FI58241B - Kopplingsanordning foer att maeta och/eller oevervaka transmissionskvaliteten hos en datatransmissionsanlaeggning - Google Patents

Description

ΓΒ1 -«KUMLUTUSjULRAieU cöo/-3®* -m (11) UTLÄGGNI NCSSKMFT 5 8241 C (4S> Fa + :-n i ^ v ^ (51) Kv.ikiWa.3 h (A H 3/22 // H 04· B 3/46 SUOMI—FINLAND (21) hrn«lh*mu·—htwwemWmliig 2079/73 (22) HekemhpIMl—Aneeknlngrteg 28.06.73 (23) Alkuptlvi—GiMghuttdag 28.06.73 (41) Tullut Julktoksl — BIMt offuntllf 07.06.7^

Patentti- Ja rekisterihallitus /44) Jt iujU|.|ullui*m pvm.—

Patent- och registerstyrelsen ' Aratkin utltfd och utl.ikrtfwn publleurad 29.08.80 " (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkuu*—Bu*lrd prlorltat 06.12.72

Sveitsi-Schweiz(CH) 17772/72 (71) Siemens-Albis Aktiengesellschaft, Albisriederstrasse 2*+5> 80^7 Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Carl Schick, Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 0y Kolster Ah (5*0 Kytkentäjärjestely tietojenvälityslaitteiston välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi - Kopplingsanordning för att mätä och/eller övervaka transmissionskvaliteten hos en datatransmissionsanläggning

Keksinnön kohteena on kytkentäjärjestely tietojenvälityslaitteiston välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi kulloinkin koko välitettävän dynamiik-„ ka-alueen kattavien tietojenvälityslaitteiston kautta johdettujen koesignaalien avulla, jolloin tietojenvälityslaitteiston välityskanavien lähetyspuoleisiin pääte-laitteistoihin on sovitettu ainakin yksi yksilöllisesti kytkettävissä oleva koe-signaaligeneraattori, joka kehittää koesignaaleja, joiden kulku on vähintään likimain exponentiaalinen.

Sveitsiläisestä patenttijulkaisusta n:o *+95 09*+ on tunnettu menetelmä koo-derin ja dekooderin toimintatavan valvomiseksi aikamultipleksijärjestelmässä, jossa menetelmässä muodostetaan koesignaali, jolla on koko välitettävän dynamiikka-alueen kattava kulku ja joka johdetaan samaan päätepaikkaan signaalin muodostamiseen ja/tai synkronointiin käytetyssä aikavälissä toisaalta tutkivien koode-rin ja dekooderin kautta ja toisaalta suoraan vertailukytkennän kautta, jolloin ylitettäessä ennalta määrätty poikkeama annetaan kulloinkin virheilmaisu.

2 58241

Sveitsiläisestä patenttijulkaisusta n;o 535 512 on tunnettu toinen menetelmä kooderin ja dekooderin toimintatavan valvomiseksi PCM-aikamultipleksi-järjestelmässä, jossa muodostetaan lähetyspuolella bipolaarinen koesignaali, jonka kulku on ainakin likimain eksponentiaalinen, ja joka ylittää kaikki välitettävän dynamiikka-alueen kvantisointiportaat. Tämä signaali johdetaan sitten kanava-kytkimen kautta kooderiin ja toisen kanavakytkimen kautta saman päätekeskuksen dekooderiin tai kaukaisemman keskuksen ja kanavakytkimen kautta takaisin ensimmäiseen päätekeskukseen, ja sitä verrataan tässä alkuperäiseen koesignaaliin.

Jos vertailujännite ylittää referenssijännitearvon annetaan hälytys.

Tässä menetelmässä vaikuttaa kuitenkin haitallisesti se, että koko välitys-tiellä vaikuttavan yleisen vaimennuksen kompensointiin tarvitaan ylimääräisiä säätöportteja, jotka merkitsevät lisäkuluja ja omalta osaltaan vaikuttavat koetulokseen.

Keksinnön tehtävänä on osoittaa kytkentäjärjestely, jonka avulla voidaan vastaanottopuolella mitata ja/tai valvoa mielivaltaisen tietojenvälityslaitteis-ton välityslaatua, riippumatta välitystiellä esiintyvästä yleisvalmennuksesta ja ajallisesta hidastumisesta.

