
wird Bezug genommen auf GB-A-1 577 332, in welcher die Taktfrequenz
eines Empfangsendes einer Vermittlungsstelle gesteuert wird basierend
auf ankommenden A-R-Z-Signalen ("Advance" bzw. Voreilung, "Retard" bzw. Nacheilung und "Do-Nothing" bzw. Nichtstun-Signale),
die von einer Vermittlungsstelle gesendet worden sind, an einem
Sendeende und den lokalen A-R-Z-Signalen.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Einrichtung bereitzustellen zur Phasenkorrektur in Teilnehmermultiplexsystemen, wodurch
Phasenkorrektur ausgeführt
werden kann für
Rahmen und Mehrfachrahmen beruhend auf Speicher speichern.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gemäß einem Aspekt ist ein Rahmenphasenkorrekturverfahren
bereitgestellt mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gemäß einem anderen Aspekt ist
eine Rahmenphasenkorrektureinrichtung bereitgestellt mit den Merkmalen
des Anspruchs 6.
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Die
Erfindung wird besser verstanden unter beispielhafter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen, in welchen zeigt:
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1 ein Blockdiagramm des
Grundaufbaus eines Teilnehmermultiplexsystems, in welchem eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
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2 ein Blockdiagramm des
Aufbaus einer Kanalschnittstelle niedriger Ordnung;
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3 ein Blockdiagramm des
Aufbaus eines Multiplexers;
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4 ein Diagramm der Zeitabstimmung bzw.
des Timings für
verschiedene Signale in Übereinstimmung
mit einer Rahmenstruktur;
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5 ein Diagramm des Timings
für verschieden
Signale in Übereinstimmung
mit einer Mehrfachrahmenstruktur;
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6 ein Schaltungsblockdiagramm
eines Aufbaubeispiels eines Rahmen- oder Mehrfachrahmenphasendifferenzdetektors;
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7 ein Schaltungsblockdiagramm
eines Aufbaubeispiels eines Rahmen- oder Mehrfachrahmen-Timing-Generators; und
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8 und 9 Ablaufdiagramme für Steuerungen bzw. Kontroller.
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1 ist ein Diagramm zum Zeigen
des Grundaufbaus eines Teilnehmermultiplexsystems, in welchem eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten ist; der Gesamtaufbau des Systems
ist hier in vereinfachter Form dargestellt. In der Figur kennzeichnet
Ziffer 1 eine Teilnehmerschnittstelle (CH), die jedem Teilnehmer
bereitgestellt wird und über
welche ein Analogsignal von der Teilnehmerseite (Telefon) umgewandelt
wird in ein PCM-Signal zur Übertragung über einen
jeweiligen individuellen Kanal und umgekehrt. Eine Kanalschnittstelle niedriger
Ordnung (CH inf) 2 ist bereitgestellt, über welche PCM-Signale von
den individuellen Kanälen multiplexiert
werden in oder demultimplexiert werden von einem Mehrfachrahmensignal.
Leitungsabschlüsse
(LT) 3 und 4 führen
jeweils eine Umsetzung zwischen einem multiplexierten Signal und
einem übertragenen
Signal aus oder zur Übertragung über einen
optischen oder metallischen Übertragungspfad 5.
Ein Multiplexer wandelt die multiplexierten Signale in höherpegel-multiplexierte
Signale um zum Verbinden an ein Vermittlungsnetz und umgekehrt.
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2 ist ein Diagramm zum Zeigen
des Aufbaus einer Kanalschnittstelle niedriger Ordnung in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung. Dieselben Teile wie jene in 1 gezeigten sind durch dieselben Ziffern
gekennzeichnet. In der Kanalschnittstelle niedriger Ordnung 2 ist
die Ziffer 11 ein Codec, welches aus einem Digital/Analog-Umsetzer
(D/A-Umsetzer) 12 besteht zum Umsetzen von PCM-Signalen
in Analogsignale, und einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 13 zum
Umsetzen von Analogsignalen in PCM-Signale.
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Ein
Kanalschnittstellenumsetzer (CH-inf) 14 für gehende
Leitungen trennt von dem LT 3 übertragene
mehrfachrahmenstrukturierte Daten (VFR) in PCM-Signale für individuelle
Kanäle
unter Verwendung eines Taktes (MCKR), eines Rahmen-Timing- bzw.
Zeitgeberimpulses (FPR) und eines Mehrfachrahmen-Timing-Impulses
(ABR) und überträgt Daten (VFR') zu den jeweiligen
D/A-Umsetzereinheiten 12 gemeinsam mit einem Takt (MCKR'), einem Rahmen-Timing-Impuls
(FPR') und einem
Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (ABR').
