DE2854843A1

DE2854843A1 - Datenuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2854843A1
Application number: DE19782854843
Authority: DE
Inventors: William A Morgan
Original assignee: Storage Technology Corp
Current assignee: Republic Telcom Systems Corp
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2011225A; JPS54129819A; NL7812534A; IT7830341A0; IT1100417B; IL55905A0; AU4064778A; BR7808131A; DE2854843C2; FR2412992A1; AU521587B2; US4153816A; MX145372A; IL55905A; CA1109167A; GB2011225B; SE7813076L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Datenübertragungssysteme und insbesondere auf solche DaLonüberlragungssysteme, die in wirksamerer Weise von zur Verfügung stehenden Telefon-Ubertrayungsleitungen Gebrauch machen als nach dem Stande der Technik bisher bekannte Systeme.

Wegen der extrem hohen Kosten bestimmter Telefon-Übertragungsleitungen, z.B. Satelliten-Übertragungsleitungen und unterseeischen Übertragungsleitungen, hat man bisher mit verschiedensten Mitteln versucht, die Wirksamkeit und Leistungsfähigkeit von vorhandenen Übertragungsleitungen so groß wie möglich zu machen. Ein derartiges System ist als zeitabhängiges Sprachinterpoliersystem oder TASI-System bekannt. Bei einem typischen TASI-System werden Gespräche oder Verbindungen von N Eingangsleitungen oder -kanälen über beispielsweise N/2 Übertragungskanäle an einen entfernten Ort übertragen. An diesem Ort werden die N/2 Ubertragungsleitungen wiederum an N Ausgangsleitungen oder -kanäle angeschlossen. TASI-Systeme beruhen auf der Annahme und Voraussetzung, die sich als statistische Tatsache verifizieren läßt, daß zu einer gegebenen Zeit nicht alle Kanäle in Benutzung sein werden. In der Tat gilt als generelle Regel, daß die Leitungen oder Kanäle in weniger als der Hälfte der Zeit aktiv in Betrieb sind. Dementsprechend lassen sich TASI-Systeme als Schalt- oder Wählersysteme definieren, die Sender und Empfänger nur dann miteinander verbinden, wenn der Sender aktiv ist, vorausgesetzt, daß eine übertragungseinrichtung oder übertragungsleitung zu dieser Zeit zur Verfügung steht.

Ein Problem, das bei den bekannten TASI-Systemen auftritt, ist die Schwierigkeit des sogenannten Ausfrierens. Das Ausfrieren ist ein Problem des Ausfalles oder Verlustes

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der Sprache oder anderer Signale, der immer dann eintreten kann, wenn die Anzahl von Menschen, die in einer Richtung spricht oder zu sprechen beginnt, die Anzahl von zur Verfügung stehenden Ubertragungsleitungen überschreitet. Je größer die Anzahl von ubertragungsleitungen ist, umso unwahrscheinlicher ist die Chance, daß einem speziellen Anrufer keine übertragungsleitung zugeordnet wird, wenn er eine benötigt. Ein Versuch, zwei unabhängige Gespräche auf einem einzigen Kanal zu interpolieren, würde somit dazu führen, daß ein großer prozentualer Anteil des Gespräches verlorengeht, da die statistische Wahrscheinlichkeit, daß beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen, sehr hoch wäre. Bei einer großen Gruppe oder Anzahl von Ubertragungseinrichtungen, die eine noch größere Gruppe von Kanälen bilden, ist jedoch die Schwankung bei der Nachfrage für Ubertragungseinrichtungen oder -leitungen viel kleiner als ein Anteil der gesamten Kapazität, und somit wird das Ausfrieren vermindert. Bekannte TASI-Systerne können beispielsweise 37 oder mehr Übertragungseinrichtungen verwenden, um die statistische Wahrscheinlichkeit des Ausfrierens zu verringern.

Es ist wünschenswert, die Prinzipien von zeitabhängigen Sprachinterpolierverfahren auf Systeme anzuwenden, bei denen eine kleinere Anzahl von Ubertragungseinrichtun<gen zur Verfügung steht. Beispielsweise kann- es wünschenswert sein, das TASI-Prinzip auf private Ubertragungsleitungssysteme zu übertragen, die lediglich vier Ubertragungseinrichtungen aufweisen.

In der US-PS 4 012 595 ist bereits ein Versuch angegeben, die Anzahl von Ubertragungseinrichtungen zu reduzieren,

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die in einem digitalen Ubertraqungssystem erforderlich sind. Das in der US-PS 4 012 595 beschriebene System weist einen Codierer, um die originalen Sprachsignale in digitale Form umzuwandeln, sowie einen digitalen Sprachspeicher auf, um diese Sprachsignale zeitweilig in der Reihenfolge ihres Auftretens zu speichern. Die Sprache wird dann aus dem Sprachspeicher abgerufen und in digitaler Form übertragen. Die Speicherung der Sprache ist sehr kurzfristig und abhängig von dem Schalt- oder Vermittlungsverfahren, das dazu verwendet wird, die Sprachblöcke in Übertragungszeiten im System einzusetzen.

Ein Problem, das bei dem in der US-PS 4 012 595 beschriebenen System auftritt, besteht darin, daß die übertragung von Sprachsignalen in digitaler Form eine relativ große Bandbreite erfordert und somit die Leistungsfähigkeit des Systems verringert. Während das dort beschriebene System bei der Verwendung von nur 15 Übertragungskanälen wirksam sein soll, ist es wünschenswert, ein System zur Verwendung bei privaten Telefonleitungssystemen zu besitzen, das beispielsweise nur vier Ubertragungseinrichtungen besitzt.