Keksinnön mukainen kytkentäjärjestely on tunnettu siitä, että on järjestetty koesignaaligeneraattoreiden lukumäärää vastaava määrä koeportaita, joista jokainen voidaan koesignaalien vastaanottamiseksi yksilöllisesti kytkeä kussakin koeportaassa olevan verkon välityksellä välityskanavien vastaanottopuoleisiin päätelaitteistoihin, joka verkko kykenee muuntamaan likimain exponentiaalisen sisääntulosignaalin likimain vakiotasajännitesignaaliksi ja joka koeporras ilmoittaa verkon tasajänniteulostulosignaalissa esiintyvät poikkeamat koon ja/tai lukumäärän suhteen aikayksikköä kohden ja/tai ennalta annetun poikkeaman ylityksen ilmaantuessa, laukaisee vikailmoituksen.

Edellä selitetty kytkentäjärjestely selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten perusteella. Kuviot 1a, 1b ja 1c esittävät lohkokaaviona keksinnön mukaista kytkentää tietojenvälityslaitteiston yhteydessä, kuvio 2 esittää verkon ja koepaikan yksityiskohtaista lohkokaaviota, kuvio 3a esittää kulloinkin vastaanotettujen signaalien kulkua siinä tapauksessa, että välitys on häiriötön, ja kuvio 3b esittää näiden signaalien kulkua siinä tapauksessa, että välitys on häiriintynyt.

Tietojenvälityslaitteiston välityslaatua koskevan mittauksen ja/tai valvonnan ajaksi kytketään kulloinkin lähetyspuoleiseen päätelaitteistoon S koesig-naaligeneraattori PG ja vastaavaan vastaanottopuoleiseen päätelaitteistoon E

3 58241 koepaikka P, jonka edessä on verkko N. Aikamultipleksi-välityslaitteistosta kyseenollen voidaan koesignaaligeneraattorin PG, verkon N ja koepaikan P avulla eri aikakanavia myöten melkein samanaikaisesti mitata ja/tai valvoa aikamulti-pleksi-välityslaitteiston useiden päätelaitteistojen välityslaatua.

Lähetyspuoleiseen päätelaitteistoon S syötetty ja vastaavan välityskanavan K ja sen vastaanottopuoleisen päätelaitteiston E kautta johdettu koesignaali voidaan kaukopäässä johtaa koepaikkaan P verkon N kautta. Täten voidaan mitata ja/tai valvoa välityskanavan ja siihen liittyvän lähetys- ja vastaanottopuoleisen päätelaitteiston välityslaatua (kuvio 1a).

Samoin voidaan myös nelijohdinyhteyden molempien välityssuuntien välitys-" laatua mitata ja/tai valvoa nelijohdinyhteyden toisesta päästä. Tätä varten kyt

ketään lähetyspuoleisen päätelaitteiston S välityskanavan K ja toisen välitys-suunnan vastaanottopuoleisen päätelaitteiston E kautta johdettu koesignaali neli-„ johdinyhteyden kaukopäässä tämän koesignaalin tunnistavan kytkentäportaan PS

toisen välityssuunnan lähetyspuoleiseen päätelaitteistoon S ja täten vastaavan välityskanavan kautta koesignaalin syntypaikassa olevaan vastaanottopuoleiseen päätelaitteistoon E ja tästä verkon N kautta koepaikkaan P (kuvio 1b).

Edelleen voidaan välityslaatua mitata ja/tai valvoa myös nelijohdinyhteyden samassa päässä olevista lähetys- ja vastaanottopuoleisista päätelaitteistoista, esim. mitata ja/tai valvoa PCM-aikamultipleksi-välityslaitteiston koodereita ja dekoodereita aikavälinä, jota ei käytetä tietojen välitykseen. Tässä tapauksessa syötetään lähetyspuoleiseen päätelaitteistoon S johdettu koesignaali mittauksen ja/tai valvonnan ajaksi läpikytketyn koeyhteyden PV kautta nelijohdinyhteyden samassa päässä sijaitsevaan vastaanottopuoleiseen päätelaitteistoon E ja tästä verkon N kautta koepaikkaan P (kuvio 1c).

Koesignaaligeneraattorien PG, verkkojen N ja koepaikkojen P lukumäärä riippuu tietojenvälityslaitteiston niiden välityskanavien K lukumäärästä, joiden kanavien välityslaatua on samanaikaisesti valvottava ja/tai mitattava.

Lähetyspuoleisessa koesignaaligeneraattorissa PG kehitetään koesignaali, " jolla on ainakin likimain eksponentiaalinen kulku, vastaten välitettävää dyna miikka-aluetta.

