NO156709B - Fremgangsmaate og apparat for aa fasesynkronisere en transittsentral i et digitalt telekommunikasjonsnett. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å synkronisere fasen i en transittsentral i et digitalt telekommunikasjonsnett med et flertall ledd, omfattende en signalstyrt oscillator, hvis styresignal er avhengig av de sammenveide faseforskjeller mellom den lokale sentralens klokke og de øvrige stasjoners klokke.

Oppfinnelsen vedrører også et apparat for fasesynkronisering.

En synkronisering av den nevnte type innebærer at hver stasjon i nettet danner sin frekvens som en middelverdi av de innkomne ledds frekvenser. Dette gjøres ved å måle faseforskjellene mellom innkomne ledds klokkesignaler og den lokale klokken, hvoretter faseposisjonene adderes eller veies sammen til en styreverdi som via en regulator påvirker klokken i den respektive sentral. Fasedetektoren kan være analog eller digital, selvom kun en digital fasedetektor egner seg for bruk i et tidsmultiplekssystem.

En fasedetektor representerer en periodisk funksjon, dvs.

at feilsignalets variasjon mellom null og det høyeste avviket som svarer til faseforskjellen 2Tgjentas for hver 2JT faseforskjell. Dette betyr at store hopp opptrer akkurat når faseposisjonen overskrider eller underskrider sitt måleområde. Selvom summen av faseposisjonene holdes konstant i et nett, kan individuelle faseposisjoner bevege seg fra hverandre og bevirke fasehopp. Dette kan medføre vanskelig-heter når klokkefrekvensen endrer seg hurtig, hvorved eventu-elt nye fasehopp kan bevirkes. Ettersom hele nettet er syn-kronisert, kan et slikt fasehopp bringe hele nettet i svingning .

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere denne ulempe og tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken fasehoppene i fasedeteksjonen unngås. Dette skjer ved at endringen i faseforskjell med hensyn til hvert av klokkesignalene for de innkomne ledd overvåkes, og hvis denne endring overskrider en viss grense som antyder at et fasehopp har funnet sted, korrigeres signalet før det anvendes for regulering av oscillatoren .

Oppfinnelsen kjennetegnes ved det som fremgår av patent-

kravene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere ved hjelp av en utførelsesform, med henvisning til de vedlagte tegninger,

på hvilke figur 1 skjematisk viser et telekommunikasjonsnett i hvilket oppfinnelsen anvendes, figur 2 er et tids-diagram som viser klokkepulsene hos en innkommen kanal og hos den lokale sentralens klokke, figur 3 viser utgangssignalet som en funksjon av faseposisjonen hos en fasedetektor, figur 4 er et blokkskjema over et apparat som arbeider ifølge oppfinnelsens prinsipp, og figurene 5a - e er diagrammer som viser signalverdier ved ulike punkter i koblingen ifølge figur 4 for et antall på hverandre følgende overvåkningstidspunkter.