Es sind auch Anstrengungen unternommen worden, um die bei TASI-Systemen erforderliche Speicherkapazität zu reduzieren. So geht es beispielsweise in der US-PS 3 684 680 darum, die Speicherkapazität in einem TASI-System auf einem Minimum zu halten. Dementsprechend werden dort nur diejenigen Sprachsignale gespeichert, denen Übertragungskanäle zugeordnet worden sind. Bei dem dort beschriebenen System wird somit zwar die Speicherkapazität auf einem Minimum gehalten, jedoch wird dort

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- 10 das Problem des Ausfrierens in keiner Weise gelöst.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Telefon-Datenübertragungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, eine relativ große Anzahl von Anrufern über eine relativ kleine Anzahl von übertragung s leitungen mit einer großen Anzahl von Zuhörern zu verbinden.

Das erfindungsgemäße Telefon-Datenübertragungssystem zeichnet sich dadurch aus, daß das Ausfrieren oder der Nachrichtenverlust trotz einer relativ geringen Anzahl von Ubertragungseinrichtungen sich auf einem minimalen Wert halten läßt.

Bei dem erfindungsgemäßen System wird ein TASI-System mit einer kleinen Anzahl von Ubertragungseinrichtungen ohne Ausfrieren oder Nachrichtenverlust betrieben, indem man die abgetasteten Eingangssignale für variable Zeiten speichert, bis eine übertragungsleitung oder -einrichtung zur Verfugung üteht.

Insbesondere besitzt das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem eine Abtasteinrichtung, die eine digitale Darstellung eines ankommenden Signals liefert. Wenn keine Übertragungskanäle zur Verfügung stehen, so wird dieses abgetastete Signal solange in einem Sprachspeicher gespeichert, bis ein freier und zur Verfügung stehender Ubertragungskanal auffindbar ist. Wenn ein derartiger Übertragungskanal zur Verfügung steht, so wird das abgespeicherte und abgetastete Signal mittels einer Steuereinrichtung aus dem Speicher abgerufen und, bei einer Ausführungsform, wieder zu einem analogen Signal rekonstruiert.

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Dieses rekonstruierte Signal wird dann an einen entfernten Ort übertragen. Ein derartiges System ist insofern vorteilhaft, als die Übertragung des rekonstruierten Sprachsignals in analoger Form erfolgt, was zu einer Wirtschaftlichkeit und Einsparung bei der Bandbreite führt.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den oben genannten Sprachspeicher dann zu umgehen, wenn eine übertragungseinrichtung zur Verfügung steht und wenn keine vorher aufgetretenen Sprachsignale abgespeichert worden sind. Das Vorsehen einer derartigen Bypass-Einrichtung ermöglicht die Übertragung von Signalen in der tatsächlichen Zeit, wenn nicht eine Situation des Ausfrierens, in der sämtliche Leitungen besetzt sind, auftritt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anschlußstation des gesamten erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des

Ubertragungsteiles der Anschlußstation des Telefon-Datenübertragungssystems nach Fig. 1; 30

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der festen und veränderlichen Puffer nach Fig. 1;

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Fig. 4A und 4B graphische Darstellungen zur Erläuterung der Zeitfolge, die bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems verwendet wird;
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Fig. 5A und 5B Flußdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuereinrichtung nach Fig. 2; und in

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Empfängerteiles des erfindungsgemäßen Telefon-Datenübertragungssystems.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des einen Endes des gesamten Systems, das Gegenstand der Erfindung ist. Ein Teilnehmergerät 1, bei dem es sich um eine Teilnehmerzentrale oder eine Sendervorrichtung handeln kann, wird von einem Privatleitungs-Datenübertragungssystem bedient, das Vierdraht-Übertragungseinrichtungen 11 aufweist. Das Teilnehmery-rät ist über Eingangskanäle 10 an das System angeschlossen, von dem das erfindungsgemäße System einen Teil bildet. Die N Eingangskanäle werden normalerweise von ungefähr N/2 Ubertragungseinrichtungen versorgt, üblicherweise werden bis zu 31 Eingangskanäle von bis zu 16 Ubertragungseinrichtungen versorgt.

Schnittstellenleitungen 2 der Kanäle sind mit Analog-Digital-Wandlern und einer Zeitteiler-Schaltung ausgerüstet, um jeden der Eingangskanäle periodisch abzurufen oder abzufragen, um sie nacheinander zu betreuen. Ferner sind feste und variable Übertragungspuffer 3 vorgesehen. Bei dem neuartigen System sorgen die variablen Puffer für eine zeitweilige Speicherung der abgetasteten

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Signale, wenn keine übertragungseinrichtung zur Verfügung steht. Ein Symbolgenerator 4 erzeugt ein Tonsymbol, das vor jedem über eine Übertragungseinrichtung übertragenen Sprachblock eingesetzt wird, um denjenigen Kanal anzuzeigen, der den Sprachblock geliefert hat, wenn der Sprachblock eine übertragungseinrichtung verwendet, die nicht bereits dem Kanal zugeordnet ist. Der feste Übertragungspuffer 3 liefert ein Zeitintervall, in dem das Tonsymbol zu übertragen ist, ohne das Eingangssignal abzuschneiden.