Tämä koesignaali S1 johdetaan vastaanottopuolella verkon N kautta, jonka välitysfunktio ainakin likimain vastaa ensimmäisestä matemaattisesta funktiosta johdettavissa olevaa toista matemaattista funktiota, ja johdetaan tämän jälkeen edelleen muunnettuna signaalina S5 verkosta N koepaikkaan P. Tämän muunnetun signaalin S5 kulkua verrataan koepaikassa P vertaus s i gnaalin S6 kulkuun, joka ainakin likimain vastaa ensimmäisestä ja toisesta matemaattisesta funktiosta johdettavissa olevaa kolmatta matemaattista funktiota.

u 58241

Verkon N ja koepaikan P rakenteet riippuvat siis lähetyspuoleisen koe-signaaligeneraattorin PG kehittämän koesignaalin kulusta. Tällaisesta koesig-naalista, jonka kulku ainakin likimain vastaa funktiota e , vast, -e , vast.

“X ““X

e , vast, -e , voidaan vastaanottopuoleisen verkon N integraattorissa I muodostaa integroitu signaali S2. Tälle integroidulle, signaalille S2 saadaan kulku, joka ainakin likimain vastaa funktiota -ex, vast. ex, vast, -e x, vast, e x.

Mitä pienemmät koesignaalin, erikoisesti vastaanotetun koesignaalin S1 poikkeamat ovat eksponentiaalifunktion kulusta, sitä pienemmät ovat myös integroidun signaalin S2 poikkeamat kyseisen eksponentiaalifunktion integraalin kulusta. Integroitu .signaali S2 vahvistetaan integraattorin I jälkeen kytketyssä vahvistimessa V1 niin paljon, että sen amplitudi on ainakin likimain yhtä suuri kuin vastaanotetun koesignaalin S1 amplitudi. Tämän jälkeen summataan vastaanotettu koesig-• naali S1 ja vahvistettu integroitu signaali S2, jolloin syntyy resultoiva signaali S3, jonka amplitudi on ainakin likimain vakio. Mitä tarkemmin vastaan-otetun koesignaalin S1 kulku vastaa jotain funktiota e , vast, e , vast, -e vast, -e , sitä enemmän lähestyy resultoivan signaalin S3 kulku lineaarista funktiota, jonka amplitudi on vakio. Tämä resultoivan signaalin S3 kulku antaa siis tiedon siitä, miten lähetyspuolella kehitetty koesignaali tulee tietojen-välityslaitteiston vastaanottopäähän. Tietojenvälityslaitteiston välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi on siis vastaanottopuolella tutkittava resultoivan signaalin S3 funktion kulkua.

Kaksinapaisen koesignaalin S1 positiivisen puoliaallon aikana syntyy resultoiva signaali S3, jolla on ensimmäinen vakio amplitudi, ja negatiivisen puoli-aallon aikana syntyy resultoiva signaali S3, jolla on toinen vakio amplitudi. Näiden ainakin likimain sakaramuotoisten signaalien tulkinnan yksinkertaistamiseksi johdetaan resultoiva signaali S3 ensin verkkoon N suurpäästösuodattimen H1 kautta ja vapautetaan täten tasavirta- vast, tasajännitekomponentistaan. Tällöin saadulla resultoivalla signaalilla S*+ on ainakin likimain sakaramuotoinen kulku, jossa on positiivinen ja negatiivinen puoliaalto. Signaali tasasuun-nataan suurpäästösuodattimen H1 jälkeen kytketyssä tasasuuntaajassa G, ja johdetaan muunnettuna signaalina S5 verkon N ulostuloon, Tällä muunnetulla signaalilla S5 on nyt koko kaksinapaisen koesignaalin S1 aikana ainakin likimain suoraviivainen kulku ja vakio amplitudi siinä tapauksessa, että välitys teitojenvälitys-laitteiston kautta tapahtuu moitteettomasti.

Verkosta N tuleva muunnettu signaali S5 johdetaan verkon N jälkeen kytkettyyn koepaikkaan P, jossa muunnettua signaalia S5 verrataan sen tasavirta-vast. tasajännitekomponentista johdettuun vertaussignaaliin S6. Tätä varten joh- 5 58241 detaan muunnettu signaali S5 koepaikassa P toisaalta suurpäästösuodattimen H2 ja sen jälkeen kytketyn ensimmäisen vahvistimen V3 kautta analogiasignaalion vähentimen D toiseen sisäänmenoon ja toisaalta toisen vahvistimen V2 kautta suoraan tämän analogiasignaalien vähentimen D toiseen sisäänmenoon. Analogiasig-naalien vähentimen D ulostulosta saatu vertaussignaali S6 vastaa tällöin tasa-virta- vast, tasajännitekomponentistaan vapautettua muunnettua signaalia S';.

