DE2619391C3 - Nachrichtensystem mit Vielfachzugriff und dezentraler Vermittlung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nachrichtensystem mit Vielfachzugriff und dezentraler Vermittlung und mit einem Baumleiternetz, bestehend aus Zweigen, Verzweigungsknoten und Stationen, bei dem jeder Zweig aus zwei Pfaden einander entgegengesetzter Übcrtragungsrichtu.igen besteht und alle Pfade im Netz dieselbe Anzahl von Übertragungskanälen aufweisen, wobei jeder Kanal eines Pfades einem Kanal des anderen Pfades desselben Zweiges zugeordnet ist, wodurch ein Kanalpaar entsteht und jedem Kanalpaar eines Zweiges umkehrbar eindeutig ein Kanalpasr jedes anderen Zweiges im Netz zugeordnet ist, wodurch ein Kanalpaarbaum entsteht und jede Station an beide Pfade eines Zweiges angeschlossen ist und eintreffende Signale nicht entnimmt, sondern nur liest.

In einem Nachrichtennetz mit dezentraler Vermittlung kann eine Station völlig selbständig eine Verbindung mit einer beliebigen anderen Station aufbauen. t>o Dazu muß die Station selbständig Nachrichten aus dem Nachrichtenfluß auf clcni gemeinsamen Übertragiingsmedium entnehmen bzw. einspeisen können. |ede Station muß alle Kanüle in dem gemeinsamen Übertragungsmedium überwachen. Zur Realisierung n~. eignet sich daher besonders die Zeitmultiplextechnik, da hierbei gegenüber Frequenzmulüplcxtechnik auf parallele Überwachunuseinhciten verziehtet werden kann und gegenüber Codemultiplextechnik erheblich weniger Bandbreite erforderlich ist.

Für solche Nachrichtennetze mit dezentraler Vermittlung sind bisher in erster Linie Ringleiternetze diskutiert worden (siehe z.B. DE-OS 19 25 604). in einem kingleiternetz ist nur eine Übertragungsrichtung und für die Verbindung zwischen zwei Stationen nur ein Übertragungskanal im Ring notwendig. Ringleiternetze weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie nur schwer erweitert werden können, außerdem müssen Maßnahmen vorgesehen werden, um zu verhindern, daß Nachrichtenblöcke mehrfach im Netz umlaufen und dadurch eine Blockierung des Über'ragungswegcs herbeiführen. Dies erschwert auch den Übergang von einem Ring zum anderen Ring.

In einem Baumleiternetz, einem Leiternetz also, das ohne Maschen aufgebaut ist, werden diese Nachteile vermieden. In der DE-AS 18 01 999 wurde ohne Angabe der Einzelheiten ein Sternnetz beschrieben, das aus Lichtleitfasern aufgebaut ist und in dem Informationen, die nach dem Zeitmultiplex- oder Zeitfunktionenmultiplexverfahren gestaffelt sind und jeweils Kennungen aufweisen, die ihre Unterscheidung voneinander und ihre Zuordnung zu den Teilnehmern ermöglichen, ausgetauscht werden. Die einzelnen Stationen sind hier an die beiden Pfade eines Zweiges angeschlossen und überwachen alle Kanäle. Die Empfänger der ausgesandten Informationen entnehmen den überwachten Pfaden selbsttätig die für sie bestimmten Informationen auf Grund der mitübertragenen Kennungen. Für dieses Verfahren ist es bedeutungslos, in welchem der zur Verfugung stehenden Kanäle der von der sendenden Station ausgehende Nachrichtenfluß zu der empfangenden Station gelangt. Es kommt hier also nicht auf eine Zuordnung der Kanäle eines Zweiges zu den Kanälen des anderen Zweiges an und auch nicht auf eine Zuordnung der Kanäle eines Pfades zu den Kanälen des entgegengesetzt gerichteten Pfades, jedoch muß jeder Zweig eines solchen Netzes aus zwei Pfaden mit entgegengesetzter Übertragungsrichtung bestehen Von Schenkel wurde im Rahmen des 1974 International Zürich Seminar on Digital Communication ein Baumleiterr.ctz mit Zeitmultiplcxüberiragungstechnik beschrieben, bei dem jede Doppelleitung eines jeden Netzzweiges in eine Sendeleitung und eine Empfangsleilung mit entgegengesetzten Übertragungsrichtungen unterteilt ist und jede Teilnehmerstation mit der Sende- und Empfangsleitung ihres Netzzweiges verbunden ist, wobei sie die von ihr ausgehenden Nachrichten nur auf der Sendeleitung aussendet und die an sie gerichteten Nachrichten nur von der Empfangsleitung empfängt. Empfangene Nachrichten werden dabei nicht aus dem Nachriehlensirom herausgenommen, sondern beim Vorbeifließen erkannt. In jedem Netzknoten werden alle Empfangsleitungen miteinander verbunden und ebenso alle Sendeleitungen. Am Ende eines Zweiges, genannt Netzende A, wird die Sendcleilung mit der Empfangsleitung verbunden, um die Summe aller im Netz gesendeten Nachrichten über die Empfangsleitungen allen Teilneiimerstationen zuzuführen. Damit ist auch allen Teilnehmerstationen das Belegungsmuster der Zcitschlitze an der Stelle des größten Verkehrsflusses bekannt. Ein Taktgenerator am [■"ride ».ines anderen Zweiges sendeI auf der ^endeleitung dieses Zweiges periodisch Synclironisierblöcke aus. Diese Synchronisierinformation läuft zum Netzende A und von dort aus über die r.mpfangsleitungen zu allen Teilnehmern. Da sieh jede Teilnehmerstation nicht

nur auf der Empfangs-, sondern auch auf der Scndelcitung in Synchronismus mil dem für die Nachrichtenübertragung verwendeten Zcittmilliplcxrahmcn befinden muß, auf einer Reihe von Sendeleitungen die Synehronisierinformationen jedoch nicht vorhanden ist. wird dort am l£ndc des Netz/.weigcs die Synehronisierinformation der Empfangsleitiing entnommen und verzögert auf die Scndclcilung eingespeist. Die Verzögerung wird in jedem Netzende so gewählt, daß die Laufzeit vom Netzende über den Punkt, an dem Empfangsleitiing und Sendelcitung miteinander verbunden sind, zurück zum selben Netzende zu einem ganzen Vielfachen der Dauer eines Zcitmultiplexrahmcns ergänzt wird. Damit befindet sich das ganze Netz in Rahmensynchronismus.

Gegenüber einem Ringleiiernciz sind jedoch bei dieser Lösung auf jedem Pfad die von beiden Teilnehmern ausgesendeten Informationen zu übertragen. Hierfür sind je Verbindung auf beiden Pfaden eines jeden Zweiges zwei Kanäle erforderlich. Bei gleichmäßiger Anordnung der Stationen auf einem quadratischen Bereich ergibt dies bei gleicher Verkehrsbelastung den etwa vierfachen übertragungstechnischen Aufwand im Vergleich zu Ringleiternetzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachrichtensystem mit Vielfachzugriff und dezentraler Vermittlung anzugeben, das die flexible Erweiterungsmöglichkeit eines Baumlcitcrnctzcs mit geringem übertragungstechnischem Aufwand vereinigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung, ausgehend von einem Nachrichtensystem der eingangs genannten Art, vor, daß jede Station alle Kanäle auf beiden Pfaden überwacht und daß ein Kanalpaar dann als belegt angesehen wird, wenn die Belegung mindestens eines Kanals dieses Kanalpaares festgestellt wird und daß für die Übertragung von Signalen zwischen zwei Stationen genau ein Kanalpaarbaum belegt wird.

Durch das erfindungsgemäße System kann der übertragungstechnischc Aufwand gegenüber dem beschriebenen bekannten System auf die Hälfte reduziert werden.