Die Sprachblöcke werden über die Schnittstellenleitungen 5 an die Übertragungseinrichtungen 11 angeschlossen. Die Schnittstellenleitungen 5 besitzen einen Zeitteiler, eine digitale Schaltungsanordnung und bei einer Ausführungsform Digital-Analog-Wandler. Das Ausgangssignal dieser Digital-Analog-Wandler ist ein Analogsignal, und dieses Analogsignal wird über die Übertragungseinrichtungen an einen entfernten OrL übertragen, der gelegentlich als "entferntes Leitungsende" bezeichnet wird.

Wenn Sprachblöcke oder Informationen von dem entfernten Ort erhalten oder empfangen' werden, so liefern die Empfängerpuffer 6 mit fester Länge ein Zeitintervall, in dem der Symboldetektor 7 das Tonsymbol decodiert, um zu bestimmen, welchem Kanal 10 die Information zuzuordnen ist. Die Zuordnung von Kanälen zu übertragungyeinrichtungen und die Zeit, während der eine Information oder ein Sprachblock in dem variablen Sprachpuffer gespeichert werden kann, unterliegt der Kontrolle der Steuerung 8, bei der es sich üblicherweise um einen Mikroprozessor handelt.

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Es soll nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen werden, in der das Ubertragungsteil des Datenübertragungssystems im einzelnen dargestellt ist.

Die Ausgangs- oder Originalsignale V_Q werden an die Vielzahl von Eingnngskanälen 1, 2 ... N des Teilnehmergeräts angelegt, um über eine geringere Anzahl von Übertragungseinrichtungen, beispielsweise N/2, an einen entfernten Ort übertragen zu werden, wo sie von einem Empfängerkreis der in Fig. 6 dargestellten Art empfangen werden. Die Ubertragungseinrichtungen sind mit 11 bezeichnet. Die Anzahl N/2 von Übertragungskanälen kann beispielsweise einen Wert von 16 erreichen, jedoch besteht einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Systems darin, daß die Anzahl von Übertragungskanälen N/2 viel kleiner als diese Anzahl sein, beispielsweise den Wert 4 haben kann, ohne daß das oben erläuterte Problem des übermäßigen Ausfrierens auftritt.

Um die auf N Eingangskanälen ankommenden Signale über ungefähr N/2 Ubertragungseinrichtungen zu übertragen, ist jeder der Eingangskanäle 1, 2 ... N an das Interface oder die Schnittstellen 2 der Kanäle angeschlossen, welche eine Vielzahl von Abtasteinrichtungen aufweisen, beispielsweise Analog-Digital-Wandler 12, die sequentiell von einem Multiplexer 13 freigegeben werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den Analog-Digital-Wandlern 12 um Codier-Decodier-Einrichtungen (CODEC-Einrichtungen), die pulscodemodulierte Blöcke oder PCM-Blöcke liefern. Jede der Abtasteinrichtungen in Form der Analog-Digital-Wandler 12 erzeugt ein digitalcodiertes Signal V₁, welches eine digitale Darstellung des ursprünglichen Analogsignales V_Q ist. Die Eingangsleitungen

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1, 2 ... N liegen außerdem in der dargestellten Weise jeweils an einem Sprachdetektor 14. Die Sprachdetektoren 1 4 sprechen auf das Vorhandensein eines Originalsignales Vq auf einem Eingangskanal an und sind in der Lage, bei einem derartigen Signal zwischen Sprache und den meisten regellosen Schwankungen oder Rauschen zu unterscheiden. Der Ausgang jedes Sprachdetektors 14 ist an einen Steuermodul oder eine Steuerung 8 angeschlossen, bei der es sich vorzugsweise um einen Mikroprozessor handelt. Die Steuerung 8 ordnet, in ähnlicher Weise wie bei anderen TASI-Systemen, eine der Übertragungseinrichtungen 11 einem speziellen Eingangskanal zu, wenn eine übertragungseinrichtung 11 zur Verfügung steht. Dementsprechend wird ein Speicher 22A für übertragungsmöglichkeiten abgerufen, um festzustellen, welche übertragungseinrichtung, wenn überhaupt, zur Verfügung steht. Die Steuerung 8 kann ein handelsüblicher Mikroprozessor sein, beispielsweise ein Intel 8085Ά.

Jedes der abgetasteten Signale V- wird an eine für eine feste Zeit ausgelegte Verzögerungseinrichtung 17 angelegt, beispielsweise einen festen Ubertragungspuffer, dessen Funktion hier nicht näher erläutert zu werden braucht. Wenn die abgetasteten Signale V- aus der VerzögerungseinrlGhtung 17 austreten, wird jedes dieser abgetasteten Signale oder jeder Block an eine Schalteinrichtung 18 angelegt, deren Position durch die Steuerung 8 ausgerichtet wird. Die Steuerung 8 steuert ferner den Zustand einer zusätzlichen Schalteinrichtung 19. Das Paar von Schalteinrichtungen 18 und 19 ist jeweils über eine Leitung oder eine Umwegleitung 20 miteinander verbunden. In dem Augenblick, wo der Speicher 22A für Übertragungsmöglichkeiten einen Zustand anzeigt, daß eine

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übertragungseinrichtung 11 zur Verfügung steht, wenn er von der Steuerung 8 abgerufen wird, so wird das abgetastete Signal V₁ durch die Wirkung der Schalteinrichtungen 18 und 19 über die Umwegleitung 20 der betreffenden übertragungseinrichtung zugeführt. Die Schalteinrichtungen 18 und 19 sowie die Umwegleitung 20 bilden somit eine Einrichtung, um den variablen Sprachpuffer 22 zu umgehen.

