NO120942B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til overføring av data over en overføringsstrekning som allerede foreligger i et kommunikasjonsanlegg .

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning til å overfore data som ankommer i form av likestromtegn og skal sendes ut i form av frekvensmodulerte vekselstromtegn over en overforingsstrekning som allerede foreligger i et kommunikasjonsanlegg.

I dataoverforingsteknikken er det kjent for overforingen av data å bruke enten eksisterende telegrafkanaler eller telefonkanaler. En telefonkanal har en båndbredde av ca. 3100 Hz f°r overforing av tale og må i regelen være istand til å overfore frekvensene i området fra 300 til 3400 Hz. Av disse talekanaler kan man f.eks. i frekvensbåndet fra 60 - 100 kHz, som også betegnes som grunn-primær-gruppe.-bånd i TF-systemet og ble- fastlagt internasjonalt som sådant for bærefrekvens-overforinger, anordne ca. 12 telefonkanaler, som dessuten har hver sin smale signalkanal til overforing av signaler. Det nevnte frekvensområde og de 12 telefonkanaler med de respektive tilhorende signalkanaler er vist symbolsk i linje a på fig. 1.

Fra fjernskriverteknikken er det kjent å danne flere fjernskriverkanaler innenfor hver telefonkanal. Et kjent system av denne art er f.eks. systemet WT 24, altså et system hvor der i hver telefonkanal er innlagret 24 fjernskriverkanaler. Hver av disse kanaler har med hensyn på midtfrekvensen en avstand av 120 Hz fra nabokanalen og blir ved frekvensmodulasjon noklet med et sving på 30 Hz. Disse kanaler kan overføre data med en skritthastighet av 50 Bd. For å kunne overfore fjernskrivertegn eller data som ankommer i form av likestromtegn, i form av frekvensmodulerte vekselstromtegn over slike fjernskriverkanaler som er innlagret i telefonkanaler, f.eks. den allerede nevnte grunn-primær-gruppe i TF-systemet, måtte man imidlertid hittil ute-lukkende rette seg efter de dimensjoneringsskrifter for kanal- og fil-terbredde som betingelsene for telefonteknikken tilsier, (fordi bare slike kanaler sto til rådighet) og derfor ta de i telefonteknikken vanlige modulasjonsprosesser med på kjøpet. Ved en første modulasjonsprosess blir frekvensstillingen av fjernskriverkanalen innen telefon-kanalen bestemt. Den første kanalomsetning (annen modulasjonsprosess) bestemte så frekvensstillingen av den opprinnelige telefonkanal innen frekvensområdet for den såkalte forgruppe (12 - 24 kHz), og forgruppe-omsetningen (tredje modulasjonsprosess) flyttet derefter hver telefonkanal til den allerede nevnte internasjona3Jt fastlagte grunn-primær-gruppestilling.

For nu å oppfylle de i senere tid oppdukkede krav om større skritthastighet for dataoverføringen ble den ovenfor belyste teknikk modifisert derhen at man f.eks. for en dataoverføring med en skritthastighet av 100 Bd har dannet bare 12 datakanaler, og for en dataover-føring med 200 Bd til og med bare 6 datakanaler innen hver telefonkanal. I hvert tilfelle ble imidlertid bredden av den egentlige telefonkanal og de tilhørende filterinnretninger levnet i den form hvori de var fastlagt for telefontrafikken. Derfor behøvet man selv ved data-overfBringer med de nevnte skritthastigheter (100 og 200 Bd) stadig en modulasjonsprosess og to ytterligere omsetninger for å komme frem til grunn-primær-gruppe-stillingen.

I den siste tid har man også for datooverfBring med én skritthastighet av 1200 Bd, som datakanal hver gang belagt en hel telefonkanal. Til dette formål ble den av data-apparatet leverte nøklede like-strøm i et modem (modulasjons-demodulasjons-apparat) omdannet til en frekvensmodulert vekselstrøm med sperrefrekvens 1700 Hz og nøklet med en sving av - 400 Hz. Derved var der for datooverføringen skaffet frekvensforhold som for en telefonkanal, og overføringen kunne foregå på den allerede beskrevne måte.