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Baumleiternetzes mit dezentraler Vermittlungstechnik;

F i g. 2 zeigt die Ausbreitung des Rufes einer rufenden Station in einem Baumleiiemetz nach F i g. 1;

F i g. 3 zeigt den Nachrichtenfluß beim Dialog zweier Stationen in einem Baumleiiemetz nach Fig. 1;

Fig.4 zeigt für ein Baumleiternetz nach Fig. 1 die Synchronisierung bei Realisierung in Zeitmultiplex-Technik:

F i g. 5 zeigt eine Variante zu F i g. 4;

F i g. 6 zeigt das Schaltbild einer Teilnehmerstation:

Fig.7 zeigt das Prinzipschaltbild einer Verzweigungseinrichtung in einem Verzweigungsknoten;

Fi g. 8 zeigt das detaillierte Schahbild einer Verzweigungseinrichtung nach F i g. 7;

F i g. 9 zeigt eine Wertetabelle für die Schaltung nach Fig. 8:

Fig. 10 zeigt eine Darstellung der Phasenlage der Taktpulse für die Schaltung nach F i g. 8;

F · g. 11 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Tcilnehmerstation;

Fig. 12 zeigt den Nachrichtenfluß bei Verwendung der in Verbindung mit der Teilnehmerstation gemäß 1" i g. 11 beschriebenen ßctriebsvarianie;

Fig. 13 zeigt eine wc'tere Variante einer Verzwei gungseinrichlung:

F i g. 14 zeigt den Nachrichtenfluß, der sieh bei einen Betrieb unter Verwendung der in I·" ig. 13 gezeigte Verzwcigungscinrichtungcn ergibt.

F i g. I zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Baum leiternctz.es. also eines ohne Maschen aufgebaute Netzes mit dezentraler Vermittlungstechnik. Das Net to besteht aus den Zweigen, von denen jeder zwe Naehriehienpfade mit entgegengesetzter Übertra gungsrichtung aufweist, die durch Pfeile in der Fig. gekennzeichnet sind.

Darüber hinaus sind in dem Netz Stationen 20 bis 2< und Verzweigungsknoten II, 12, 13 vorgesehen. Au den beiden "faden jedes Zweiges sind jeweils di gleiche Anzahl von Übertragungskanälen bcreitgestelli Jedem Kanal auf dem einen Pfad ist ein Kanal auf den Gegenpfad zugeordnet.

Der Belcgungszusland jedes Kanals muß cindeutij erkennbar sein, und ebenso müssen Nutzinformalionei von vermittlungstechnischen Informationen eindeutij zu unterscheiden sein. Ein Kanal gilt dann als frei, wem er selbst und der zugeordnete Kanal auf dem änderet Pfad frei ist. Ist mindestens einer der beiden jewcil einander zugeordneten Kanäle auf den beiden Pfadci belegt, so gilt der Kanal auf beiden Pfaden als belegt.

|cde Station ist an beide Pfade angeschlossen un

überwacht alle Kanäle auf beiden Pfaden. Dabei werdet Signale niemals entnommen, sondern nur gelesen.

Das Senden kann gemäß folgender Altcrnativei

erfolgen:

a) |cde Station sendet auf beiden von der Statiot gehenden Pfaden auf dem gleichen Kanalpaar,
b) jede Station sendet nur den Ruf auf beidei gehenden Pfaden, danach nur auf dem zu de gerufenen Station gerichteten Pfad,

A) jede Station sendet in der Weise, daß sie die au dem entsprechenden Kanal empfangenen Signal

4u durch die zu sendenden ersetzt,

B) jede Station sendet in der Weise, daß sie die au dem entsprechenden Kanal empfangenen Signal· mit den zu sendenden kombiniert. Dies setz voraus, daß durch entsprechende Codierung dafü gesorgt wird, daß weder ein Ruf noch eit

unbc-lcgtcr Kanal vorgetäuscht wird.
Hieraus ergeben sich die folgenden Kombinations möglichkeiten;

aA aB bA bB

Die Variante aA ist in den Ausführungsbeispielen de F i g. 3 und 6 verwendet worden. Die Variante bB wurd( bei den Ausführungsbcispielen gemäß den Fig. 11 unc 12 angewandt. Zu Variante aBsei auf Fi g. 14 verwiescr Bei den Varianten aA und bA werden Sendeschalter zu

Y> Verbindung der Teilnehmerstation mit dem dazugehört gen Pfad verwendet, während für die Varianten aB um bB ODER-Gatter verwendet werden und dazu geeigne te Codierungen nötig sind, wie im folgenden nocl beschrieben wird. Bei der Variante bA kann in di<

wi Richtung, die nicht zu der anderen beteiligten Statioi weist, das ankommende Signal durch ein Codesigna ersetzt werden.

In jedem Verzweigungsknoten ist eine einfach« Verzweigungseinrichtung vorhanden, die entsprechenc

ι.:- der vorgegebenen Zuordnung der Kanalpaare anstoßender Zweige eine Durchschaltung nur nach den gerade bestehenden Belegtzustand vornimmt, und zwai so, daß auf einen gehenden Kanal dann, wenn di<

zugeordneten kommenden Kanäle anderer Zweige unbelegt sind, keiner durchgeschaltet wird oder dieser gehende Kanal als unbelegt gekennzeichnet wird und dann, wenn von den zugeordneten kommenden Kanälen aller anderen Zweige genau einer belegt ist, dieser Kanal durchgeschaltet wird und dann, wenn von den zugeordneten kommenden Kanälen mehr als einer belegt ist, ein beliebiger dieser belegten Kanäle durchgeschaltet wird oder der gehende Kanal als belegt gekennzeichnet wird.

Rs ist angegeben, daß dann auch ein unbelegter Kanal durchgeschaltet werden kann, wenn auf einen gehenden Kanal kein belegter kommender Kanaf durchzuschalten ist. Dies muß dann vorgesehen werden, wenn z. B. bei einer Realisierung in Zeitmultiplextechnik auch in unbelegten Zeitkanälen Synchronisierinformation, z. B. ein Takt-Bit, enthalten ist bzw. verteilte Synchronisierung verwendet wird. Dabei sind zwei Fälle zu unterscheiden:

a) führt der betrachtete gehende Kanal in Richtung zum Sync-Generator, so wird ein (unbelegter) kommender Kanal eines beliebigen anderen Zweiges durchgeschaltet,

b) führt der betrachtete gehende Kanal vom Synchronisier-Generator weg, so wird stets derjenige kommende Kanal durchgeschaltet, der aus der Richtung des Synchronisier-Generators kommt.

Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, daß der Synchronismus beim Einschalten des Netzes erreicht und unabhängig vom Belegungszustand erhalten bleibt. Der Aufbau einer Verbindung erfolgt auf folgende Weise. Nachdem der rufende Teilnehmer abgehoben hat, wird er vor· seiner Station mit dem Wählton zur Wahl aufgefordert. Hat der rufende Teilnehmer die vollständige Rufnummer des gerufenen Teilnehmers gewählt, sucht die rufende Station einen freien Kanal. Ist überhaupt kein freier Kanal vorhanden, so erhält der rufende Teilnehmer von der rufenden Station den Besetztton. Wird ein freier Kanal hingegen gefunden, so wird dieser auf beiden Pfaden versuchsweise belegt. Dazu wird ab jetzt eine für alle Stationen gleichartige Belegtkennung ausgesandt. Das Senden erfolgt dabei grundsätzlich auf dem gleichen Kanal auf beiden Pfaden.

Um zu verhindern, daß der gleiche bisher freie Kanal von mehr als einem Teilnehmer gleichzeitig Versuchsweise belegt wird, überwacht die rufende Station die beiden Pfade, ob auf einem der beiden versuchsweise belegten Kanäle etwas empfangen wird. Ist dies für eine gewisse Mindestzeit, z. B. die zweifache Maximallaufzeit einer Nachricht im Netz plus Reaktionszeit einer Teilnehmerstation nicht der Fall, dann ist sichergestellt daß die betrachteten Kanäle nicht gleichzeitig von einem anderen Teilnehmer belegt wurden. Von nun an ist jeder Teilnehmerstation im Netz der Belegtzustand der betreffenden Kanäle bekannt Die betrachteten Kanäle gelten jetzt als endgültig belegt

Wird dagegen bei der probeweisen Belegung auf einem der beiden betrachteten Kanäle etwas empfan gen, so werden diese sofort freigegeben. Der Belegungsversuch wird an einem anderen als frei erkannten Kanal wiederholt

Sind zwei zusammengehörige Kanäle endgültig belegt, so kann zunächst für eine eventuelle Gebührenzählung in einer zentralen Einheit die eigene Adresse ausgesendet werden, dann sendet die rufende Station den Ruf aus. Die Ausbreitung des Rufes im Netz zeigt Fig.2. Der Ruf enthält die Adresse der gerufenen Station. Alle Stationen überwachen ständig beide Pfade darauf, ob sie gerufen werden. Erkennt eine Station, daß si? (if'-ufen wird, sendet sie ab jetzt auf diesem Kanal und auf dem entsprechenden Kanal des Gegenpfades eine Quittung. Beim Senden wird grundsätzlich die im benutzten Kanal ankommende Information durch die zu sendende Information ersetzt. Ist der gerufene Teilnehmer frei, so wird die Freiquittung gesendet und das Rufkriteriuin (Klingelzeichen) beim gerufenen Teilnehmer eingeschaltet. Wird von der rufenden Station die Freiquittung empfangen, so wird dort der Freiton zum rufenden Teilnehmer angeschaltet.