Die Schalteinrichtungen 18 sind außerdem über Leitungen 24 mit dem Sprachpuffer 22 für variable Länge verbunden. In dem Augenblick, wo der Speicher 22A für Übertragungsmöglichkeiten anzeigt, daß keine der übertragungseinrichtungen 11 bei ihrem Abruf durch die Steuerung 8 zur Verfügung steht, betätigt die Steuerung 8 die Schalteinrichtung 18 und leitet das codierte oder abgetastete Sprachsignal V₁ dem Sprachpuffer 22 zu, wo das codierte Signal zeitweilig gespeichert wird, bis ein Übertragungskanal verfügbar ist. Die codierten Sprachsignale V₁ werden einschließlich kurzer Stilleperioden in der Reihenfolge ihres Auftretens im Sprachpuffer 22 gespeichert. Ferner werden sämtliche codierten Sprachsignale V₁, die von einem bestimmten Eingangskanal stammen, innerhalb des Sprachpuffers 22 am gleichen Ort gespeichert. Wenn dann tatsächlich eine übertragungseinrichtung 11 verfügbar wird, werden diese gespeicherten Signale durch Aktivierung der Schalteinrichtung 19 von der Steuerung 8 aus dem Speicher abgerufen.

Unabhängig davon, ob das abgetastete Signal V₁ in dem Sprachspeicher gespeichert worden ist oder um den Speicher über die Umwegleitung 20 herumgeführt worden ist, werden die Signale V₁ nach Durchlaufen der Schaltein-

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richtung 19 über ein Schaltungselement 21 mit Haltefunktion (Latch) an die Schnittstellenschaltung 5 angelegt. Die Schnittstellenschaltung 5 ist mit einem Schaltkreis 26 versehen. Dieser Schaltkreis 26 schaltet die codierten Sprachsignale V- der freien übertragungseinrichtung 11 zu. Gemäß einem sehr wesentlichen Aspekt des vorliegenden Systems werden jedoch die Signale V₁ zuerst von einer Vielzahl von Digital-Analog-Wandlern 28, von denen jeweils einer für jede übertragungseinrichtung 11 vorgesehen ist, rekonstruiert. Die Ausgangssignale dieser Digital-Analog-Wandler 28 sind rekonstruierte Signale VA, bei denen es sich um ein Bild des ursprünglichen Signals V₀ handelt. Die rekonstruierten Signale Vl werden dann in analoger Form an einen Empfängerkreis übertragen, und diese Analogübertragung ist insofern vorteilhaft, als Analogsignale eine wirtschaftliche Ausnutzung der Übertragungsbandbreite ermöglichen.

Die Steuerung 8 ist mit einer Zeitmeßeinrichtung zum Registrieren des Zeitintervalles zwischen der Ankunft jedes aufeinanderfolgenden Signals V von einer speziellen Leitung der Eingangsleitungen beim Sprachpuffer 22 versehen. Die Steuerung ruft dann die abgespeicherten Signale in chronologischer Reihenfolge ihrer Ankunftszeit beim Sprachpuffer 22 ab. Später gespeicherte Signale werden um ein Intervall später abgerufen als früher gespeicherte Signale, wobei das Intervall gleich dem Zeitintervall zwischen ihren Ankunftszeiten ist. Auf diese Weise werden die Signale aus dem Sprachpuffer 22 ohne beträchtliche Verzerrung oder Veränderung der Reihenfolge und Dauer der Sprachblöcke abgerufen.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt des neuartigen Systems ist die oben angegebene Uberbrückungs- oder Um-

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weganordnung, die aus den Schalteinrichtungen 18 und 19 sowie der Umwegleitung 20 besteht, insofern vorteilhaft, als nicht sämtliche ankommenden Signale im Sprachpuffer 22 gespeichert zu werden brauchen. Wenn die auf einer speziellen Eingangsleitung 1, 2 ... N ankommenden codierten Sprachsignale V₁ bei der Schalteinrichtung 18 ankommen und die Steuerung 8 feststellt, daß eine Übertragungseinrichtung 11 unmittelbar zur Verfügung steht, so kann dieses Signal möglicherweise den Sprachpuffer 22 umgehen. Bevor jedoch dieses Signal den Sprachpuffer 22 umgehen kann, muß die Steuerung 8 zuerst abtasten und feststellen, ob irgendwelche vorher eingegangenen Sprachsignale V- im Sprachpuffer 22 vorhanden sind. Würde dieser Schritt nicht durchgeführt, so wäre es möglich, daß codierte Sprachsignale V₁ in einer unkorrekten Zeitfolge übertragen würden. Somit werden sämtliche ankommenden Signale von einer speziellen Eingangsleitung dem Sprachpuffer 22 zugeführt, wenn nicht sowohl eine übertragungseinrichtung 11 zur Verfügung steht als auch keine vorhergespeicherten codierten Sprachsignale V₁, die von dieser speziellen Leitung stammen, im Sprachpuffer 22 vor*- handen sind.