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Ein
Kanalschnittstellenumsetzer (CH-inf) 15 für kommende
Leitungen führt
dem A/D-Umsetzer 13 für
jeden Kanal ansprechend auf einen auf dem LT 3 zugeführten Takt
(MCKS) einen Takt (MCKS')
zu und multiplexiert Daten (VFS'),
d.h. von dem A/D-Umsetzer 13 zugeführte PCM-Signale synchron mit
dem Takt (MCK')
in rahmen-/mehrfachrahmen-strukturierte Daten (VF'S), welche zu dem
LT 3 übertragen
werden.
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Ein
Rahmen-Timing-Generator (FP-GEN) 16 führt Phasenkorrektur an Rahmen-Timing-Impulsen (FPR)
aus, die von dem LT 3 zugeführt wurden unter Verwendung
von Rahmen-Timing-Phasendifferenzinformation,
die von einem Kontroller 18 zugeführt worden ist und produziert
Ausgangsgrößen, von
denen eine dem LT 3 zugeführt wird als Rahmen-Timing-Impuls
(FPS), und die andere dem A/D-Umsetzer 13 als Rahmen-Timing-Impuls
(FPS') zugeführt wird
für jeden
Kanal.
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Ein
Mehrfachrahmen-Timing-Generator (AB-GEN) 17 führt Phasenkorrektur
an dem von dem LT 3 zugeführten Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (ABR)
aus unter Verwendung von Rahmen-Timing-Phasendifferenzinformation,
die von dem Kontroller 18 zugeführt worden ist, und produziert
Ausgangsgrößen, von
denen eine dem LT 3 zugeführt wird als ein Mehrfachrahmen-Timing-Impuls
(ABS), und die andere dem A/D-Umsetzer 13 als Mehrfachrahmen-Timing-Impuls
(ABS') zugeführt wird
für jeden
Kanal.
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Der
Kontroller 18 führt
die Rahmen-Timing-Differenzinformation
zu dem FP-GEN 16 und die Mehrfachrahmenphasendifferenzinformation
zu dem AB-GEN 17 in Übereinstimmung
mit von dem Multiplexer 6 zugeführter Rahmen-/Mehrfachrahmen-Timing-Phasendifferenzinformation
(3).
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3 ist ein Diagramm zum Zeigen
des Aufbaus eines Multiplexers, wie er in einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, wobei dieselben Teile, wie jene in 1 gezeigten, durch dieselben Ziffern
gekennzeichnet sind. Der Multiplexer 6 besteht aus einer
Demultiplexereinheit (DMUX) 21 zum Demultiplexen eines
hochpegel-multiplexierten Signals, und einer Multiplexiereinheit
(MUX) 22 zum Multiplexieren von niederpegel-multiplexierten
Signalen in ein hochpegel-multiplexiertes
Signal. Der DMUX 21 demultiplext die höherpegel-multiplexierten Signale
und verteilt jeweilige demultiplexte Mehrfachrahmendaten (VFR) an
den LT 4 gemeinsam mit einem Takt (MCKR), einem Rahmen-Timing-Impuls (FPR)
und einem Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (ABR).
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Der
MUX 22 sendet einen Takt (MCKS) an den LT 4 und
multiplexiert Daten (VFS) von dem LT 4 in ein hochpegel-multiplexiertes Signal
zur Übertragung
zu Ausrüstung
höherer
Ordnung.
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Ein
Rahmenphasendifferenzdetektor (FP-DET) 23 vergleicht einen
von dem MUX 22 zugeführten
Rahmen-Timing-Impuls (FPS) mit einem von dem LT 4 zugeführten Rahmen-Timing-Impuls
(FPS) und produziert Rahmen-Timing-Phasendifferenzinformation. Ein
Mehrfachrahmenphasendifferenzdetektor (AB-DET) 24 vergleicht
einen von dem MUX 22 zugeführten Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (MABS)
mit einem von dem LT 4 zugeführten Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (ABS),
und produziert Mehrfachrahmen-Timing-Phasendifferenzinformation.
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Ein
Kontroller 25 übermittelt
die Rahmen-Timing-Phasendifferenzinformation
von dem FP-DET 23 und die Mehrfachrahmen-Timing-Phasendifferenzinformation
von dem Ab-DET 24 zu
dem Kontroller 18 (2)
und der Kanalschnittstelle niedriger Ordnung 2.