Hebt der gerufene Teilnehmer ab, so werden durch die gerufene Station Rufkriterium und Aussenden der Freiquittung abgeschaltet Das Ausbleiben der Freiquittung bewirkt in der rufenden Station das Abschalten des Freitons und der Aussendung des Rufes. Gleichzeitig wird ab jetzt auf den belegten Kanälen auf beiden Pfaden das Nutzsignal ausgesendet. Ebenso wird von der rufenden Station ab jetzt der Inhalt des belegten Kanals desjenigen Pfades, auf dem die Quittungen eingetroffen sind, als Empfangssignal zum rufenden Teilnehmer durchgeschaltet.

Ausbleiben des Rufes in der gerufenen Station veranlaßt dort die Durchschaltung des Inhalts desjenigen Kanals, auf dem der Ruf eingetroffen ist, als Empfangssignal zum gerufenen Teilnehmer. Ab jetzt kann ein Dialog stattfinden zwischen den beiden Teilnehmern.

In einem Baumleiternetz gibt es zwischen zwei Stationen genau einen Weg. Auf diesen Weg wird einer der beiden Kanäle in Vorwärtsrichtung, der zugeordnete Kanal auf dem entgegengesetzt gerichteten Pfad in Rückwärtsrichtung für die Verbindung der beiden Stationen genutzt Dies ergibt sich automatisch durch die beschriebene Nachrichtenlenkung in den Verzweigungsknoten. In Fig.3 ist ein Dialog zwischen den Stationen 2 t und i!7 dargestellt. Die Nachrichten der Station 27 werden von der Station 27 längs der strichlierten Linien ausgesandt. Die Nachrichten der Station 21 werden von der Station 21 längs den durchgezogenen Linien ausgesandt.

In den Verzweigungsknoten 11 und 12, die auf dem Weg zwischen den beiden Stationen 21 und 27 liegen, treffen auf dem obengenannten Kanal auf jeweils zwei kommenden Pfaden Nachrichten ein, und zwar auf einem Pfad von der einen Station, z. B. von Station 21, und auf einem anderen Pfad von der anderen Station, z. B. Station 27. Durch die obengenannte Vorschrift wird in diesen Verzweigungsknoten, z.B. 11 oder 12, eine beliebige der beiden Nachrichten auf den gleichen Kanal des abgehenden Pfades derjenigen Zweige geschaltet, die nicht zum Weg zwischen den beiden betrachteten Stationen 21 und 27 gehören. Dies ist in F i g. 3 dadurch dargestellt, daß eine durchgezogene und eine strichlierte Linie parallel gezeichnet sind.

in den verbliebenen, nicht auf dem Weg zwischen den beiden Stationen liegenden Verzweigungsknoten treffen auf dem betrachteten Kanal nur auf einem kommenden Pfad Nachrichten ein. Diese können entweder Nachrichten der rufenden oder der gerufenen Station sein. Da diese ebenfalls auf die gehenden Pfade aller anderen Zweige übertragen werden, ist der Belegtzustand aller Kanäle aller Stationen im gesamten Netz bekannt

Legt einer der beiden Teilnehmer auf, so sendet dessen Station ein Endezeichen aus und geht in den Ruhezustand zurüclo In der Gegenstation verursacht der Empfang des Endezeichens das Anschalten des

Endekriteriums, ζ. B. des Besetzttons. Gleichzeitig werden die beiden vorher besetzten Kanäle dadurch freigegeben, daß ab sofort nichts mehr ausgesendet wird. Diese Station quittiert jedoch eintreffende Rufe so lange mit »gerufener Teilnehmer belegt«, bis auch hier der Teilnehmer auflegt.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt also das Auslösen durch den Teilnehmer, der zuerst auflegt.

Zur Gebührenerfassung kann eine zentrale Einheit an einer beliebigen Stelle des Netzes vorgesehen werden. Dies ist von Vorteil in niedrigen Netzebenen, bei Durchführung des Prinzips in höheren Netzebenen ist Zählung in einer Station zweckmäßiger. Die zentrale Gebührenerfassungseinheit benötigt zur Gebührenzählung die Kenntnis der Adresse des rufenden Teilnehmers, die Adresse des gerufenen Teilnehmers, den Beginnzeitpunkt und den Endezeitpunkt der betrachteten Verbindung. Alle diese für die Gebührenzählung erforderlichen Informationen sind an allen Stellen des Netzes verfügbar.

Die zentrale Einheit überwacht dazu alle Kanäle auf beiden Pfaden. Die auf einem vorher unbelegten Kanal auf einem der beiden Pfade zuerst eintreffende Adresse ist die Adresse des gerufenen Teilnehmers. Der Beginnzeitpunkt stimmt mit dem erstmaligen Empfang von Nutzinformation überein, der Endezeitpunkt mit der Freigabe der beiden zusammengehörigen belegten Kanäle.

Nachrichtensysteme mit Vielfachzugriff und dezentraler Vermittlung eignen sich vor allem für die Realisierung in digitaler Zeitrnultiplextechnik. Im folgenden werden die Besonderheiten, die sich bei der Anwendung der digitalen Zeitmultiplextechnik bei einem erfindungsgemäßen Nachrichtensystem ergeben, dargestellt.

Insbesondere ist bei Realisierung in digitaler Zeitmultiplextechnik für die notwendige Synchronisierung zu sorgen. Wie Fig.4 zeigt, wird hierbei an einer beliebigen Stelle des Netzes ein Zweig aufgetrennt und ein Synchronisiergenerator 30 an beide Pfade angeschaltet. Dieser sendet die periodische Synchronisierinformation aus und legt damit den Bit- und Rahmentakt fest. Besonders einfach wird die Synchronisierung bei Verwendung eines Synchronisierwortes in einem speziellen Synchronisierkanal.

In allen Verzweigungsknoten muß der Synchronisie;·- kanal ebenso wie ein belegter Kanal durchgeschaltet werden. Auf diese Weise wird die Synchronisierinformation über das ganze Netz verteilt. Allerdings ist sie derart nur jeweils auf einem Pfad eines jeden Zweiges vorhanden. Um sie auch auf den anderen Pfad zu übertragen, ist an allen Netzenden eine Reflexschaltung 31,32,33,34,35 vorgesehen.

Die an den verschiedenen Netzenden reflektierte Synchronisierinformation muß spätestens vor Einlaufen in den nächsten Verzweigungsknoten jeweils so verzögert werden, daß sie gleichzeitig mit der auf einem der anderen kommenden Pfade vom Synchronisiergenerator 30 einlaufenden Synchronisierinformation einläuft Zu diesem Zweck sind in den Zweigen jeweils zwischen den Reflexschaltungen 31 bis 35 und den Verzweigungsknoten 11, 12, 13 Verzögerungseinrichtungen 40,41,42,43,44, 45,46,47 vorgesehen. Alle in einem Verzweigungsknoten einlaufenden Bit-Ströme sind damit rahmenkoinzident.