Por å komme opp i enda større skritthastigheter for dataover-føringen er der fremkommet flertrinnede modulasjonsmetoder, f.eks. ternære og kvaternære fasemodulasjonsmetoder. Ved disse flertrinnede modulasjonsmetoder blir ikke hver bit for seg, men hver gang en flerhet av bits, i de nevnte eksempler hver gang to bits, overført sammen. Derved synker antallet av de skritt som skal overføres, og man oppnår på de tradisjonelle telefonkanaler med skritthastigheten 1200 Bd en informasjonsstrøm på 2400 bits/s. Til gjengjeld måtte man imidlertid ved de flertrinnede modulasjonsmetoder ta den ulempe med på kjøpet at de er taktbundet og der derfor ikke lot seg danne noen transparent kanal. Ved en transparent kanal forstår man en kanal over hvilken man foruten de rytmiske også kan overføres arytmiske informasjoner med alle skritthastigheter som ligger under en med en bestemt toleranse forsynt nominell hastighet.

Noe som er uheldig når det gjelder å oppnå høyere skritthastigheter (større enn 1200 Bd) ved overforingen av data over eksisterende overføringsinnretninger innen telefonteknikken, er ikke bare den ved telefoni fastlagte kanalbredde, men spesielt også at bærefrekvensen i den første modulasjonsprosess er fastlagt til området mellom 300 og 3400 Hz. Ved denne bærefrekvens, som er relativt lav i forhold til den planlagte skritthastighet, må man ta med på kjøpet et visst nøk-lingstap som oppstår på grunn av et for lavt antall bæresvingninger pr. enhetskritt, og hvormed en stor del av den tegnforvrengning som kan tillates for datakanalen, allerede er uttømt. Hvis baare-frekvensen kunde velges høyere,ville man for de andre komponenter av den samlede tegnforvrengning,f.eks. dem som forårsakes av gangtids- og dempnings-forvrengninger, kunne tillate større verdier uten å overskride den til-ladelige verdi.

Til grunn for oppfinnelsen ligger nu den oppgave å skaffe en metode og en anordning til overføring av data med skritthastigheter på mer enn 1200 Bd uten derfor å ta ulempen ved flertrinnede modulasjonsmetoder med på kjøpet. For løsning av denne oppgave går man ved oppfinnelsen ut fra den tanke, istedenfor de kanaler som hittil i et bærefrekvenssystem har vært benyttet både for telefon- og for datatrafikk, å skaffe egne datakanaler som bare står til rådighet for datatrafikken. Ifølge oppfinnelsen blir denne oppgave lost ved at der av minst. In eksisterende telefonkanal og en tilhørende signalkanal som på vanlig måte er anordnet for overforing av signaler,dannes en enhetlig datakanal som er utrustet med egne filtre særskilt dimensjonert for datatrafikken,og der som bærefrekvens for den forste modulasjonsprosess velges en frekvens som er vesentlig høyere enn den høyeste frekvens som forekommer i talekanalen.

Skjønt bredden av selve datakanalen ved sammenfatning av te-lefonkanalen med dens signalkanal bare blir øket med ca. 10% i forhold til den opprinnelige telefonkanal, muliggjør en fremgangsmåte i overensstemmelse med oppfinnelsen allikevel en vesentlig økning av skritthastigheten, nemlig til den standardiserte skritthastighet av 24-00 Bd, fordi minskningen av nøklingstapet i modulasjonstrinnene gjør det mulig å øke den gangtidsforvrengning som refererer seg til enhetsskrittet.

For gjennomførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan der ved hjelp av de i form av likestrømtegn ankommende data ved modu-lasjonsprosessen styres en bærefrekvensgenerator som nøkler en bærefrekvens beliggende innen grunn-primær-gruppe-båndet (60 - 108 kHz). Valget av bærefrekvensen innen dette område har den fordel at der ikke lenger behøver å skje noen ytterligere kanalomsetning for å komme frem til grunn-primær-gruppen.