Vertaussignaali S6 voidaan tietenkin myös saada siten, että muunnettu signaali S5 johdetaan ylipäästösuodattimen kautta.

Tämän jälkeen syötetään koepaikassa P vahvistettu muunnettu signaali S5 ja vertaussignaali S6 vertausasteeseen K, Mitä tarkemmin tämä muunnettu signaali ^ S5 vastaa vakioamplitudista suoraviivaista funktiota, sitä pienempi on vertaus- asteessa K muodostunut muunnetun signaalin S5 ja vertaussignaalin S6 hetkellis-arvojen välinen erotus.

^ Kulloinkin esiintyvän erotuksen suuruutta vastaava, vertausasteesta K saatu mittasignaali S7 johdetaan mittaus- ja/tai hälytyslaitteeseen, jossa määrätyn sallitun erotuksen tultua ylitetyksi käynnistyy vianosoitus.

PCM-aikamultipleksi-puhelin- ja/tai -musiikinvälityslaitteistoissa on koo-derissa vast, dekooderissa olevista kvantisointiasteista saaduilla analogia-digi-taali- vast, digitaali-analogiamuuttajilla tavanomaisesti analogiasignaalin pienemmillä amplitudeilla tiheämmin porrastetut arvot, jotta suhteelliset vääristymät voitaisiin pitää likimain vakiona yli koko dynamiikka-alueen. Kaksinapaisella koesignaalilla, jolla on ainakin likimain eksponentiaalisesti vaimeneva kulku, on täten ominaiskäyrä, joka on samankaltainen kuin analogia-digitaali-, vast, digitaali-analogiamuuttajan kvantisointiominaiskäyrä. Tämän etuna on, että koe-signaalin pienenevillä hetkellisarvoilla saadaan samoin syntymään suurempi lukumäärä kuulostusnäytteitä. Tämän ansiosta voidaan valvoa dynamiikka-alueen kaikkia ^ kvantisointiasteita yhdellä ainoalla aperiodisella kaksinapaisella koesignaalilla, jolla on ainakin likimain eksponentiaalisesti vaimeneva kulku, ja saadaan ilmaistuksi mahdolliset epäsäännöllisyydet, mikäli koesignaalin molempien peräkkäin seuraavien puoliaaltojen ajallinen pituus vastaa kahden peräkkäin seuraavan kuu-lostuksen välisen ajallisen keston ja kvantisointiasteiden lukumäärän tuloa.

Jatkuva valvonta voidaan näin ollen saavuttaa ainoastaan sellaisella jaksottaisella koesignaalilla, jonka taajuus sopivasti määräytyy analogiadigitaali-vast. digitaali-analogia-muuttajan kvantisointiasteiden lukumäärästä sekä kuulos-tustaajuudesta.

Lähetyspuolella kehitetyn ainakin likimain eksponentiaalisesti vaimenevan kaksinapaisen koesignaalin asemesta voidaan esim. suoraviivaisen kvantisointiomi-naiskäyrän omaavia PCM-aikamultipleksi-välityslaitteistoja varten käyttää koesig-naalia, jolla on eksponentiaalisesti nouseva kulku.

6 58241

Sellaisia PCM-aikamultipleksi-välityslaitteistoja varten, jotka toimivat 8 kHz:n kuulostustaajuudella ja joissa käytetään koodereita vast, dekoodereita, joissa on 256 kvantisointiastetta, valitaan jaksottaisen koesignaalin taajuudeksi sopivasti 30 Hz. Eksponentiaalisesti vaimeneva koesignaali saadaan esim. diffe-rentioimalla sakaramuotoinen vaihtojännite.