Der Steuermodul oder die Steuerung 8 hält die Reihenfol-"-ge sämtlicher Sprachblöcke auf dem jeweiligen Eingangskanal ein, so daß keine sich überlappenden Sprachblöcke von einem Eingangskanal über zwei Übertragungseinrichtungen am Ausgang erzeugt werden. Ein Beispiel für ein derartiges überlappen kann beispielsweise ein erster Sprachblock von der Eingangsleitung 1 im Sprachpuffer 22 gespeichert werden und auf eine freie übertragungseinrichtung warten. Wenn ein zweiter Sprachblock auf diesem Eingangskanal auftritt, so können zwei übertra-

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gungseinrichtungen frei sein und zur Verfügung stehen, so daß es denkbar ist, daß der zweite Sprachblock gleichzeitig mit dem ersten Sprachblock übertragen werden könn·" te. Dieses Problem von sich überlappenden Sprachblöcken wird beim vorliegenden System vermieden, da die Steuerung 8 solange keine übertragungseinrichtung für einen bestimmten Eingangskanal zur Verfügung stellt, bis sämt«- liche Sprachblöcke von diesem Kanal, die im Sprachpuffer 22 gespeichert worden sind, vollständig über eine übertragungseinrichtung ausgesandt worden sind. Auf diese Weise wird der zweite Sprachblock stets sequentiell nach dem vorhergehenden Sprachblock auf derselben Eingangsleitung ausgesandt.

Bezugnehmend auf Fig. 3 soll eine spezielle Ausführungsform der festen Verzögerungseinrichtung 17 und des Sprachpuffers 22 variabler Länge im einzelnen beschrieben werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden die ankommenden abgetasteten Sprachsignale V₁ von einem speziellen Eingangskanal 1, 2 ,.. N in seriellem Format an einen schnellen Puffer 15 angelegt. Diese abgetasteten Signale V- werden dann vom Puffer 15 abgerufen und in einem parallelen Format an einen Speicher mit direktem Zugriff oder einen RAM-Speicher 200 angelegt. Anstatt getrennt einen festen und einen variablen Puffer zu verwenden, besteht die beste Möglichkeit der Realisierung des neuartigen Systems darin,/einen einzigen RAM-Speicher zu verwenden/ der sowohl einen festen Puffer in einem festen Teil 170 als auch einen variablen Puffer in einem variablen Teil 220 in diesem Speicher besitzt. Es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, ge-

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trennte, feste und variable Verzögerungen bzw. Laufzeiten zu verwenden, wie es bei der Ausführungsform nach Fig. 2 im einzelnen angegeben worden ist. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, die Eingangssignale abzutasten und analoge Blöcke in einem Analogspeicher zu speichern, wie z.B. einer Verzögerungsleitung oder einer Ladungsverschiebeeinrichtung.

In dem Augenblick, wo eine der Übertragungseinrichtungen 11 zur Verfügung steht und keine vorher aufgetretenen, abgetasteten Signale V₁ von einem speziellen Eingangskanal in dem variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 abgespeichert sind, wird das von diesem speziellen Eingangskanal stammende und in dem festen Teil 170 des RAM-Speichers gespeicherte, abgetastete Signal V₁ mit parallelen 8 Bits an ein Schaltungselement 21 mit Haltefunktion übertragen. Außerdem wird das zu allerletzt abgetastete Signal V₁ vom Puffer 15 an das Teil 170 mit fester Verzögerung des RAM-Speichers 200 übertragen.

Wenn jedoch eine der Übertragungseinrichtungen 11 frei ist und vorher aufgetretene abgetastete Signale V. in dem variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 gespeichert sind, so wird das älteste gespeicherte abgetastete Signal V₁ vom variablen Teil 220 an das Schaltungselement 21 mit Haltefunktion übertragen. Außerdem wird das zuletzt abgetastete Signal V₁, das von diesem Kanal in das feste Teil 170 des RAM-Speichers 200 eintreten soll, in das variable Teil 220 übertragen. Um eine Übertragung von dem festen Teil 170 in den variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 vorzunehmen, wird der Inhalt des festen Teiles 170 des RAM-Speichers 200 in einen

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schnellen Puffer 230 entleert, wo or readressiert und in das variable Teil 220 eingeschrieben wird. Außerdem wird das zu allerletzt erzeugte, abgetastete Signal V₁ vom Puffer 15 an das feste Teil 170 des RAM-Speichers 200 übertragen.

In dem Augenblick, wo keine übertragungseinrichtung frei ist, wird das im festen Teil 170 des RAM-Speichers 200 gespeicherte abgetastete Signal V₁ über den Schnell-Speicher oder den schnellen Puffer 230 an das variable Teil 220 übertragen. In dem unwahrscheinlichen Augenblick, wo keine übertragungseinrichtung 11 frei wird, bevor das variable Teil 220 vollständig gefüllt worden ist, wird der Speicher überschrieben werden, was dazu führt, daß Sprachblöcke verlorengehen.

Die zeitliche Abfolge der im Zusammenhang mit Fig. 3 angegebenen Arbeitsgänge und Schritte sollen nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B näher erläutert werden. Zur Erläuterung der beiden Fig. 4A und 4B genügt die Annahme, daß N = 31, d.h. daß 31 separate Eingangskanäle vorhanden sind. Wenn jeder der Eingangskanäle beispielsweise einmal alle 125 Mikrosekunden vom Multiplexer 13 abgerufen wird, so kommen von den verschiedenen Eingangskanälen ungefähr einmal alle 4 Mikrosekunden (125 Mikrosekunden geteilt durch 31 Eingangskanäle) Daten beim RAM-Speicher 200 an. Dieser Zeitrahmen oder das Zeitintervall von 4 Mikrosekunden, während dessen eine spezielle Eingangsleitung abgerufen wird, ist weiter unterteilt in acht Teilintervalle, nämlich die in Fig. 4B dargestellten Teilintervalle a_Q, a₁, b_Q, b₁, c_Q, c^, d_Q und ä^, wobei jedes dieser Teilintervalle ungefähr 0,5 Mikrosekunden lang ist.

