DE2659533C2

DE2659533C2 - Verfahren zur Nachrichtenübertragung in einem Fernmeldesystem mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen

Info

Publication number: DE2659533C2
Application number: DE19762659533
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter Dr.-Ing. 7153 Unterweissach Schenkel
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE2659533A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung in einem Fernmeldesystem mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen und einem Taktgene rator, wobei die Teilnehmerstationen und der Taktgene rator an eine schleifenförmig geschlossene gemeinsame Zeitvielfachleitung angeschlossen sind und der Takt generator periodisch Synchronisierblöcke überträgt, auf die sich die Teilnehmerstationen synchronisieren und deren zeitlichen Abstand in eine Anzahl N von Zeitkanäle unterteilen.

Es sind eine Reihe von Vorschlägen bekanntgeworden, wie derartige Zeitmultiplex-Nachrichlensysteme mit Vielfachzugriff und schleifenförmig geschlossener Zeitvielfachübertragungsstrecke realisiert werden können. Übereinstimmend ist dabei jeweils die Anordnung, die in F i g. 1 dargestellt ist und in der 7".S die Teilnehmerstationen und TG einen zentralen Taktgenerator darstellen. Um zu vermeiden, daß ausgesandte Nachrichten unaufhörlich auf der Schleife umlaufen, werden jeweils die Nachrichten an ihrem Zielen von der empfangenden Teilnehmerstation aus dem zeitmul · tiplexen Nachrichtenstrom herausgenommen.

Für die Adressierung der Nachrichten, d.h. die Kennzeichnung der empfangenden Teilnehmerstation, gib» es zwei Möglichkeiten:

1. Jedem Nachrichtenblock wird ein Adreßblock vorangestellt. Dies ist beispielsweise in der DE-OS 21 51 016 ausführlich beschrieben. Die Aussendung

to der Nachrichtenblöcke von den einzelnen Teilnehmerstationen ist dabei nur an ein vorgegebenes Zeitkanalraster, nicht jedocl. an einen jeweils bestimmten Zeitkanal innerhalb eines Zeitmultiplexrahmens auf dem Übertragungsmedium gebun- den.

2. Die Nachrichtenblöcke einer einzelnen Nachrichtenverbindung zwischen zwei Teilnehmerstationen werden jeweils an genau festgelegten Zeitkanälen innerhalb des Zeitmultiplexrahmens des Übertra gungsmediums übertragen, wie in der DE-AS 18 04 624 beschrieben. Die Ordnungsnummer des für die Übertragung verwendeten Zeitkanals ist daher, bei aufgebauter Verbindung, gleichzeitig Zieladresse, und ein gesonderter Adreßblock ist nicht notwendig.

Beide Verfahren weisen jedoch Nachteilt auf: Im ersten Verfahren kann es zu gegenseitiger Blockierung des Übertragungsweges kommen, wenn keine statische

w Zuordnung von Nachrichtenquellen und -senken vorliegt (vgl. B. Avi-Itzhak »Heavy traffic characteristics of a circular data network«. Bell Syst, techn. J. 50(1971), S. 2521—2549). Als Folge dieses Zustandes werden teilweise beträchtliche Zwischenspeicher in den Teil-

J"> nehmerstationen notwendig. Bei der in der DE-OS 23 32 599 beschriebenen Ausführung verändert sich ständig die Schleifenlaufzeit. Damit wird in beiden Fällen eine Folge von äquidistant aus der Nachrichtenquelle anfallenden Nachrichtenblöcken an der empfan- genden Teilnehmerstation nicht mehr äquidistant auftreten. Dies führt bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiter. zu beträchtlichen Schwierigkeiten beim Demultiplexen der Blöcke aus dem zeitmultiplexen Nachrichtenfluß. Durch die beigefügte Adresse wird darüber hinaus der Anteil der für die Nachrichtenübertragung nutzbaren Übertragungskapazität, beträchtlich reduziert.