Claims (6)

1. 7 58241
2. 1. Kytkentäjärjestely tietojenvälityslaitteiston välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi kulloinkin koko välitettävän dynamiikka-alueen kattavien tietojenvälityslaitteiston kautta johdettujen koesignaalien avulla, jolloin tietojenvälityslaitteiston välityskanavien (K) lähetyspuoleisiin päätelaitteistoihin on sovitettu ainakin yksi yksilöllisesti kytkettävissä oleva koesignaaligeneraat-tori (PG), joka kehittää koesignaaleja (S), joiden kulku on vähintään likimain exponentiaalinen, tunnettu siitä, että on järjestetty koesignaaligeneraat-• toreiden (PG) lukumäärää vastaava määrä koeportaita (P), joista jokainen voidaan - koesignaalien vastaanottamiseksi yksilöllisesti kytkeä kussakin koeportaassa (P) olevan verkon (N) välityksellä välityskanavien (K) vastaanottopuoleisiin pääte-laitteistoihin (E), joka verkko (N) kykenee muuntamaan likimain exponentiaalisen ^ sisääntulosginaalin (SI) likimain vakiotasajännitesignaaliksi (S5) ja joka koe- porras (P) ilmoittaa verkon (N) tasajänniteulostulosignaalissa (S5) esiintyvät poikkeamat koon ja/tai lukumäärän suhteen aikayksikköä kohden ja/tai ennalta annetun poikkeaman ylityksen ilmaantuessa, laukaisee vikailmoituksen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että vastaanotetusta koesignaalista (S1) verkossa (N), sen kuljettua integ-raattorin (i) ja vahvistimen (V1) kautta, muodostuu integroitu signaali (S2), jonka amplitudi on vähintään likimain sama, ja se summautuu analogiasignaalisum-maimessa (A) vastaanotettuun koesignaaliin (S1) ja resultoiva signaali (S3) vapautetaan tasajännite-, vast, tasavirtakomponenteistaan ylipäästösuotimessa (Hl) tasasuunnataan tasasuuntaajassa (G) ja resultoiva ulostulosignaali (S5) johdetaan koeportaaseen (P).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu " siitä, että verkon (N) ulostulosignaali (S5) koeportaassa (P) johdetaan toisaalta ylipäästösuotimen (H2) ja sen taakse kytketyn ensimmäisen vahvistimen (V3) kautta analogiasignaalivähentimen (D) toiseen sisäänmenoon ja toisaalta toisen vahvisti- - men (V2) kautta analogiasignaalivähentimen (D) toiseen sisäänmenoon ja että analogiasignaalivähentimen (D) ulostulosignaalia (S6) verrataan referenssisignaalina vertailuportaassa (K) toisen vahvistimen (V2) vahvistamaan verkon (N) ulostulosignaaliin (S5) ja resultoivan ulostulosignaalin (S7) avulla ilmaistaan poikkeamien kulloisetkin suuruudet ja/tai niiden lukumäärä aikayksikössä ja/tai ennalta-annetun poikkeaman ylityksen esiintyessä laukaistaan kulloinkin vikailmoitus. β 58241 Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentäjärjestely nelijohdinyhteyden, joka käsittää kulloisetkin lähetys- ja vastaanottopuoleiset päätelaitteistot, välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi, t u nn e t t u siitä, että lähetys- vast, vastaanottopuoliset päätelaitteistot (S, E) on yhdistetty koesignaaligeneraattorin (PG) vast, verkon (N) kautta koeportaaseen (P), ja että nelijohdinyhteyden toisen pään lähetys- ja vastaanottopuoleiset päätelaitteistot (S, E) ovat ohimenevästi yhteenkytkettävissä koesignaalin esiintyessä koesignaalin identifioivan kytkinportaan (PS) kautta (kuvio 1b).
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentäjärjestely samassa päätepaikassa sijaitsevien tietojenvälityslaitteiston lähetys- ja vastaanottopuoleisten pääte-laitteistojen välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi, tunnettu siitä, että lähetys- vast, vastaanottopuoleiset päätelaitteistot (S, E) ovat koesignaaligeneraattorin (PG) vast, verkon (N) kautta yhteydessä koeportaaseen (P), ja että samat lähetys- ja vastaanottopuoleiset päätevarusteet (S, E) ovat mittauksen ja/tai valvonnan ajaksi yhteenkytkettävissä läpikytketyn koeliitännän (PV) kautta (kuvio 1c).
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 tai jonkin patenttivaatimuksen 2-k mukainen kytkentäjärjestely aikamultipleksivälityslaitteiston välityslaadun mittaamiseksi ja/tai valvomiseksi, tunnettu siitä, että näennäisesti samanaikaista, useampien aikamultipleksilaitteiston päätelaitteistojen mittaamista ja/tai valvomista varten on järjestetty aikamultipleksikäyttöön tarkoitettu koesignaaligene-raattori (PG), vastaava verkko (N) ja vastaava koeporras (P). 58241 *