Fig. 1 viser skjematisk et telekommunikasjonsnett som omfatter transittsentraler F1-F4, hvilke står i forbindelse med hverandre, eksempelvis via 32 kommunikasjonskanaler. Takten hos en av disse anvendes til å sende klokkesignaler mellom sentralene. For å tilveiebringe synkronisering mellom sentralene, skal fasen for den interne klokken, f.eks. i stasjonen Fl være overensstemmende med middelverdien av faseforskjellen relativt hver av de innkomne kanaler fra stasjon-ene F2-F4. De innkomne klokkesignalers fase sammenlignes i detektorer D2-D4 med den interne klokkens Kl fase. Signalet fra detektoren aktiverer en krets Ml som i overensstemmelse med det gjennomsnittlige eller sammenveide avviket frem-bringer et styresignal. Dette styresignalet mates til den spenningsstyrte oscillatoren for å øke eller minske frekvens-en over en regulator Ri som kan bestå av et tidsdiskret filter. Fig. 2 viser tidsforløpet for den lokale sentralens klokkesignaler og for de innkomne klokkesignaler. Faseforskjellen Småles av respektive fasedetektor D2-D4, hvis karakteristikk vises i fig. 3. Som det fremgår er karakteristikken periodisk og har en 0-verdi ved begynnelsen og en maksimalverdi ved slutten av hver faseforskjell av 2#"størrelse. Med hjelp av denne figur er det lett å forstå at et stort' fasehopp opptrer akkurat når faseposisjonen underskrider eller overskrider et måleområde. Problemet er det samme i et nett, ettersom selv om summen av faseposisjonene holdes konstant, kan de individuelle faseposisjonene bevege seg fra hverandre og bevirke fasehopp. Slike fasehopp medfører alvorlige for-styrrelser, ettersom klokkens frekvens endres hurtig og nye fasehopp kan derved oppstå. Ettersom nettet er synkroni-sert, kan et slikt fasehopp bevirke svingning i hele nettet. Anta at en sentral styres av tre ledd. Ved tidspunktet t er f asef orsk jellen relativt det første av leddene lik og relativt de andre to - Tf, hvilket gir en sum lik null. i Kvis faseposisjonene ved tidspunktet t+1 er 0 for det første leddet og -TTfor de andre to, som tidligere, vil summen være -2ir, hvilket medfører et fasehopp til tross for at den eg-entlige faseendringen var liten. Som tidligere nevnt kan et slikt fasehopp bevirke svingning i hele nettet.

Ifølge oppfinnelsens grunntanke elimineres virkningen av fasehoppet ved å foreta en korreksjon for slike målte verdier, hvis forskjell i forholdet til en foregående verdi overskrider en bestemt grense som følge av at et fasehopp har funnet sted. Dette skjer ved at hverken faseforskjellene eller deres sum skal styre oscillatorfrekvensen, men at faseinkrementene beregnes ved hvert av sampling tidspunktene, og de som angir et fasehopp korrigeres. Faseinkrementene fra alle leddene summeres og denne sum integreres relativt tiden, idet en verdi oppnås som er lik summen av leddenes fiktive faseposisjoner. Denne sum vil ikke ha noen fasehopp og sys-temet er fritt fra transienter som er forårsaket av diver-gerende faseposisjoner.

Fig. 4 viser et apparat som arbeider ifølge det nevnte prinsipp i For samvirke med hvert av de innkomne ledd er der an-ordnet et detekteringsapparat 1 av hvilket kun det som hører til leddet som kommer fra stasjonen F2 er vist i detalj. En digital fasedetektor 2 sammenligner klokkesignalet som kommer fra leddet, med den lokale sentralens klokke-signal og genererer et styresignal P som er proporsjonalt med faseforskjellen. Dette signal behandles i en differensi-eringskrets 3, som omfatter en forsinkelseskrets 4 og en subtraksjonskrets 5, og utfører en subtraksjon mellom to målte verdier som fås fra den digitale fasedetektoren ved to etter hverandre følgende samplinger. De signaler som fås fra fasedetektoren er vist i diagrammet 5a og de differensierte signaler i diagrammet 5b ved et antall samplinger. De differensierte signaler P mates til en kompenseringskrets 6 omfattende to komparatorer 7a og 7b, for sammenligning av det differensierte signalet med henholdsvis en positiv og en negativ terskelverdi som i eksempelet svarer til halvparten av fasedetektorens største indikasjon. Skulle verdien av det differensierte signalet overskride den positive eller nega-tive referanseverdien, lukker utgangssignalet hos den respektive komparator en kontakt 8a, 8b som tilkobler en kompen-seringsspenning til en adderingskrets 9 til hvilken også

det differensierte signalet mates direkte, idet nevnte kom-penseringsspenning svarer til fasedetektorens største indikasjon, men har motsatte tegn i forhold til den respektive komparators referansespenning. Ifølge eksempelet er verdien • av referansesignalet den spenning som svarer til + ffoq - Jf faseforskjell, mens verdien av kompenseringsspenningen svarer til +2TTog - 2fffaseforskjell. De verdier som er angitt i fig. 5c fåes fra adderingskretsen 9. Verdien av det signal som oppnås fra samplingpunktet 5 i fig. 5b, hvilket signals verdi og tegnendring angir at et fasehopp har funnet sted,