Die genannten Schwierigkeiten werden mit dem zweiten Verfahren vollständig überwunden. Allerdings muß hier, aus Gründen des Zeitkanalsynchronismus, die Schleifenlaufzeit ein ganzes Vielfaches der Rahmendauer sein. Dies wird, nach dem Vorschlag in der DE-AS 18 04 624, durch Einfügen eines Pufferspeichers erreicht. Die Verwendung von Pufferspeichern nach DE-AS 18 04 624 ist bei Schleifensystemen mit mittlerer Übertragungsrate und nicht zu großer Anzahl von Zeitkanälen je Rahmen eine sinnvolle Möglichkeit. Steigt jedoch die Übertragungsrate über IO MHz und damit die Anzahl der PCM-Zeitkanäle im Rahmen über

^h0 150, wird der Aufwand für die Pufferspeicher und die dafür notwendige Steuerung ganz erheblich.

Die zu der Erfindung führende Aufgabe war es. den Aufwand für die Zwischenspeicherung beträchtlich zu reduzieren.

"'' Die Lösung der Aufgabe erfolgt, wie im Anspruch ! beschrieben.

Die Reduktion des Speicheraufwandes wird dadurch erreicht, daß die .Schleifenlaufzeit nicht mehr auf tranze

Vielfache eines Zeitmultiplexrahmens durch Pufferspeicher ergänzt wird, sondern nur noch auf ganze Vielfache eines Zeitkanals. Der Laufzeitausgleich beträgt damit beispielsweise im einfachsten Fall nur noch den Bruchteil eines Zeitkanals. Dieser Laufzeitausgleich kann, wie in der DE-AS 18 04 624 vorgeschlagen, im ^Taktgenerator TG erfolgen. Da Nachrichtenblöcke, die in einem Zeitkanal χ übertragen wurden, nach Durchlaufen des Endes der Schleife im Zeitkanal x+a auftreten, wobei a die normierte Schleifenlaufzeit

—einschließlich Laufzeitausgleich mit λ a!s absoluter 10

Schleifenlaufzeit und To als Zeitdauer eines Zeitkanals ein ganzzahliges Vielfaches der Zeitdauer eines Zeitkanals ist, ergeben sich bestimmte Vorschriften beim Aufbau einer Verbindung innerhalb eines Schleifensystems nach der Erfindung, welche in der folgenden Besrhreibung des Systems angegeben sind.

Im folgenden wird nun das erfindupgsgemäße Verfahren näher erläutert.

Der Taktgenerator TG sendet äquidistante Synchronisierblöcke aus, die jeweils den Anfang des Zeitmultiplexrahmens kennzeichnen. Synchronisierblöcke, die in der Schleife einmal umgelaufen sind, werden vom Taktgenerator TG unterdrückt. Jede Teilnehmerstation TS synchronisiert sich auf diese Synchronisiert 'öcke. Zusätzlich zu den Synchronisierblöcken können vom Taktgenerator weitere Taktimpulse ausgesendet werden, beispielsweise am Anfang eines jeden Zeitkanals (vgl. K. D. Schenkel »Ein integriertes 300-Mbit/s-Zeitmultiplex-Nachrichtensystem mit denzentraler Vermittlung«, Nachrichtentechn. Z. 27 (1974), S. 283-291), um die Rückgewinnung des Übertragungstaktes in jeder Teilnehmerstation zu erleichtern. Mit Hilfe der Synchronisierblöcke und des Übertragungstaktes kann jede Teilnehmerstation den Zeitmultiplexrahmen in eine vorgegebene Anzahl von gleichgroßen Zeitkanälen unterteilen und diese Zeitkanäle innerhalb eines Rahmens abzählend kennzeichnen.

Beispielsweise enthält ein Rahmen N Zeitkanäle mit der Ordnungsnummer \ ... N, wobei im Zeitkanal 1 der Synchronisierblock übertragen wird, und die gesamte normierte Schleifenlaufzeit einschließlich Laufzeitausgleich betrage a Zeitkanäle, wobei die normierte Schleifenlaufzeit a wesentlich kleiner als die Rahmendauer ist.