Der Synchronisierkanal wird in allen Verzweigungsknoten wie ein anderer belegter Kanal durchgeschaltet Ordnet man den Synchronisiergenerator an einem beliebigen Netzende an, so kann man eine Reflexschaltung und zwei Verzögerungseinrichtungen einsparen. Man kann diesen Zweig natürlich auch so verkürzen, daß das Ende dieses Zweiges am Ort des Verzweigungsknotens liegt und damit der Synchronisiergenerator am Ort der zugehörigen Verzweigungseinrichtung angeordnet werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann, wie in Fig. 5 gezeigt, bei den Zweigen, die einseitig an ein Netzende grenzen, die erforderliche Verzögerung der Synchronisierinformation allein in den Reflexschaltungen 31, 32, 34, 35 erfolgen. Zweckmäßigerweise wird hierbei fast die gesamte Verzögerung in der Reflexschaltung vorgenommen, während die restliche Verzögerung zusammen mit dem Ausgleich von Laufzeitschwankungen und Jittereffekten in einem kleinen regelbaren Zwischenspeicher, der in jedem Verzweigungsknoten 11, 12, 13 für jeden kommenden Pfad vorgesehen wird, erfolgt. Auch die Verzögerung der Verzögerungseinrichtung in der Reflexschaltung muß nachstellbar sein, da sich die Verzögerung auf den beiden Pfaden ändern kann, z. B. bei Einschalten zusätzlicher Stationen. Dieses Nachstellen der Verzögerung kann entweder manuell oder durch ein Regelsignal erfolgen, welches zu dieser Verzögerungseinrichtung übertragen wird.

Auf diese Weise kann in den genannten Zweigen die unter Umständen teure Verzögerungseinrichtung 40, 41, 43, 45, 46, 47 (s. Fig.4) eingespart werden. Gleichzeitig erzielt man dadurch den Vorteil, daß für die zu übertragenden Signale, außer der reinen Signallaufzeit auf den Nachrichtenleitern, der eventuellen Verzögerung in den angeschalteten Stationen und der

JS sehr kleinen Verzögerung in dem obengenannten kleinen Zwischenspeicher keine weitere Verzögerung, wie beim Durchlaufen einer Verzögerungseinrichtung eintritt.

Bei den Zweigen, die mit ihren beiden Enden an eine

*o Verzweigungseinrichtung angeschlossen sind, ist diese Lösung nicht möglich. Hier kann die Rahmenkoinzidenz in den Verzweigungseinrichtungen nur durch eine regelbare Verzögerungseinrichtung erzielt werden.

Bei der in Fig.5 dargestellten vorteilhaften Ausfüh-

«5 rungsform sind im gesamten hier betrachteten Netz für die Erzielung der Rahmenkoinzidenz in den Verzweigungsknoten nur noch zwei regelbare Verzögerungseinrichtungen 42, 44 statt der acht in Fig.4 dargestellten Verzögerungseinrichtungen 40 bis 47 erforderlich. Die Anzahl der verbleibenden Verzögerungseinrichtungen entspricht der Anzahl der Pfade, die mit ihren beiden Enden an eine Verzweigungseinrichtung angeschaltet sind. Für alle übrigen in die Verzweigungsknoten einlaufenden Pfade sind nur die obengenannten kleinen regelbaren Zwischenspeicher nötig.

Vorteflhafterweise wird zur Anpassung an externe PCM-Systeme der Rahmenaufbau für Fernsprechsignale derart gewählt, daß man die Anzahl der zur Übertragung von Nutzinformationen verwendbaren

Bits je Zeitschlitz als Ar-faches (Jt= 1,2,...) von acht Bits

wählt Die Wiederholfrequenz des Rahmens beträgt dann 8/kHz, dh, man faßt k Abtastwerte eines

Sprachsignals in einem Zeitschlitz zusammen. Zusätzlich ist mindestens ein weiteres Bit je

Zeitschlitz nötig. Dieses gibt an, ob im Nutzteil des Zeitschlitzes Nutzinformationen oder Signalisierinformationen enthalten sind Die Signalisierinformation wird durch einen Kennungsblock innerhalb des

Zeitschlitzes naher spezifiziert. Der Zustand »frei« eines Zeitschlitzes ist auch eine Signalisierinformation und kann auf die angegebene Weise gekennzeichnet werden. Zweckmäßigerweise wird man dies dadurch kennzeichnen, daß der Zeitschhtz nur Nullen enthält.

Beim erfindungsgemäßen System ist die Durchschaltung der Zeitschlitze in den Vcr7v,cig"jngseinrichtungen bei der bisher beschriebenen Ausführung nur vom Belegtzustand des Zeilschlitzes abhängig. Wird für die Kennzeichnung des Belegtzustandes ein extra Bit \ οι gesehen, dann i=i in den Verzweigungseinric!! fingen nur die Auswertung dieses einen Bits nötig. Dieses Belegt-Bit müßte beim Synchronisierzeitschlitz den Zustand »belegt« haben, da der Synchronisierzeitschlitz ja ebenso wie ein belegter Zeitschlitz durchgeschaltet werden soll.

Um bei beliebigem Belegungszustand und beliebigem Inhalt der Zeitschlitze eine einwandfreie Synchronisierung mit erträglichem Aufwand bei der Bit-Taktrückgewinnung sicherzustellen, kann es zweckmäßig sein, je Zeitschlitz ein weiteres Bit als Takt-Bit vorzusehen. In diesem Fall muß in den Verzweigungseinrichtungen von der Möglichkeit Gebrauch gemacht werden, daß dann, wenn auf einen Kanal des gehenden Pfades eines betrachteten Zweiges kein belegter kommender Kanal durchzuschalten ist — weil die gleichen Kanäle der kommenden Pfade aller anderen Zweige jeweils unbelegt sind — einen der unbelegten Kanäle durchzuschalten.

Es ist somit je Zeitschlitz, außer den Nutz-Bits, mindestens ein zusätzliches Bit vorzusehen. Zweckmäßigerweise wird man aber zwei bis drei zusätzliche Bits verwenden.

F i g. 6 zeigt das Blockschaltbild einer Teilnehmerstation. Die beim Empfangen an jeder Station erforderlichen Empfangsverstärker sind nicht eingezeichnet, sind aber natürlich nötig. Diese enthält zwei Synchronisiereinheiten Sl, 52 für die Bit- und Rahmensynchronisierung der Station, zwei Empfangsspeicher 55, 56, zwei Erkennungseinrichtungen 53, 54 für Rufe und Signale, einen Empfangsschalter 63, zwei Sendespeicher 58, 59 mit je einem Sendeschalter 60,61, einen Analog-Digital-Wandler 57 und die Steuerung 50.

In den beiden Synchronisiere-nheiten 51, 52 werden alle für den Betrieb der Station erforderlichen Takte, d. h. Bit-, Zeitschlitz- und Rahmen-Takt, aus den Bit-Strömen der beiden Pfade gewonnen.

In die Empfangsspeicher 55, 56, deren Kapazität 1 Zeitschlitz beträgt, werden die auf den beiden Pfaden vorbeifließenden Bit-Ströme eingeschrieben. Eine Erkennungsschaltung 53,54 erkennt Rufe und Signale und meldet diese zur Steuerung 50. Nur der Inhalt von Zeitkanälen, über die die Station eine Verbindung aufgebaut hat, wird zum Analog-Digital-Wandler 57 weitergegeben. Dabei wird wie beschrieben nur ein Pfad angeschaltet.

In die Sendespeicher 58,59 werden die auszusendenden Nachrichten und Signalblöcke abgespeichert. Während des benutzten Zeitschlitzes wird der jeweilige Sendeschalter60 bzw. 61 geschlossen und der Inhalt des Sendespeichers 58 bzw. 59 mit dem Bit-Takt ausgelesen.