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Während des Teilintervalls a_Q werden, wenn eine Übertragungseinrichtung 11 zur Verfügung steht und wenn keine abgetasteten Signale V₁ von dem speziellen gerade abgerufenen Eingangskanal, beispielsweise dem Eingangskanal 3 bei der Darstellung nach Fig. 4A, in dem variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 gespeichert sind, die abgetasteten Signale V₁ von diesem speziellen Kanal vom festen Teil 170 des RAM-Speichers 200 an das Schaltungselement 21 mit Haltefunktion (Latch) übertragen. Ferner wird während dieses Teilintervalls das zu allerletzt aufgef retene abgetastete Signal V₁ von dem gerade abgerufenen Eingangskanal vom Puffer 15 an das feste Teil 170 des RAM-Speichers 200 übertragen.

Während des Teilintervalls a- wird, wenn abgetastete Signale V₁ von dem speziellen gerade abgerufenen Kanal in dem variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 abgespeichert sind und wenn nunmehr eine übertragungseinrichtung 11 frei ist, das älteste abgetastete Signal V₁ vom variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 an das Schaltungselement 21 mit Haltefunktion übertragen. Anschließend wird während dieses Teilintervalls a.. ein abgetastetes Signal V₁ , das im festen Teil 170 des RAM-Speichers 200 gespeichert ist, über den schnellen Puffer 230 an das variable Teil 220 übertragen. Außerdem wird während dieses Zeitintervalls das zu allerletzt aufgetretene abgetastete Sprachsignal V₁ vom Puffer 15 an das feste Teil 170 des RAM-Speichers 200 übertragen.

Schließlich wird während des Teilintervalls b,. jedes beliebige am Schaltungselement 21 mit Haltefunktion vorhandene Signal V₁ an eine Ausgangs-Übertragungseinrichtung 11 übertragen.

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Die übrigen Teilintervalle C_n, C₁, d- und d₁ werden vom Steuermodul oder der Steuerung 8 dazu verwendet, die oben erwähnten Entscheidungsprozesse auszuführen. Die verschiedenen Entscheidungen, die von der Steuerung 8 getroffen werden, lassen sich am besten im Zusammenhang mit dem Flußdiagramm nach Fig. 5A und 5B erläutern. Wie in Fig. 5A dargestellt, liest die Steuerung 8, nachdem ein abgetastetes Sprachsignal V₁ von einem speziellen Eingangskanal gesammelt worden 1st, das zu allerletzt aufgetretene' abgetastete Signal V₁ von diesem Kanal, das im festen Teil 170 des RAM-Speichers gespeichert ist und schreibt das laufende Signal in dieselbe Adresse ein. Wie durch den Entscheidungsblock 310 dargestellt, stellt die Steuerung 8 dann fest, ob eine Ausgangs-übertragungseinrichtung 11 diesem Eingangskanal zugeordnet worden ist. Wenn eine Übertragungseinrichtung zugeordnet worden ist, so wird dasjenige Signal V-, das am längsten gespeichert worden ist, an das Schaltungselement 21 mit Haltefunktion übertragen. Wenn jedoch keine Ubertragungseinrichtung 11 zugeordnet worden ist, so stellt die Steuerung 8 fest, ob der Benutzer des speziellen in Frage kommenden Eingangskanales spricht. Dies ist durch den Entscheidungsblock 312 angedeutet. Wenn auf der Eingangsleitung nicht gesprochen wird, so stellt die Steuerung gemäß Entscheidungsbiock 314A fest, ob der Kanal einem variablen Puffer zugeordnet ist. Wenn dies nicht der Fall ist, so schaltet die Steuerung weiter und ruft den nächsten Kanal ab. Wenn dies aber der Fall ist, so geht die Steuerung zum Entscheidungsblock 318 weiter, was nachstehend näher erläutert werden soll. Wenn auf dem Eingangskanal gesprochen wird/ so stellt die Steuerung 8 fest, ob diesem Eingangskanal im variablen Teil 220 des RAM-Speichers 200 Raum zugeordnet worden ist. Dies ist durch den Entschei-

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dungsblock 314B angedeutet. Wenn kein Raum zugeordnet worden i:;t, so wird für diesen gesorgt. Wenn jedoch vorher Raum zugeordnet worden ist, so stellt die Steuerung 8 fest, ob sich dieser Raum ausweitet. 5

Die Steuerung 8 bestimmt also mit anderen Worten, ob der dem Puffer zugeordnete Kanal X eine Übertragungsmöglichkeit erhalten hat, und wenn dies der Fall ist, so weitet er sich nicht weiter aus. Dies ist durch den Entscheidungsblock 316 dargestellt. Wenn der Teilnehmer in einem Gespräch eine Pause macht, was von der Steuerung gemäß dem Entscheidungsblock 312 abgetastet wird, so stellt die Steuerung 8 fest, ob die stille Periode des Teilnehmers länger ist als die erforderliche Zeit, die von diesem Teilnehmer gespeicherten Sprachblöcke auszulesen. Dies ist durch den Entscheidungsblock 318 dargestellt. Die Durchführung der durch den Entscheidungsblock 318 dargestellten Entscheidung beseitigt somit das oben erwähnte überlappungsproblem von Sprachblöcken.