er blitt endret fra hva fig. 5c viser, slik at verdiiene ikke lenger har noen diskontinuitet. Signalene fra hvert detekteringsapparat 1 mates til en summeringskrets 10 og sumsignalet (fig. 5d) mates derfra til en integreringskrets 11 omfattende en hukommelse 12 og en adderingskrets 13, som adderer hvert signal til det foregående signalet. Det resulterende signal (fig. 5e) anvendes deretter for å styre fre-kvensen av oscillatoren 15 via en regulator 14, som kan bestå av et tidsdiskret filter. Det er åpenbart at det ikke lenger er noen fare for at nettet kommer i svingning på grunn av fasehopp, ettersom ved differensieringen, signalkompen-seringen og integreringen følgene av fasehoppet er blitt eliminert. Deteksjonen av faseforskjellene skjer ifølge

eksempelet med tidsintervaller av 0,25 s.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den beskrevne utførelses-form. Det er eksempelvis godt mulig at det differensierte fasesignalet, som overskrider en viss terskelverdi og om-formes i en kompenseringskrets tilsvarende kretsen 6, summeres med lignende signaler som kommer fra andre ledd og summen integreres. Dette sumsignal adderes så til summen av de opprinnelige fasedetekteringssignalene fra samtlige ledd. Det burde være åpenbart at en slik løsning også ligger innenfor oppfinnelsens omfang, likesom anvendelsen i et "master-slave" nett hvor hver sentral kan avføle faseforskjellen relativt flere sentraler, men kun påvirkes av den nærmeste overordnede stasjon.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å synkronisere fasen i en transittsentral i et digitalt telekommunikasjonsnett med et flertall ledd, omfattende en signalstyrt oscillator, hvis styresignal er avhengig av de sammenveide faseforskjeller mellom den lokale sentralens klokke og de øvrige stasjoners klokke, karakterisert ved at for unngåelse av et fasehopp utføres de følgende trinn: et signal som svarer til faseforskjellen samples for hvert av de innkomne ledd, de samplede verdier differensieres, de differensierte verdier sammenlignes med en grenseverdi for angivelse av et fasehopp når nevnte verdi overskrides, ved overskridelse av denne verdi tilføres et signal tilsvarende styresignalets største verdi, men med motsatt tegn for dannelse av et kompenseringssignal, kompenseringssignalet adderes til den differensierte verdi, den differensierte verdi etter eventuell veiing adderes til de tilsvarende differensierte verdier som stammer fra sammenligning med fasen for de andre leddene, og sumverdien integreres for å oppnå det resulterende styresignal for oscillatoren.

2. Apparat for synkronisering av fasen i en transittsentral i et digitalt telekommunikasjonsnett med et flertall ledd, omfattende en signalstyrt oscillator (Kl), hvis styresignal er avhengig av de sammenveide faseforskjeller mellom den lokale sentralens klokke og de andre stasjonenes klokke, karakterisert ved at apparatet omfatter en fasedetektor (2) innrettet for å avføle faseforskjellene mellom sentralens oscillator og hvert av de innkomne ledd for å frembringe et med forskjellen proporsjonalt signal, differensieringskretser (3) innrettet for å differensiere nevnte signal, kompenseringsorgan (6) innrettet for, som reaksjon på at det differensierte signalet overskrider en bestemt verdi, å addere til det differensierte signalet et signal med motsatt tegn og tilsvarende styresignalets største verdi, en summeringskrets (10) innrettet for, etter eventuell veiing, å addere det differensierte signalet til de differensierte signaler fra sammenligningen med andre ledd, og integreringsorgan (11) innrettet for å integrere summerings-resultatet for å oppnå et fasestyringssignal for oscillatoren .