Die beschriebenen Vorgänge werden von der Steuerung 50 gesteuert

Fig.7 zeigt eine für die Verwendung bei digitaler Zeitmultiplextechnik geeignete Verzweigungseinrichtung. Wie bereits dargelegt, muß in einer solchen Verzweigungseinrichtung jeder auf einem kommenden Pfad eintreffende belegte Zcitschlitz auf den gehenden Pfad aller anderen Zweige durchgeschaltet werden. Kür den Fall, daß mehr als ein kommender Zeitschlitz auf einen gehenden Pfad durchzuschalten wäre, wird ein beliebiger ausgewählt und durchgeschaltet. In der Verzweigungseinrichtung darf also bei der hier vorausgesetzten Zuordnung der Kanalpaare, bei der jeweils Zcitkaiiäle gleicher Zeitlage irr Zeilmultipio rahmen einander zugeordnet sind, ein belegter kommender Zeitkanal niemals auf einen Zeitkanal anderer Zeitlage

ίο durchgeschaltet werden. Die Durchschaltung ist nur auf Zeitkanäle gleicher Zeitlage der gehenden Pfade anderer Zweige vorzunehmen. Dies ist durch eine sehr einfache Schaltung möglich. In Fig. 7 ist der schematische Aufbau einer solchen Schaltung für einen Verzweigungsknoten vom G rad 3 angegeben. Der Grad 3 bedeutet, daß der Verzweigungsknoten mit drei Zweigen A, B, C verbunden ist. Mit Ak, Bk; O sind die kommenden Pfade der Zweige A, B, C, mit A_g, B_f, C_g die gehenden Pfade dieser Zweige bezeichnet.

Die auf den kommenden Pfaden Ak, Bk, Ck eintreffenden Bit-Ströme sind voraussetzungsgemäß rahmensynchron. Eine mit dem Zeitschlitz-Takt beschriebene Belegungserkennungsschaltung 71 stellt den Belegungszustand der Zeitschlitze fest. Ist je Zeitschlitz ein besonderes »Belegt-Bit« vorgesehen, so braucht hierzu nur dieses Bit ausgewertet zu werden.

Der Belegtzustand wird für die Dauer eines Zeitschlitzes in der Belegungserkennungsschaltung 71 gespeichert und als Eingangssignal zur Steuerung 70

x gegeben.

Die Steuerung 70 wählt auf Grund dieser Belegtinformation die für diesen Zeitschlitz durchzuschaltenden Koppelpunkte aus der Gesamtheit der Koppelpunkte 72, 73, 74, 75, 76, 77 aus. Insgesamt sind nur sechs Koppelpunkte für einen Verzweigungsknoten vom Grad 3 nötig. Wären in der Matrix der Koppelpunkte mehr als 1 Koppelpunkt pro Matrixspalte durchzuschalten, so wird ein beliebiger, z. B. stets derjenige mit der kleinsten Zeilennummer ausgewählt.

*o Die Steuerung besteht hier lediglich aus einer einfachen logischen Schaltung mit drei Eingängen und sechs Ausgängen und läßt sich ebenfalls mit wenigen Gattern realisieren. Der Aufwand für die Nachrichtenlenkung in den Verzweigungsknoten ist außerordentlich

« gering.

F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verzweigungseinrichtung gemäß Fig.7. Hierbei ist vorausgesetzt worden, daß für die Kennzeichnung des Belegtzustandes eines Zeitschlitzes ein besonderes Bit, das sogenannte Belegt-Bit, vorgesehen ist. Hier wurde dazu das erste Bit des Zeitschlitzes ausgewählt. Bei unbelegtem Zeitschlitz soll dieses Belegt-Bit den Wert 0, ansonsten den Wert 1 haben. Für die ordnungsgemäße Funktion des hier angegebenen Schaltungsbeispiels ist der Bit-Takt und der Zeitschlitz-Takt mit einer Phasenlage entsprechend F i g. 10 erforderlich.

Das in F i g. 8 dargestellte Schaltungsbeispiel besteht aus sechs /-K-Master-SIave-Flip-Flops 80,81,82,83,84, 85, z. B. des Typs Texas Instruments SN 7473, aus sechs Negatoren 90,91,92,93,94,95, z. B. des Typs SN 7404, neun NAND-Gattern 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 mit je zwei Eingängen, z. B. des Typs Texas Instruments SN 7400, sowie einem ROM (read only memory) 110 mit einer Speicherkapazität von mindestens acht Worten zu je sechs Bits. Hier wurde der Typ Texas Instruments SN 7488 A mit 32 Worten zu je acht Bits verwendet
Das ROM 110 liefert für jede Wertekombination der

S4

drei Eingangsvariablen ei, ei, ej die Steuerinformation 3i2, ai3, 321, S23. S3\, an für die Ansteuerung der Koppelpunkte und ist entsprechend der in Fig.9 dargestellten Wertetabelie zu programmieren. Bei der Ermittlung dieser Wertetabelie wurde vorausgesetzt, daß der Zweig A aus der Richtung des Synchronisiergenerators kommt Für die Fälle, daß mehr als ein belegter Kanal durchzuschalten wäre oder ein beliebiger unbelegter Kanal durchzuschalten wäre, wurde jeweils der Kanal des Zweiges mit dem früher im to Alphabet erscheinenden Buchstaben ausgewählt

Mit dem Zeitschlitz-Takt wird der Wert des ersten Bits — des Beiegt-Bits — eines jeden Zeitschlitzes in ein Flip-Flop übernommen und dort für die Dauer eines Zeitschlitzes gespeichert. Da die Ausgangsinformation dieses Flip-Flops erst ab Ende des Beiegt-Bits verfügbar ist, werden die Eingangssignale um 1 Bit verzögert dem Koppelfeld zugeführt Dort erfolgt die Durchschaltung der Signale auf die gehenden Pfade der anderen Zweige entsprechend den Steuerinformationen an, au, *i. *j, a3i, a»

Bei der hier angegebenen Schaltung wurde die Schaltung dadurch möglichst einfach gehalten, daß ein ROM für die Realisierung der Verknüpfung ay = f{e\, ei, es) verwendet wurde. Dieses läßt sich natürlich auch durch eine Verknüpfungsschaltung aus mehreren NAND-Gattern ersetzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Ausgangssignale an den Klemmen Ag, Bg, Q, in drei weitere Flip-Flops getaktet, übernommen werden.

Durch z. B. am Ende eines Rahmens zu übertragende Sicherungs-Bits kann sichergestellt werden, daß der Ausfall der Synchronisierung sicher erkannt wird. Für diesen Fall können dann geeignete Maßnahmen eingeleitet werden.

Fig. 11 zeigt eine Variante einer Teilnehmerstation, die für die Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter besonders geeignet ist. Soweit hier übereinstimmende Bezugsziffern verwendet wurden, stimmt der Aufbau der Teilnehmerstation mit der in Fig.6 dargestellten Teilnehmerstation überein. Das Abzweigen und Einspeisen von Nachrichten aus den Lichtwellenleitern erfolgt hier jedoch durch optische Bauelemente. Dadurch kann die Anzahl der in Serie zum Übertragungsweg liegenden optoelektrischen und elektrooptisehen Wandler verringert und somit die Zuverlässigkeit des Nachrichtensystems verbessert werden. Im dargestellten Fall erfolgt das Abzweigen durch die optischen Abzweigvorrichtungen 120 und 126, die einen geringen Teil der in den Lichtleitern 128, 129 eingespeisten Lichtsignale auskoppeln und auf die optoelektrischen Wandler 122 bzw. 123 leiten. Das am Ausgang der optoelektrischen Wandler 122,123 erzeugte elektrische Signal wird dann analog wie in Fig.6 den Synchronisiereinheiten 51 bzw. 52 und den Empfangsspeichern 55 bzw. 56 zugeleitet.