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Demnach
werden die zwischen dem MUX 22 und dem LT 4 auftretende
Rahmenphasendifferenz und Mehrfachrahmenphasendifferenz in dem Multiplexer 6 erfasst,
und die erfasste Information wird zu der Kanalschnittstelle niedriger
Ordnung 2 übermittelt,
wo, basierend auf dieser Information, die Phasendifferenz der Rahmen-Timing-
und Mehrfachrahmen-Timing-Impulse zwischen dem A/D-Umsetzer 13 und
dem LT 3 korrigiert werden, Differenzen in Verzögerungszeit
zwischen LT 3 und LT 4 kompensierend, und demnach
die Phasendifferenzen der Rahmen- und Mehrfachrahmensignale jeweils
auf Null reduzierend.
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4 zeigt das Timing der verschiedenen Signale
in Übereinstimmung
mit der Rahmenstruktur. In dem gezeigten Beispiel besteht ein Rahmen
aus 24 Zeitschlitzen (TS), aber dies ist nur erläuternd und nicht
einschränkend
zu verstehen. In der Figur gibt der VFS-R rahmenstrukturierte Daten
für kommende und
gehende Leitungen an. TS1 bis TS24 sind Zeitschlitze, jeder Zeitschlitz
besteht aus 8-Bit-Daten b1 bis b8 und ein 1-Bit-Rahmen-Bit (F) wird
am Anfang des Rahmens hinzugefügt,
so dass jeder Rahmen aus einer Gesamtzahl von 193 Bit besteht (in
125μs).
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FPS/R
ist ein Rahmen-Timing-Impuls für kommende
und gehende Leitungen, MFPS ist ein Rahmen-Timing-Impuls, der von
dem Multiplexer 6 ausgeht und MCKS/R ist ein Taktsignal
für kommende
und gehende Leitungen.
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5 zeigt das Timing der verschiedenen Signale
in Übereinstimmung
mit der Mehrfachrahmenstruktur. In dem gezeigten Beispiel besteht
ein Mehrfachrahmen aus 12 Rahmen, aber dies ist nur erläuternd und
nicht einschränkend
zu verstehen.
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In
der Figur zeigt VFS/R mehrfachrahmenstrukturierte Daten für kommende
und gehende Leitungen an. FS1 bis FS12 sind Rahmen, die jeweils dem
in 4 gezeigten 193-Bit-Rahmen
entsprechen.
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ABS
ist ein Mehrfachrahmen-Timing-Impuls für kommende Leitungen, MABS
ist ein Mehrfachrahmen-Timing-Impuls, der von dem Multiplexer 6 ausgegeben
wird, ABR ist ein Mehrfachrahmen-Timing-Impuls für gehende Leitungen, FPS/R
ist ein Rahmen-Timing-Impuls für
kommende und gehende Leitungen und MCKS/R ist ein Taktsignal für kommende
und gehende Leitungen.
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6 ist ein Schaltungsblockdiagramm
zum Zeigen eines Aufbaubeispiels des Rahmenphasendifferenzdetektors
(oder Mehrfachrahmenphasendifferenzdetektors). Diese Detektoren
können
leicht implementiert werden unter Verwendung relativ einfacher logischer
Schaltkreise. In der Figur sind die dem Mehrfachrahmenphasendifferenzdetektor 24 zugeordneten
Signale in eckigen Klammern gezeigt, gemeinsam mit den entsprechenden
Signalen, die dem Rahmenphasendifferenzdetektor 23 zugeordnet sind.
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In
dem Rahmenphasendifferenzdetektor 23 oder dem Mehrfachrahmenphasendifferenzdetektor 24 gibt
die Ziffer 31 einen Zähler
an, der die Anzahl von Taktimpulsen (MCKS) oder Rahmen-Timing-Impulsen
(MFPS) zählt,
beginnend von der Impulsposition des Rahmen-Timing-Impulses (MFPS)
oder Mehrfachrahmen-Timing-Impulses (MABS), der beim Start einer
Signaleingabe (STR) von dem MUX 22 angelegt wird und endend
bei der Impulsposition des Rahmen-Timing-Impulses (FPS) oder des
Mehrfachrahmen-Timing-Impulses (ABS), der von dem LT 4 bei
einer Stoppsignaleingabe (STP) angelegt wird. Der resultierende
Zählerwert
wird vor dem Übertragen
zum Kontroller 25 in einem Zählerwert-Halte-Latch 23 gelatcht
bzw. zwischengespeichert. Verzögerungsschaltungen 33 und 34 sind
vorgesehen, welche den Rahmen-Timing-Impuls (FPS) oder Mehrfachrahmen-Timing-Impuls
(MFPS) in Übereinstimmung
mit dem Takt (MCKS) oder Rahmen-Timing-Impuls (MFPS) verzögern, und
welche jeweils ein Latch-Timing-Signal für das Zählerwert-Halte-Latch 32 erzeugen
und ein Rückstellsignal
für den Zähler 31.