Innen rammen av oppfinnelsen er det imidlertid også mulig

for den første modulasjonsprosess å velge frekvenser fra det såkalte forgruppeoraråde {12 - 24 kHz) og frekvensområdet - mellom forgruppe-

og priraærgruppeorarådst (24 - 60 kHz). Også frekvensene fra disse nevnte frekvensområder sikrer et tilstrekkelig lite nøklingstap;

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir mulighet for å overføre vedkommende data i likestrømform over en telefonkanal og her gjennomføre en direkte omsetning av den dannede datakanal til området for et bærefrekvenssystem. I den forbindelse blir der for omsetningen benyttet en særskilt anordning som bare er utrustet for dataoverføringen i henhold til oppfinnelsen. Ved en lengere overføringsstrekning er der for det meste innkoblet flere formidlingssentraler før meddelelsen fra en abonnent kommer frem til en annen. Valget av abonnenter kan skje med siffervalget på telefonapparatet. For at de overførte data skal kunne overfores over de enkelte formidlingsenheter i hver av mellom-sentralene, er det nødvendig å omdanne disse data til likestrømsignaler. Da fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen allerede arbeider på grunnlag av likestrømsignaler og der ikke behøves noen omsetning til lavfrekvens-området for en talekanal,blir der ved hver mellomsentral innspart en omsetninsinnretning. Ved det store antall datakanaler som forekommer .ved en bærefrekvenssystem,forer dette til en meget stor besparelse. Utfo-relsesmåten har den fordel ai. velgere beliggende mellom de enkelte avsnitt får tilstrekkelig sterk likestrøm over sine kontakter for data-overføringen, så vibrasjoner i velgerkontaktene ikke kan fremkalle noen forstyrrelse av overforingen.

For gjennomførelsen av oppfinnelsen kan de datakanaler som skal anordnes innen primærgruppe-området,deles opp i flere undergrupper. For hver kanal kan der riktignok være anordnet en egen bærefrekvensgenerator, men innenfor hver undergruppe kan man for den første modulasjonsprosess anvende samme bærefrekvens,og for hver undergruppe behøver der da bare å være anordnet en felles omsetter.

Med samme fordel kan oppfinnelsen også gjennomfores slik at der for hver datakanal som skal anordnes innen primær-gruppe-båndet, er anordnet en egen bærefrekvensgenerator og en egen annen omsetter.

Detaljer ved oppfinnelsen vil fremgå av utførelseseksempler som vil bli beskrevet under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser frekvensstillingen av de hittil benyttede telefonkanaler og de ifølge oppfinnelsen foreslåtte datakanaler i primær-gruppen. Fig. 2 er et prinsippkoblingsskjerna for en overforingsstrekning som er oppbygget i overensstemmelse med oppfinnelsen og uteluk-kende tjener til datatrafikk. Fig. 3 er et prinsippkoblingsskjerna for en overføringsstrek-ning som er oppbygget i samsvar med oppfinnelsen og tjener til data-

og telefontrafikk.

På fig, 1 er primærgruppens frekvensområde fra 60 - 110 kHz avbildet i linje f). I linje a) er den hittil anvendte kanalinndeling med kanalene 1-12 gjengitt. Hver kanal egner seg til overføring av telefoninformasjoner og dataer opp til en hastighet av 1200 Bd. Hver kanal har en egen signalkanal til overforing av signaler, f.eks. valg-kriterier. I linje b) på fig. 1 er der vist en kanalinndeling som den der fremkommer ved anvendelse av oppfinnelsen. Tre og tre av de opp-rindelige telefonkanaler, inklusive de tilhørende signalkanaler, danner nu to og to datakanaler som egner seg til å overføre data med skritthastigheter opp til 2400 Bd. Den samlede datastrøm over de åtte kanaler kan altså utgjøre 19,2 kbits/s, mens det hittil i de tolv telefonkanaler bare var mulig å overfore 12 • 1,2 kbits/s = 14,4 kbits/s. Data-strommen er altså 1/3 større enn hittil.