Unterschiedlich im Vergleich zu Fig.6 wird im Ausführungsbeispiel der Fig. Il das Senden durchgeführt. Um auf den in F i g. 6 vorgesehenen Sendeschalter verzichten zu können, ist die Funktion der in F i g. 11 dargestellten Teilnehmerstation etwas gegenüber der in Verbindung mit Fig.6 geschilderten verändert. Auch bei der Teilnehmerstation in Fig. 11 ist zwar jede Station an beide Pfade angeschlossen und überwacht alle Kanäle auf beiden Pfaden. Auch hier werden Nachrichten niemals entnommen, sondern nur gelesen. Unterschiedlich erfolgt jedoch das Senden. Das Aussenden eines Rufes durch eine rufende Station erfolgt zunächst auf beiden Pfaden auf dem gleichen Kanal. Die gerufene Station sendet auf dem gleichen Kanal, jedoch nur auf dem einen Pfad, auf dem der Ruf nicht eingetroffen ist Nach Empfang einer Freiquittung von der gerufenen Station sendet eine rufende Station nur noch auf dem einen Pfad, auf dem die Freiquittung nicht eingetroffen ist

Bei dieser Funktion der Stationen muß niemals eine in eine Station einlaufende Nachricht durch eine andere Nachricht ersetzt werden. Deshalb können bei elektrischer Übertragungstechnik die beiden Sendespeicher 58,59 in jeder Station jeweils durch ein OR-Gatter mit zwei Eingängen ersetzt werden. Ein Eingang des OR-Gatters wird mit dem Sendespeicher, der andere Eingang mit dem Pfad verbunden. Der Ausgang eines OR-Gatters wird mit dem Pfad verbunden, der vom Sendeschalter wegführt

Bei optischer Übertragungstechnik kann die OR-Verknüpfung auf die in der F i g. 11 dargestellte Weise durch die optischen Koppler 121 bzw. 127 vorgenommen werden. Die in diesem optischen Koppler vorgenommene Summation ergibt in Verbindung mit einer nachfolgenden Schwellwertentscheidung — die beim Empfang von digitalen Signalen stets zuerst vorgenommen wir 1 — eine OR-Verknüpfung. Für die Anschaltung einer Station an die beiden Lichtwellenleiter 127,128 sind dann also zwei optische Abzweige 120, 126 und zwei optische Koppler 121, 127 erforderlich. Durch optische Koppler wird ein durch die elektrooptischen Wandler 124, 125 geliefertes Lichtsignal zumindest teilweise den auf den Lichtwellenleitern eingespeisten Lichtsignalen überlagert. Werden die genannten optischen Bauelemente 120, 121, 126, 127 von vornherein in den Übertragungsweg der Lichtleiter 128, 129 eingebaut so kann eine Station unterbrechungsfrei an das in Betrieb befindliche Nachrichtennetz angeschaltet werden. Dasselbe gilt für das Entfernen einer Station, falls diese optischen Bauelemente im Übertragungsweg verbleiben können.

Fig. 12 zeigt den Nachrichtenfluß beim Dialog zweier Stationen, welche nur einen Ruf auf beiden Pfaden aussenden, beim Dialog aber wie beschrieben nur in Richtung des anderen Teilnehmers senden. Die Bezeichnungen und die Art der Darstellung der Nachrichten entsprechen den in F i g. 3 verwendeten.

Beim Aufbau einer Verbindung ergeben sich auf Grund der unterschiedlichen Funktion der Teilnehmerstation gewisse Unterschiede gegenüber der in F i g. 6 dargestellten. Während die Suche nach einem freien Kanal und dessen versuchsweise Belegung, wie im Zusammenhang mit F i g. 6 beschrieben, erfolgt, erfolgt das Aussenden eines Rufes nach endgültiger Belegung zweier zusammengehöriger Kanäle zunächst auf beiden Pfaden. Dieser enthält die Adresse der gerufenen Station. Alle Stationen überwachen ständig beide Pfade darauf, ob sie gerufen werden. Erkennt eine Station, daß sie auf einem der beiden Pfade gerufen wird, so sendet sie ab jetzt auf dem gleichen Kanal des anderen Pfades eine Freiquittung oder Belegtquittung. Die gerufene Station sendet grundsätzlich nur auf diesem Pfad, also grundsätzlich nur in der Richtung, in der die rufende Station liegt.

Ist der gerufene Teilnehmer frei, so wird die Freiquittung gesendet und das Rufkriterium, ζ. Β Klingelzeichen, beim gerufenen Teilnehmer eingeschaltet. Wird von der rufenden Station die Freiquittung empfangen, so wird dort der Freiton zum rufenden Teilnehmer angeschaltet. Auf dem Pfad, auf dem die

Freiquittung eintrifft, wird sofort das Senden vollständig eingestellt. Senden erfolgt in der rufenden Station ab jetzt nur noch auf dem Pfad, auf dem die Freiquittung nicht eingetroffen ist, also nur noch in die Richtung, in der die gerufene Station liegt Zunächst wird auf diesem Pfad weiter der Ruf ausgesendet.

Da in der rufenden Station kurzzeitig die einlaufende Freiquittung bzw. Belegtquittung des gerufenen Teilnehmers durch den von der rufenden Station auf diesem Pfad noch nicht abgebrochenen Ruf überlagert wird, muß durch geeignete Codierung des Rufsignals einerseits und des Freiquittungs- bzw. Belegtquittungssignals andererseits sichergestellt werden, daß durch die OR-Verknüpfung dieser beiden Signale kein neuer Ruf oder unbelegter Kanal vorgetäuscht wird.

Hebt nun der gerufene Teilnehmer ab, so werden durch die gerufene Station Rufkriterium und Aussenden der Freiquittung abgeschaltet. Auf dem Pfad, auf dem bisher die Freiquittung gesendet wurde, wird ab jetz*. das Nutzsignal ausgesendet.

Das Ausbleiben der Freiquittung bewirkt in der rufenden Station das Abschalten des Freitons und der Aussendung des Rufes. Statt dessen wird ab jetzt das Nutzsignal ausgesendet. Ebenso wird von der rufenden Station ab jetzt der Inhalt des belegten Kanals desjenigen Pfades, auf dem die Quittungen eingetroffen sind, als Empfangssignal zum rufenden Teilnehmer durchgeschaltet.

Ausbleiben des Rufes in der gerufenen Station veranlaßt dort die Durchschaltung des Inhalts desjenigen Kanals, auf dem der Ruf eingetroffen ist, als Empfangssignal zum gerufenen Teilnehmer. Ab jetzt kann ein Dialog stattfinden zwischen den beiden Teilnehmern.

Im folgenden wird eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Systems beschrieben, die insbesondere bei Ausführung in binärer Zeitmultiplextechnik weitere Schaltungsvereinfachungen ermöglicht.

Die Funktion der Stationen ist hier wieder derart definiert, daß jede Station an beide Pfade angeschlossen ist und alle Kanäle auf beiden Pfaden überwacht. Empfangene Nachrichten werden niemals entnommen, sondern nur gelesen. Das Senden erfolgt gemäß einer ersten Alternative auf beiden Pfaden auf dem gleichen Kanal. Dabei wird jedoch auf jedem Pfad stets die »Summe« der auf dem betrachteten Kanal einlaufenden Nachricht und der zu sendenden Nachricht ausgesendet. Gemäß einer zweiten Alternative kann das Senden, wie in Verbindung mit Fig. ti beschrieben, derart erfolgen, daß nur der Ruf auf beiden Pfaden gesendet, wird, danach aber sowohl von rufender als auch von gerufener Station nur auf dem einen Pfad gesendet wird, der in die Richtung zur anderen Station führt. Beide Alternativen sind in Verbindung mit den im folgenden beschriebenen Maßnahmen anwendbar.

Gemäß der angegebenen Funktion der Station werden bei dieser Variante die Sendeschalter 60 und 61 in F i g. 6 durch inklusive ODER-Gatter ersetzt. Die beschriebene Betriebsart setzt voraus, daß Rufe und Nichtrufe so gekennzeichnet werden, daß durch die M) Verknüpfung in den ODER-Gattern niemals ein zusätzlicher Ruf an eine der angeschalteten Station entsteht und ein belegter Kanal auch nicht fälschlich als frei erscheint.

Die nachfolgend angegebene Codierung erfordert h^r, zusätzlich zu den für die Übertragung von Nutzinformation verwendbaren Nutz-Bit nur ein Zusatz-Bit und ergibt somit minimale Bitflußerhöhung.

Außerdem wird bei dieser Codierung durch Kombination zweier Nachrichten nur dann eine Nutzinformation vorgetäuscht, wenn bei der Bildung der Kombination mindestens eine Nutzinformation beteiligt war. Diese Eigenschaft ist dann wichtig, wenn die Gebührenzählung durch eine zentrale Einrichtung an einer beliebigen Stelle des Netzes erfolgen soll. Es wird dadurch sichergestellt, daß bei gleichzeitiger Beachtung einer Zeitbedingung in der zentralen Einrichtung niemals eine fehlerhafte Gebührenzählung erfolgen kann.

Bei einem unbelegten Zeitschlitz sollen alle Bits des Zeitschlitzes den Wert 0 haben. Dadurch ergibt sich bei der bitweisen ODER-Verknüpfung eines belegten und eines unbelegten Zeitschlitzes wie erforderlich wieder der Inhalt des belegten Zeitschlitzes.