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In
dem in 6 gezeigten Beispiel
wird der Zähler 31 durch
das Anwenden von MFPS und MABS gestartet und durch das Anwenden
von FPS oder ABS angehalten, woraufhin der Zählerwert ausgelesen wird. Es
ist jedoch einzusehen, dass der Zählerwert auch ausgelesen werden
kann beim Starten des Zählers
auf FPS oder ABS hin und er gestoppt werden kann auf MFPS oder MABS
hin.
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7 ist ein Schaltungsblockdiagramm
zum Zeigen eines Aufbaubeispiels des Rahmen-Timing-Generators (Mehrfachrahmen-Timing-Generators).
Diese Generatoren können
auch leicht implementiert werden unter Verwendung relativ einfacher Logikschaltkreise.
In der Figur sind dem Mehrfachrahmen-Timing-Generator 17 zugeordnete
Signale in eckigen Klammern gemeinsam mit den entsprechenden Signalen
dargestellt, die dem Rahmen-Timing-Generator 16 zugeordnet
sind.
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In
dem Rahmen-Timing-Generator 16 oder dem Mehrfachrahmen-Timing-Generator 17 kennzeichnet
die Ziffer 41 einen Datenpuffer, wo Phasenkorrekturdaten
von dem Kontroller 18 gespeichert sind. Ein Zähler 42 wird
von dem Rahmen-Timing-Impuls
(FPR) oder dem Mehrfachrahmen-Timing-Impuls (ABR), der von dem LT 3 angelegt
wird, rückgesetzt
und zählt
die Anzahl von Taktimpulsen (MCKR) oder Rahmen-Timing-Impulsen (FPR)
von einer Periode gleich den Phasenkorrekturdaten, die in dem Datenpuffer 41 eingeschrieben
sind. Wenn das Zählen abgeschlossen
ist, wird von einem Überlaufsignalausgang
(CO) ein Signal ausgegeben, wodurch ein FPS- [ABS]-Timing-Generator 44 angetrieben
wird zum Generieren von Rahmen-Timing-Impulsen (FPS,
FPS') oder Mehrfachrahmen-Timing-Impulsen (ABS, ABS').
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Ein
Verzögerungsschaltung 43 verzögert FPR
oder ABR und führt
die resultierende Ausgangsgröße dem Datenpuffer 41 als
Ladesignal zu, durch welches die Phasenkorrekturdaten in den Datenpuffer 41 unmittelbar
nach dem Zurückstellen
des Zählers 42 eingeschrieben
werden. Auf das Abschließen des
Zählers
durch den Zähler 42 hin,
erzeugt der FPS- [ABS]-Timing-Generator 44 die
Rahmen-Timing-Impulse (FPS, FPS')
oder die Mehrfachrahmen-Timing-Impulse (ABS, ABS').
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8 und 9 sind Ablaufdiagramme zum Erläutern der
Betriebsabläufe
des Controllers: 8 für den Kontroller 25 und 9 für den Kontroller 18.
Es wird Bezug genommen auf 8,
wenn der Leitungsabschluss (LT) synchron ist und kein Alarm ausgegeben
wird, liest der Kontroller 25 die Rahmenphasendifferenzdaten
und Mehrfachrahmendifferenzdaten von dem Rahmenphasendifferenzdetektor 23 und
dem Mehrfachrahmendifferenzdetektor 24 jeweils aus und übermittelt
die Phasendifferenzdaten zu dem Kontroller 18, wenn die
Rahmenphasendifferenz oder Mehrfachrahmenphasendifferenz nicht null ist.
Dann, nach Abwarten einer vorgeschriebenen Zeit, kehrt der Ablauf
zurück
zum Anfang des Steuerprozesses. Die vorgeschriebene Wartezeit wird
eingefügt
zum Durchführen
der Steuerung in intermittierender Weise.
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Es
wird Bezug genommen auf 9,
wenn die Phasendifferenzdaten von dem Kontroller 25 empfangen
werden, schreibt der Kontroller 18 die Rahmenphasendifferenzdaten
in den Rahmen-Timing-Generator 16 und die Mehrfachrahmenphasendifferenzdaten
in den Mehrfachrahmen-Timing-Generator 17.
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In
dieser Ausführungsform
wird die Verarbeitung in den Kontrollern 18 und 25 in
Software implementiert, aber da die Verarbeitung relativ einfach
ist, kann sie auch leicht in Hardware unter Verwendung in Logikschaltkreisen
implementiert werden.
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Eine
Kommunikation zwischen den Kontrollern 18 und 25 wird
beispielsweise erreicht unter Verwendung von den zwischen dem LT 3 und
LT 4 übermittelten
Daten hinzugefügten
Zusatz-Bits.