En enda større signalstrøm kan man oppnå om hele frekvensområdet er inndelt i tolv datakanaler, som i linje c). Ba utgjor den samlede datastrøm 12 • 2,4 kbits/s = 28,8 kbits/s. I linjene d) og e) er der vist datakanaler dimensjonert for skritthastigheter av henholds-vis 1Q000 og 20.000 Bd.

På fig. 2 ses prinsippkoblingsskjemaet for et i samsvar med oppfinnelsen oppbygget overføringsanlegg for en datatrafikk med en skritthastighet av 2400 Bd pr. kanal. På venstre side er avbildet tolv kanalinnretninger Kanl - Kanl2. Kanalinnretningene styres av likestromtegn, i dette tilfelle dobbeltstromtegn, og inneholder modula-sjonsinnretninger som omdanner likestromtegnene til frekvensmodulerte vekselstrømtegn. Modulasjonsinnretningenes bærefrekvenser fkl, fk2, fk3 ligger i dette eksempel i det såkalte forgruppeområde, d.v.s. frekvensområdet fra 12 - 24 kHz.

Det samlede antall av tolv kanaler er i dette eksempel inndelt i fire undergrupper, De to ytre undergrupper Kanl - Kan3 og KanlO-Kanl2 er vist, mens de midtre undergrupper (Kan4 - Kan6 og Kan7 - Kan<0>/) bare er antydet på figuren. Bærefrekvensene fkl, fk2 og fk3 blir imidlertid benyttet i hver av de fire undergrupper. På snittstedet T-Sl befinner datakanalenes utganger seg. Undergruppene har hver sin om-setterfrekvens fvi, fv2, fv3 resp. fv4, hvormed bærefrekvensenefkl,

fk2 og fk3 omsettes til de respektive ønskede stillinger i primærgruppe-området. Over en for alle undergrupper felles forsterker styres selve overforingsstrekningen. Den egentlige overforingsstrekning ligger mellom snittstedene T-S3 og T-S4.

På den annen side av overforingsstrekningen er der for det første anordnet en felles dempningskorrigerende forsterker. Fra denne kommer de overforte data til omsetterne, som med bærefrekvensene fvi, fv2, fv3 og fv4 bevirker omsetning tilbake til de opprinnelige fre-kvensstillinger fkl, fk2 og fk3. På denne side inneholder kanalinnretningene Kanl - Kanl2 demodulasjonsinnretningene til igjen å omforme de frekvensmodulerte vekselstromtegn tilbake til likestrømpulser. De to kanaler som ligger i primærgruppeområdets randområder, inneholder i sine kanalinnretninger Kanl og Kanl2 også dempnings- og gangtids-korreksjonsledd Entz. Disse har til oppgave å utligne de dempnings-

og gangtidsforvrengninger som opptrer i grunnprimærgruppe-båndets randområder.

På begge sider av den viste overføringsstrekning er det i

den nedre del av figuren ved innretningen WT antydet at der istedenfor en datakanal også kan være tilsluttet en kjent WT-innretning med f.eks.

24 WT-kanaler over en egen omsetter.

Fig. 3 viser konrniunikasjons-hovedfordeleren FHV, til hvilken der kan tilsluttes tolv telefonkanaler i henhold til tradisjonell teknikk. Disse tolv kanaler kunne med hensyn til frekvens være anordnet som vist ved linje a) på fig. 1 i primær-gruppe-båndet.