Mit dem Zusatz-Bit wird angegeben, ob ein belegter Zeitschlitz Signalisierinformation oder Nutzinformation enthält.

Ist der Zeitschlitz belegt und enthält Signalisierinformation, so sei das Zusatz-Bit 0. Auf zwei vereinbarten Bit-Positionen innerhalb der Nutz-Bit-Gruppe wird dann ein Ruf durch 10, eine andere Signalisierinformation durch 01 dargestellt. Nachfolgend ist der Wert dieser betrachteten Bit-Position jeweils in der Reihenfolge (Zusatz-Bit, Spezifikations-Bit 1, Spezifikations-Bit 2) angegeben.

1st der Zeitschlitz belegt und enthält Nutzinformation, so soll das Zusatz-Bit den Wert 1 haben.

Beim beschriebenen Nachrichtensystem kann niemals eine Kombination zweier Rufe auftreten, da ein Ruf nur von der rufenden Station und nur auf einem Kanalpaar ausgesendet wird, welches als endgültig belegt gilt.

Beim Antworten der gerufenen Station kann aber eine Kombination der von der rufenden und gerufenen Station ausgesendeten Nachrichten in Pfaden oder Teilen von Pfaden auftreten, die nicht zum Weg zwischen diesen beiden Stationen gehören (s. Fig. 14). Dort kann die Kombination eines Rufes mit einem anderen Signalisierzeichen oder* kurzzeitig auch mit Nutzinformation auftreten. Bei Bereitstellung zusätzlicher Leistungsmerkmale kann, abhängig vom Verlauf des Verbindungsaufbaus, auch die Kombination verschiedener Signalisierzeichen auftreten.

Bei der ODER-Verknüpfung eines Rufes mit einem anderen Signalisierzeichen entsteht aus (010) und (001) das Ergebnis (OU). Da hier zwar das Zusatz-Bit den Wert 0 hat, die restlichen Bits aber nicht alle 0 sind, gilt der Zeitschlitz als belegt, und der Inhalt wird als Signalisierinformation gedeutet. Da aber beide Spezifikations-Bits den Wert 1 haben, ist sofort zu erkennen, daß hier ein Kombinationsergebnis vorliegt.

Bei der ODER-Verknüpfung zweier anderer Signalisierzeichen entsteht aus (001) und (001) wiederum (001). Damit wird im allgemeinen ein falsches anderes Signalisierzeichen erzeugt.

Ist bei der ODER-Verknüpfung mindestens eine Nutzinformation beteiligt, so ergibt sich für das Zusatz-Bit stets der Wert 1, und damit wird im allgemeinen eine falsche Nutzinformation vorgetäuscht.

Durch die angegebene Möglichkeit für die Kennzeichnung von Rufen, anderen Signalisierzeichen und Nutzinformalionen wird also vermieden, daß auf den nicht zum Weg /wischen den beiden Stationen gehörenden Pfaden oder Teilen von Pfaden durch die Kombinationen ein Ruf oder ein unbelegter Kanal vorgetäuscht wird. Weiter wird nur dann eine Nutzinformation vorgetäuscht, wenn bei der Bildung

Yi

der Kombination mindestens eine Nutzinformation beteiligt war. Da dies erst nach dem Abheben des gerufenen Teilnehmers der Fall sein kann, wird bei gleichzeitiger Beachtung einer Zeitbedingung in der zentralen Einheit für die Gebührenzählung eine fehlerhafte Gebührenzählung sicher vermieden.

Die angegebene Möglichkeit für die Kennzeichnung von Rufen, anderen Signalisierzeichen und Nutzinformationen ist nur eine von vielen Möglichkeiten. Um das Vortäuschen von Rufen durch Übertragungsfehler zu vermeiden, ist eine Sicherung dieser zur Unterscheidung der verschiedenen Informationen verwendeten Bits zweckmäßig. Im einfachsten Fall kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, daß einzelne dieser Bits oder alle relevanten Bits innerhalb des Zeitschlitzes zweifach vorgesehen werden.

Werden beispielsweise neben den Nutz-Bits zv.'ei Zusatz-Bits vorgesehen, so können, ähnlich wie oben beschrieben, die Rufe, die anderen Signalisierzeichen und die Nutzinformationen so gekennzeichnet werden, daß jede Kombination zweier verschiedener Informationsarten eindeutig erkennbar ist.

Es gibt auch die Möglichkeit, daß die rufende und die gerufene Station die ausgesendeten Informationen verschieden codieren. Dann können bei entsprechender Codierung auch Kombinationen von Nachrichten gleicher Art erkennbar gemacht werden.

Erfolgt die Aussendung von Rufen auf besonderen Ruf-Kanalpaaren, so braucht die Vortäuschung von Rufen in den Nutz-Kanalpaaren nicht betrachtet zu werden. Dort muß dann nur eine Vortäuschung unbelegter Kanäle und eine Vortäuschung von Nutzinformation vor dem Aussenden von Nutzinformation durch einen der beiden Teilnehmer vermieden werden.

Die angegebene Codierung ermöglicht insbesondere eine besonders einfache Gestaltung der Verzweigungseinrichtungen. Eine solche Verzweigungseinrichtung ist in Fig. 13 dargestellt. Statt gesteuerter Koppelpunkte (s. Fig.7 oder 8) können hier einfache ungesteuerte inklusive ODER-Gatter 130,131,132 eingesetzt werden. Eine Verzweigungseinrichtung vom Grad 3, wie sie hier dargestellt ist, besteht dann nur noch aus drei ODER-Gattern mit je zwei Eingängen. Diese Verzweigungseinrichtung schaltet auf jedem Kanal eines jeden gehenden Pfades stets die ODER-Verknüpfung der Nachrichten durch, die auf den gleichen Kanälen der kommenden Pfade aller anderen Zweige einlaufen.

Erfolgt die Realisierung, wie in F i g. 11 dargestellt, durch optische Nachrichtenübertragung und Einspeisung der Sendesignale über optische Bauelemente, so können in den Stationen einfache optische Koppler 121, 127 eingesetzt werden. Auch die ODER-Verknüpfungen in den Verzweigungseinrichtungen können durch optische Bauelemente realisiert werden.

Bei einem Betrieb, wie in Zusammenhang mit V ig. 13

beschrieben, erfolgt das Belegen, das Aussenden eines Rufes, der Dialog und das Auslösen der Verbindung in ähnlicher Weise wie bereits dargestellt Bei Bedarf wird ein freies Kanalpaar zunächst versuchsweise belegt, dazu wird auf beiden Pfaden auf diesen Kanal eine

Belegtkennung ausgesendet

Falls mehr als eine Station gleichzeitig den bisher als frei ausgewiesenen Kanal versuchsweise durch Aussenden der gleichartigen Belegtkennung belegen, kann in den Verzweigungsknoten eine ODER-Verknüpfung von

'⁵ Belegtkennungen auftreten, was wiederum zu einer Belegtkennung führt. Wird während der versuchsweisen Belegung auf dem betrachteten Kanal auf einem der beiden Pfade etwas empfangen, so wird der Kanal sofort wieder freigegeben. Es wird also sichergestellt daß zwei

M zusammengehörige Kanäle nur von einer einzigen Station belegt werden können.

Erfolgt die Zählung in einer zentralen Einrichtung, so wird jetzt auf den endgültig belegten Kanälen zunächst die eigene Adresse ausgesendet Da dies nach der endgültigen Belegung der Kanäle, jedoch vor Aussenden des Rufs und somit vor dem Senden der gerufenen Station erfolgt, kann diese Adresse nie durch »Summenbildung« verfälscht werden und kann deshalb von einer an beliebiger Stelle im Netz befindlichen zentralen Einrichtung für die Gebührenerfassung unverfälscht gelesen werden.

Die rufende Station sendet dann ihren Ruf aus, der sich hierbei ergebende Nachrichtenfluß entspricht dem in F i g. 2 dargestellten.

Der weitere Verbindungsaufbau erfolgt wie bereits beschrieben. Der sich ergebende Nachrichtenfluß beim Dialog zweier Stationen ist in F i g. 14 dargestellt.