Will eine Teilnehmerstation, beispielsweise Ti 1 in Fig. 2, mit einer snderen Teilnehmerstation TS2 eine Nachrichtenverbindung aufbauen, so sucht sie innerhalb des Zeitmultiplexrahmens zwei freie Zeitkanälc /' und ;4-a und belegt den Zeitkanal /durch einen Rufblock, der die Adresse der Teilnehmerstation TS" enthält. Sämtliche Teilnehmerstationen, also auch solche, die an einer anderen Nachrichtenverbindung beteiligt sir.d, prüfen den im Zeitkanal / umlaufenden Rufblock. Die Teilnehmerstation TS2 erkennt den Ruf. entfernt den Rufblock aus dem Zeitkanal und fügt an dessen Stelle einen Antwortblock ein, der entweder ein Belegtsignal enthalten kann (wenn TS2 schon an einer anderen Nachrichtenverbindung beteiligt ist) oder ein Freisignal (wenn TS 2 frei ist). Dieser Antwortblock läuft im Zeitkanal / bis ans Ende der Schleife, durchläuft den Taktgenerator TG und erscheint unverändert nun in einem Zeitkanal, dem die Ordnungsnummcr i+;i zugeordnet ist. Die Tci'nehmerstaiion TS 1 entnimmt also den Antwortblock dem /leitkanal i+a. Für nachlolgende Teilnehmerstationen ist damit der Zeitkanal 1+.1 für weitere Verbindungen verfügbar. Ist die Verbindung aufgebaut, dann werden in denselben Zeitkanälen / bzw. i+a die Nachrichtenblöcke (ohne zusätzliche Adressierung) übertragen. Mit Beendigung der Verbindung werden keine Nachrichtenblöcke in den Zeitkaiiälen / und /+ a mehr übertragen, und damit sind diese Zeitkanäle zu anderweitiger Benutzung frei. Zur Unterscheidung von Ruf- und Steuerblöcken einerseits und Nachrichtenblöcken andererseits können Signalisierzeichen an vereinbarter Stelle innerhalb des

to Zeitkanals eingefügt werden (vgl. obigen Aufsatz von K.. D. Schenkel in Nachrichtentechn. Z. 27 (1974), S. 283—291). Durch die Aussendung eines informationsblocks in einem Zeitkanal χ und die Entnahme eines Blocks im Zeitkanal x+a durch die verbindungsaufbauende Teilnehmerstation (bzw. Entnahme eines Blocks und Aussenden eines Blocks im Zeitkanal χ durch die gerufene Teilnehmerstation) werden selbst während der Übertragung verstümmelte Blöcke von der an einer Übertragung beteiligten Teilnehmerstation selbst herausgenommen.

Wegen der normierten Schleifenlaufzeit a dürfen die letzten Zeitkanäle (N-a+\, N-a + 3 ... /V) des Zeitmultiplexrahmens nicht für die Informationsübertragung zwischen Teilnehmerstationen verwendet werden, da sonst eine störende Überlagerung mit den Inhalten der Zeitkanäle X ... a auftreten würde. Diese Zeitkanäle können jedoch für »allgemeine« Nachrichter, an alle Teilnehmerstationen, die vom Taktgenerator ausgesendet werden, genutzt werden.

Jo Die zunächst den einzelnen Teilnehmerstationen nicht bekannte normierte Schleifenlaufzeit a wird vom Taktgenerator TG ermittelt und dieser Wert dann in einem vereinbarten Zeitkanal (vorzugsweise in einem der Zeitkanäle N~a+\ ... N) an die einzelnen

y, Teilnehmerstationen übertragen.