Ibr gjennomf dreisen ar oppfinnelsen er kanalane 7,8 og 9 ikke tilkoblet og de tilhørende telefoniinnretninger foreligger i det hele tatt ikke. I stedet finnes kanalinnretninger Kanl, Kan2 og Kan3 som er vist i nedre del av fig. 3 °g er anordnet for datatrafikken alene. Ved hjelp av disse kanalinnretninger Kanl - Kan3 blir de data som skal overfores, ved en første modulasjonsprosess og en påfølgende omsetning med bærefrekvensene fT7, fT8 og fT9 bragt i frekvensstillingen for de kanaler 7, 8 og 9 som er vist ved linje c) på fig. 1. Over en utgangskobling HA med høy ohmverdi er alle tre kanalinnretninger koblet parallelt

og tilsluttet primærgruppe-fordeleren PGV.

Innen rammen av oppfinnelsen er alle kanaler som er anordnet for datatrafikken, utrustet med egne filtre som er dimensjonert særskilt for denne trafikk. På denne måte kan gangtids- og dempnings-forvrengninger i kanalen holdes særlig små sammenholdt med den tidli-gere teknikk og kvaliteten av dataoverføringen derved bedres ytterligere.

Innen rammen av oppfinnelsen er det ikke, som angitt i utfø-relseseksemplene, ubetinget nødvendig bare å benytte frekvensmodulasjon, idet det også ville være mulig å anvende andre taktbundne modulasjonsmetoder, som f.eks. amplitudemodulasjon*

Claims (9)

1. Fremgangsmåte til overføre data som ankommer i form av like-strømtegn og skal sendes ut i form av frekvensmodulerte vekselstrøm-tegn, over en overføringsstrekning som allerede foreligger i et kommunikasjonsanlegg, karakterisert ved at der av minst In eksisterende telefonkanal og en tilhørende signalkanal som på vanlig måte er anordnet for overføring av signaler,dannes en enhetlig datakanal som er utrustet med egne filtre særskilt dimensjonert for datatrafikken ,og der som bærefrekvens for den første modulasjonsprosess velges en frekvens som er vesentlig høyere enn den høyeste frekvens som forekommer i talekanalen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved hjelp av de i form av likestrømtegn ankommende data styres en bærefrekvensgenerator som frembringer en bærefrekvens beliggende innen grunn-primær-gruppe-båndet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved hjelp av de i form av likestromtegn ankommende data styres en bærefrekvensgenerator som frembringer en mellomfrekvens beliggende i forgruppe-området, og der derefter gjennomfores en omsetning til grunn-primær-gruppe-båndet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved hjelp av de i form av likestromtegn ankommende data styres en bærefrekvensgenerator som frembringer en mellomfrekvens beliggende nedenfor grunn-primær-gruppe-båndet, men ovenfor forgruppe-området og der derefter gjennomføres en omsetning til grunn-primær-gruppe-båndet .

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de i form av frekvensmodulerte vekselstromtegn overforte data ved en av flere avsnitt bestående overforingsstrekning omdannes tilbake til likestrømtegn ved enden av hvert avsnitt, og disse tegn så også regenereres.

6. Anordning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 3, karakterisert ved at de datakanaler som skal anordnes innen grunn-primær-båndet, deles opp i flere undergrupper, og at der for hver kanal riktignok er anordnet en egen bærefrekvensgenerator, men der innen hver undergruppe anvendes samme bærefrekvenser for den første omsetning, og der for kanalene i hver undergruppe er anordnet en felles kanalomsetter.

7. Anordning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 4, karakterisert ved at der for hver datakanal som skal anordnes innen grunn-primær-gruppe-båndet, er anordnet en egen bærefrekvensgenerator og en egen kanalomsetter.

8. Anordning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1 og 5, karakterisert ved at der ved enden av hvert avsnitt av en overføringsstrekning er anordnet demodulatorer til å omdanne de frekvensmodulerte vekselstromtegn til likestrømtegn samt inn-retninger til å regenerere likestrømtegnene.

9. Anordning til gjennomførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de i grunn-primær-gruppe-båndet s randområder innlagrede kanaler er utrustet med korreksjonsledd på sin mottagningsside.