Wie man sieht, ergibt sich beim Dialog zweier Stationen eine »OR-Verknüpfung« nur in denjenigen Pfaden bzw. Teilen von Pfaden, die nicht auf dem Weg zwischen den beiden Stationen liegen. Dort stört dies aber nicht, da in diesen Pfaden bzw. Teilen von Pfaden lediglich der Belegtzustand dieses Kanals mitgeteilt werden muß. Durch die angegebene Kennzeichnung von Rufen und Nichtrufen ist dafür gesorgt, daß durch die »OR-Verknüpfung« in keiner Phase des Dialoges zweier Stationen, also beim Verbindungsaufbau, Nachrichtenaustausch und Verbindungsabbau ein Ruf oder ein unbelegter Kanal vorgetäuscht werden.

so Das Auslösen einer Verbindung erfolgt in der bereits beschriebenen Weise.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Nachrichtensystem mit Vielfachzugriff und dezentraler Vermittlung und mit einem Baumleiternetz, bestehend aus Zweigen, Verzweigungsknoten und Stationen, bei dem jeder Zweig aus zwei Pfaden einander entgegengesetzter Übertragungsrichtungen besteht und alle Pfade im Netz dieselbe Anzahl von Übertragungskanälen aufweisen, wobei jeder Kanal eines Pfades einem Kanal des anderen Pfades desselben Zweiges zugeordnet ist wodurch ein Kanalpaar entsteht und jedem Kanalpaar eines Zweiges umkehrbar eindeutig ein Kanalpaar jedes anderen Zweiges im Netz zugeordnet ist, wodurch ein Kanalpaarbaum entstein und jede Station an beide Pfade eines Zweiges angeschlossen ist und eintretende Signale nicht entnimmt, sondern nur liest, dadurch gekennzeichnet, daß jede Station alle Kanäle auf beiden Pfaden überwacht und daß ein Kanalpaar dann als belegt angesehen wird, wenn die Belegung mindestens eines Kanals dieses Kanalpaares festgestellt wird und daß für die Übertragung von Signalen zwischen zwei Stationen genau ein Kanalpaarbaum belegt wird.

2. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle im Frequenzmultiplex angeordnet sind.

3. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle im Zeitmultiplex *> angeordnet sind.

4. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Rufe spezielle Rufkanalpaare vorgesehen sind.

5. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch J5 gekennzeichnet, daß für die Übertragung eines Rufes dasselbe Kanalpaar verwendet wird wie für die Übertragung der weiteren Signale.

6. Nachrichtensystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl beim Senden von *° Nutzsignaien als auch beim Vorgang, der zum Belegen und Freigeben eines dafür erforderlichen Kanalpaarbaumes führt, die Station stets auf beiden Kanälen dieses Kanalpaares sendet.

7. Nachrichtensystem nach Anspruch I, dadurch *5 gekennzeichnet, daß von einer Station in beiden Richtungen nur der Ruf ausgesendet wird, daß alle anderen Signale aber nur auf dem Kanal gesendet werden, der zur anderen Station führt.

8. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Senden jeweils das in dem entsprechenden Kanal empfangene Signal durch das zu sendende Signal ersetzt wird.

9. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Senden jeweils das in dem entsprechenden Kanal empfangene Signal mit dem zu sendenden Signal kombiniert wird, wobei, z. B. durch eine Codierung, dafür gesorgt wird, daß weder unbeab- <>o sichtigt ein Ruf ausgesendet noch ein unbelegter Kanal vorgetäuscht wird.

10. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Verzweigungsknoten eine Verzweigungs- ⁽'^r> einrichtung vorhanden ist, die entsprechend der vorgegebenen Zuordnung der Kanalpaare ansto Bender 7wf\pe »uf jeden gehenden Kanal eine Kombination der Signale der zugeordneten kommenden Kanäle aller anderen Zweige sendet, wobei beim Kombinieren der Signale dafür gesorgt ist, daß weder ein Ruf noch ein unbelegter Kanal vorgetäuscht wird, wobei ferner als Kombination auch das Signal nur eines kommenden Kanals gelten kann.

11. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Verzweigungsknoten eine Verzweigungseinrichtung vorhanden ist, die entsprechend der vorgegebenen Zuordnung der Kanalpaare anstoßender Zweige eine Durchschaltung nur nach dem gerade bestehenden Belegtzustand vornimmt, und zwar so, daß auf einen gehenden Kanal dann, wenn die zugeordneten kommenden Kanäle anderer Zweige unbelegt sind, keiner durchgeschaltet wird oder dieser gehende Kanal als unbelegt gekennzeichnet wird und dann, wenn von den zugeordneten kommenden Kanälen aller anderen Zweige genau einer belegt ist, dieser Kanal durchgeschaltet wird und dann, wenn von den zugeordneten kommenden Kanälen mehr als einer belegt ist, ein beliebiger dieser bebgten Kanäle durchgeschaltet wird oder der gehende Kanal als belegt gekennzeichnet wird.

12. Nachrichtensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle ausgesandten Signale mit einer Codierung versehen werden, die verhindert, daß durch die Kombination zweier oder mehrerer Signale ein Signal erzeugt wird, das als Rufsignal deutbar ist. bzw. daß der betreffende Kanal frei ist.

13. Nachrichtensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungseinrichiungen aus inklusiven ODER-Gattern einer dem Grad des Verzweigungspunktes entsprechenden Anzahl bestehen.

14. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gebührenzählung eine zentrale Einheit vorgesehen ist, die an beliebiger Stelle des Netzes angeordnet sein kann und die aus der beim Verbindungsaufbau ausgesandten Adresse der rufenden Sialion, die Adresse der gerufenen Station und der Dauer des Austauschens von Nutzinformation die Gebühren ermittelt.

15. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb in Zeitmultiplcxtechnik in einem Zweig ein Synchronisiergenerator vorgesenen ist, der vorzugsweise auf einen speziellen Synchronisirrkanal in jedem der beiden Pfade geschallet ist.

16. Nachrichtensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisiergenerator an einem Netzende angeordnet ist.

17. Nachrichtensystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß sie den Synchronisierkanal wie einen belegten Kanal durchschalten.

18. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Netzenden, soweit dort nicht der Synchronisiergenerator angeordnet ist, eine Reflexschaltung vorgesehen ist, die die auf dem ankommenden Pfad ankommenden Synchronisierinforrralioncn auf den gehenden Pfad überträgt.

19. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Pfad, in dem reflektierte Synchronisier-

information übertragen wird, je eine die Laufzeit ausgleichende Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist.

20. Nachrichtensystem nach Anspruch IC, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Verzögerung der Synchronisierinformation im wesentlichen durch eine einstellbare Verzögerung der Synchronisierinformation in der Reflexschallung erfolgt und daß für den Rest ein regelbarer Zwischenspeicher für jeden kommenden Pfad in jedem Verzweigungsknoten vorgesehen ist, während in den Zweigen, die beidseitig an Verzweigungseinrichtungen angeschlossen sind, regelbare Verzögerungseinrichtungen vorgesehen sind.

21. Nachrichtensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb in Zeitmultiplextechnik die Stationen eine Steuerung (50), je eine Synchronisiereinheit (51, 52) für Pfad (128) und Gegenpfad (1:29), je einen Empfangsspeicher (55, 56), je eine Erkennungseinheit (53, 54) für Pfad und Gegenpfad für Rufe und Signale, einen Empfangsschaiier (63), einen Analog-Digital-Wandler (57), je einen Sendespeicher (58, 59) für Pfad und Gegenpfad und einen Handapparat (62) umfaßt.

22. Nachrichtensystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß für Pfad und Gegenpfad je ein Sendeschalter (60,61) vorgesehen ist.

23. Nachrichtensystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß für Pfad und Gegenpfad je ein ODER-Gatter vorgesehen ist.

24. Nachrichtensystem nach Anspruch 2!,dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung von optischen Übcrtragungsleilungen die Teilnehmerstation über optische Abzweigvorrichtungen (120, 126) bzw. optische Koppler (121, 127) und opioelektrische Wandler (122, 124) bzw. elckirooptische Wandler (123,125) mit Pfad und Gegenpfad verbunden ist.