In dem Augenblick, wo die Steuerung 8 feststellt, daß sich der zugeordnete Puffer ausweitet, d.h. daß keine übertragungseinrichtung dem Puffer zugeordnet ist, so stellt die Steuerung fest, ob in dem variablen Teil des RAM-Speichers 200 mehr Raum zur Verfügung steht. Dies ist durch den Entscheidungsblock 320 angedeutet. Wenn im variablen Teil 220 Raum zur Verfügung steht, so wird das zu allerletzt aufgetretene gespeicherte abgetastete Sprachsignal V. vom festen Teil 170 in den variablen Teil des RAM-Speichers 200 übertragen.

Die in den festen oder variablen Teilen des RAM-Speichers 200 gespeicherte Information wird dem Latch oder Schaltungs-

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element 21 mit Haltefunktion zugeführt, von wo sie wiederum an den Empfängerteil des neuartigen Systems übertragen wird.

In Fig. 6 ist das Empfängerteil des neuartigen Systems allgemein mit 30 bezeichnet. Das Empfängerteil 30 stellt eine Einrichtung dar, um die rekonstruierten Signale V' zu empfangen, die über die UbertragungseinrLchtung 11 übertragen worden sind.

Das Empfängerteil 30 weist eine Vielzahl von Abtasteinrichtungen 32 auf, beispielsweise in Form der dargestellten Analog-Digital-Wandler. Die Abtasteinrichtung 32 liefert vorzugsweise ein erneut codiertes Sprachsignal V₁ ¹, das eine digitale Darstellung des rekonstruierten Sprachsignals Vl ist. Das wieder codierte Signal V' wird dann an eine weitere Verzögerungseinrichtung 34 mit fester Zeit, beispielsweise einen festen Empfängerpufferspeicher angelegt. Das verzögerte, erneut codierte Signal V' wird dann von einer zweiten Steuerung 36 über eine Vielzahl von Rekonstruktionseinrichtungen 40 an die ausgewählten Ausgangskanäle oder Ausgangsleitungen einer Vielzahl von Ausgangsleitungen 38 angelegt. Die Rekonstruktionseinrichtungen bestehen, wie aus der Zeichnung erkennbar, aus Digital-Analog-Wandlern. Das Ausgangssignal der Rekonstruktionseinrichtungen 40 stellt ein Bild des ursprünglichen Sprachsignals V_n dar, das an die Eingangskanäle 1, 2 ... N angelegt worden ist, und diese Signale werden an die Ausgangskanäle 38 angelegt und den jeweiligen Telefon-Teilnehmern zugeführt. Dabei spricht die Steuerung 36 auf die Steuerinformation an, um den jeweiligen Ubertragungskanal dem richtigen·Ausgangskanal 38 zuzuord*- nen.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DR. KLUJNKER

K 12

STORAGE TECHNOLOGY CORPORATION 2270 South 88th Street

Louisville, Colorado 80027 USA

Datenübertragungssystem

Patentansprüche

Π 3 Datenübertragungssystem, mit einer Einrichtung zur Übermittlung von Eingangssignalen von einer Vielzahl von Eingangskanälen über einen Schaltkreis an eine geringere Anzahl von Ubertragungseinrichtungen, die direkt an einen entfernten Ort angeschlossen sind, gekennzeichnet

- durch Sprachdetektoren (14), die an jeweils einen Eingangskanal (10) angeschlossen sind, um die Anwesenheit eines Eingangssignals (V_Q) auf diesem Kanal

(10) abzutasten,

- durch eine Einrichtung (12, 13) zum Abfragen der abgetasteten Signale (V.,) an den jeweiligen Eingangskanälen (10),

- durch einen Sprachpuffer (22) variabler Länge zum

zeitweiligen Speichern der abgetasteten Signale (V₁)/ wenn keine übertragungseinrichtung (11) frei ist, bis eine derartige übertragungseinrichtung (11) zur Verfugung steht,

- durch eine an die Sprachdetektoren (14) angeschlossene Steuerung (8), welche die abgetasteten Sprachsignale

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ORIGINAL INSPECTED

(V-) von den jeweiligen Eingangskanälen (10) entweder über die Schaltung (18-20) zur Verfügung stehenden Ubertragungseinrichtungen (11) zuordnet oder die diese Signale (V₁) dem Sprachpuffer (22) zuordnet, wenn keine übertragungseinrichtung (11) zur Verfügung steht, und die anschließend die abgetasteten Signale (V₁) von dem Sprachpuffer (22) sequentiell abruft, wenn eine übertragungseinrichtung (11) frei wird, und - durch eine zwischen die Schaltung (18-20) und die übertragungseinrichtungen (11) geschaltete Einrichtung (26, 28), welche aus den abgetasteten Signalen (V₁) rekonstruierte Sprachsignale (Vl) bildet, welche an eine der Übertragungseinrichtungen (11) angelegt werden,

2, Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an die Steuerung (8, 22A) angeschlossene Einrichtung (18-20), welche die von einem speziellen Eingangskanal (10) kommenden abgetasteten Signale (V₁) um den Sprachpuffer (22) herumführt, wenn sowohl eine übertragungseinrichtung (11) zur Verfügung steht und keine abgetasteten Signale (V₁) von diesem Kanal (10) in dem Speicher (22) gespeichert sind.

3, Datenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (18-20) zur Umgehung des Sprachpuffers (22) ein Paar von miteinander verbundenen Schalteinrichtungen (18, 19) aufweist.

4. Datenübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar von miteinander verbundenen Schalteinrichtungen (18, 19) von der Steuerung

(8) gesteuert ist.