Die Messung der normierten Schleifenlaufzeit a wird anhand der in Fig. 3a dargestellten beispielhaften Schalterung und des Impulsplanes von F i g. 3b erläutert. Der Synchrongenerator SyncG erzeugt den Synchroni nisierblock und gegebenenfalls weitere Taktimpulse zur Unterstützung der Übertragungstaktrückgewinnung in den einzelnen Teilnehmerstationen. Mittels des Signals 5VW, das den Zeitkanal 1 kennzeichnet und die Zähler ZX und Z 2 zurücksetzt, werden beide Zähler mit Ende

■*■'> des ersten Zeitkanals gestartet. Zähler ZX gibt an seinem Ausgang jeweils ein Signal /1 ab, wenn ein Zeitkanal zu Ende ist. Mit diesem Signal IX wird der Zeitkanalzähler Z 2 weitergeschaltet.

Wenn der vom Synchrongenerator SyncG über den

"-¹¹ Multiplexer M auf die Übertragungsleitung L gegebene Synchronisierblock am Ende der Übertragungsschleife vollständig in die Schieberegisterkette 5 t eingelaufen ist, gibt die Synchronisierbiockerkennungsschaltung U X einen Impuls /2 ab, der den augenblicklichen Zähler-

*>"> stand der Zähler Zl und Z2 in die Speicher 52 und 53 einliest. Der Zählerstand von Z 2 stellt nun die normierte Schleifenlaufzeit a dar, wogegen der Zählerstar i von Z1 benutzt wird, um über eine an sich bekannte Decodiereinrichtung D eines der Gatter U 2

bo ...Uk anzusteuern und so die Schleifenlaufzeit auf ein ganzes Vielfaches eines Zeitkanals zu verkürzen. Während jedes Zeitrahmens wird der Inhalt des Speichers 53, die normierte Schleifenlaufzeit a enthält. an die Teilnehmerstation übertragen und wiederum die

^s neue Schleifenlaufz.eit gemessen. Die Schaltung weist den Vorteil auf, daß gestörte Synchronisierblöcke nicht zu einer Verfälschung der Laufzeit führen, da der bisherige Wert in 5 2 und S 3 erhalten bleibt.

Schalter A wird über einen nicht dargestellten Zähler so gesteuert, daß er während der Zeitkanäle ! ... a geöffnet ist, um die in dieser Zeit am Ausgang von O 1 anstehenden Zeitkanäle N—a+\ ... N vom Schleifenanfang fernzuhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Nachrichtenübertragung in einem Fernmeldesystem mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen und einem Taktgenerator, wobei die Teilnehmerstationen und der Taktgenerator an eine schleifenförmig geschlossene gemeinsame Zeitvielfachleitung angeschlossen sind und der Taktgenerator periodisch Synchronisierblöcke überträgt, auf die sich die Teilnehmerstationen synchronisieren und deren zeitlichen Abstand in eine Anzahl N von Zeitkanälen unterteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator einen Synchronisierblock nach einem Umlauf in der Schleife wieder entfernt, daß die auf die Zeitdauer eines Zeitkanals normierte Schleifenlaufzeit a als ganzzahliges Vielfaches der zeitlichen Länge eines Zeitkanals gewählt wird, daß zur Herstellung einer Verbindung eine Teilnehmerstation selbsttätig zwei nicht anderweitig belegte Zeitkanäle ; und i+a sucht, auf dem /-ten Zeitkanal einen die Empfängerstation kennzeichnenden Ruf aussendet und die Antwort der anderen Teilnehmerstation auf diesen Ruf im Zeitkanal i+a empfängt und dab nach Aufbau der Verbindung anstelle des Rufes im Zeitkanal /die zu übertragende Nachricht aussendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkanäle N— a + 1 bis N nicht für individuelle Verbindungen zwischen Teilnehmerstationen, sondern für die Übertragung von Verteilinformationen benutzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Schleifenlaufzeit vom Taktgenerator durchgeführt und der gefundene Wert a den Teilnehmerstationen in einem vereinbarten Zeitkanal mitgeteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche an die Schleife angeschlossenen Teilnehmerstationen ständig den gesamten Zeitmultiplexrahmen auf ^inen an sie gerichteten Ruf überwachen.