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5. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Sprachpuffer (22) va- ri abier Länge ausreichend lange aktiv ist, nachdem das codierte Sprachsignal (V₁) an die Ubertragungseinrichtung (11) übertragen worden ist, um ein überlappen von Sprachblöcken zu verhindern.

6. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (8) mit einer Zeitmeßeinrichtung zum Registrieren der Zeitintervalle zwischen der Ankunft der jeweils aufeinanderfolgenden abgetasteten Signale (V₁) von einer speziellen Leitung der Eingangskanäle (10) beim Sprachpuffer (22) versehen ist.

7. Datenübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (8) eine Einrichtung aufweist, welche die gespeicherten abgetasteten Sprachsignale (V₁) in der chronologischen Reihenfolge ihrer Ankunftszeit beim Sprachpuffer (22) abruft, wobei später gespeicherte Signale später abgerufen werden als vorher gespeicherte Signale.

8. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch g e <■* kennzeichnet, daß die Einrichtung (12, 13) zum Abrufen und Abtasten der Signale Analog'-Digital-Wandler (12) aufweist.

9. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Einrichtung (26, 28)

. zur Erzeugung von rekonstruierten Sprachsignalen [Y') Digital-Analog-Wandler (28) aufweist.

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10. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30) zur Aufnahme der ersten rekonstruierten Sprachsignale (V¹) von den jeweiligen Übertragungseinrichtungen (11), wobei dieses Empfängerteil (30) mit einer Einrichtung (32) zum erneuten digitalen Codieren der ersten rekonstruierten Sprachsignale (Vq), einer zweiten Steuerung (36) zum selektiven Anlegen der ersten rekonstruierten Sprachsignale (VI) an eine ausgewählte Ausgangsleitung einer Vielzahl von Ausgangsleitungen (38) und einer Einrichtung (40) zum Rekonstruieren der ursprünglichen oder Eingangssignale (V_Q) aus den erneut codierten Signalen (V') auf den Ausgangskanälen (38) versehen ist.

11. Datenübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Empfängerteil (30) mit einer Verzögerungseinrichtung oder einem Puffer fester Länge (34) versehen ist, um die erneut codierten Sprachsignale (VJ) zu speichern, bis die Zuordnung der Leitung erfolgt ist.

12. Datenübertragungssystem, mit einer Einrichtung zur Übermittlung von Signalen von einer Vielzahl von Eingangskanälen über eine Schalteinrichtung an eine geringere Anzahl von Übertragungseinrichtungen, welche mit einem entfernten Ort verbunden sind, gekennzeichnet

- durch Sprachdetektoren (14), die an jeweils einen Eingangskanal (10) angeschlossen sind, um die Anwesenheit von Sprachsignalen (V₀) auf den Kanälen (10) abzutasten,

- durch eine Einrichtung (12, 13) zum Abrufen der abgetasteten Sprachsignale (V-) von den jeweiligen Eingangskanälen (10),

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- durch einen Sprachpuffer (22) zum zeitweiligen Speichern der codierten Sprachsignale (V₁)/ wenn keine übertragungseinrichtung (11) zur Verfügung steht, bis eine übertragungseinrichtung (11) frei ist, - durch eine an die Sprachdetektoren (14) und den Sprachpuffer (22) angeschlossene Steuerung (8), welche die abgetasteten Signale (V₁) entweder über die Schalteinrichtung (18-20) zur Verfügung stehenden Übertragungseinrichtungen (11) zuordnet oder aber die Sprachsigna- le (V₁) dem Sprachpuffer (22) zuordnet, wenn keine übertragungseinrichtung (11) frei ist, und die anschließend die gespeicherten, abgetasteten Signale (V₁) sequentiell abruft, wenn eine übertragungseinrichtung (11) frei wird, und

- durch eine Einrichtung (8, 22A), welche die abgetasteten Signale (V₁) von einem speziellen Eingangskanal (10) um den Sprachpuffer (22) herumleitet, wenn sowohl eine übertragungse i nrichtung (11) zur Verfügung steht und keine abgetasteten Signale (V₁) von dem jeweiligen Kanal (10) in dem Sprachpuffer (22) gespeichert sind.

13, Datenübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung mit einer Zeitmeßeinrichtung zum Registrieren der Zeitintervalle zwischen der Ankunft der jeweils aufeinanderfolgenden Signale (V₁) von einer speziellen Leitung der Eingangskanäle (10) beim Sprachpuffer (22) versehen ist.

14. Patenübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (8) eine Einrichtung aufweist, welche die gespeicherten abgetasteten Sprachsignale (V₁) von einem speziellen Eingangskanal (10) in chronologischer Reihenfolge ihrer Ankunftszeit

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beim Sprachpuffer (22) abruft, wobei später gespeicherte Signale später abgerufen weiden als vorher gespeicherte Signale und zwar in zeitlichen Abständen, die nur durch die tatsächliche Verfügbarkeit von Ubertragungseinrichtungen bestimmt ist.

15. Datenübertragungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die codierten Sprachsignale (V₁) von einem speziellen Eingangskanal (10) solange gespeichert werden, bis eine übertragungseinrichtung (11) zur Verfügung steht und bis sämtliche vorher aufgetretenen, gespeicherten abgetasteten Signale (V₁) von diesem Kanal (10) abgerufen sind.

16. Datenübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (18-20) zur Umgehung des Sprachpuffers (22) ein Paar von miteinander verbundenen Zeitteiler- und Platzverschiebungs-Schalteinrichtungen aufweist,

17. Datenübertragungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtung von der Steuerung ' (8) betätigbar ist.

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