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Verfahren und Koppeleinrichtung zum Verteilen von
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plesiochronen Breitband-Digitalsignalen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Verteilen von Breitband-Digitalsignalen über Koppelpunkte
einer Koppeleinrichtung sowie auf eine Koppeleinrichtung selbst.
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Unter Breitband-Digitalsignalen werden solche einer Bitrate gleich
oder größer 1,5 Mbit/s verstanden.
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Koppeleinrichtungen sind aus dem Buch "Neue Kommunikationsnetze -
Prinzipien, Einrichtungen, Systeme", Peter R. Gerke, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,
New York, 1982, Seiten 43 bis 81, bekannt. Sie dienen durch Koppeln von Eingängen
mit Ausgänge beispielsweise der Vermittlungstechnik, in der insbesondere das Zeitmultiplex-und
das Raummultiplex-Prinzip eingesetzt wird. Bei letzterem können über Koppelpunkte
Verbindungen zwischen zwei Leitungen wahlweise hergestellt werden.
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Aus der Zeitschrift telcom report", 2 (1979) Beiheft Digital-Übertragungstechnik,
Seiten 59 bis 64, sind weiter Digitalsignal-Multiplexgeräte bekannt, bei denen Signale
aller Hierarchiestufen in beiden Übertragungsrichtungen digital - einmal bündeln
und einmal aufteilen - verarbeitet werden. Die Signale können untereinander plesiochron
oder synchron sein. Ein Digitalsignal ist dann plesiochron, wenn sich seine Bitrate
innerhalb eines Toleranzbereichs um die Nennbitrate bewegen darf.
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Die bei plesiochronen Einzelsignalen erforderliche Taktanpassung geschieht
nach dem Positiv-Stopfverfahren, bei dem in der Sendestelle die Bitrate des Einzelsignals
der niedrigeren Ordnung an die des abgehenden Signals der höheren Ordnung angepaßt
wird. Nach der Übertragung erhalten bei diesem Verfahren die Bitraten der Einzelsignale
wieder ihre ursprünglichen Werte.
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Für das zeitliche Verschachteln von vier Digitalsignalen wird ein
Pulsrahmen verwendet, der für das gebündelte Digitalsignal eine Bitrate von mehr
als dem vierfachen Nennwert der Bitrate des Einzelsignals festlegt. Der Pulsrahmen
enthält auRer den Nutzinformationen die Angaben für Rahmenkennung, Überwachung und
Taktanpassung.
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Die Realisierung von Schnittstellen, Taktanpassungen, Multiplexer,
Demultiplexer und Taktversorgung ist näher erläutert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung
für ein schnelles, elektronisch gesteuertes Rangieren von plesiochronen Breitband-Digitalsignalen
anzugeben.
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Bei einem Verfahren zum Verteilen von Breitband-Digitalsignalen über
Koppelpunkte einer Koppeleinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daR plesiochrone Breitband-Digitalsignale zwischen den Eingängen und den
Ausgängen der Koppeleinrichtung von einem zentralen Takt gesteuert mittels Positiv-Stopfverfahren
übertragen werden. Damit wird die Stopftechnik erstmals bei der Übertragung von
Einzelsignalen und dazu nur innerhalb eines Gerätes angewandt.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn innerhalb der Koppeleinrichtung Zwischen-Digitalsignale
mit Puls rahmen aus m Bits gebildet werden, von denen n+o Bits der Übertragung von
Bits des jeweils anliegenden plesiochronen Digitalsignals, die o Bits bei Fehlen
von Bits dieses Digitalsignals als Leerbits und p Bits der Übertragung einer Stopfkennung
für den Inhalt der o Bits dienen, wobei für n, o und p ganze Zahlen gewählt sind.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn im Pulsrahmen zusätzlich q Bits
der Übertragung von Überwachungssignalen und/oder r Bits der Übertragung von Service-Signalen
dienen.
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Die Bitrate des zentralen Taktes wird derart gewählt, daß die Bitrate
der n+o Bits gleich oder größer als die höchstzulässige Bitrate der plesiochronen
Digitalsignale ist. Weiter wird ein zentraler Rahmentakt erzeugt, der Beginn und
Ende der Pulsrahmen markiert.
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Je mehr Zusatzsignale eingefügt werden, um so schneller muß die höchste
Bitrate der Zwischen-Digitalsignale sein. Dieser Nachteil kann dadurch vermieden
werden, daß in den p oder p+q Bits unter Bildung eines Überrahmens nacheinander
in beliebiger definierter Reihenfolge Kennungs-, Überwachungs- und/oder Servicesignale
übertragen werden und daß der Beginn und das Ende jedes Überrahmens durch einen
zentralen Überrahmentakt markiert wird.
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Eine kostengünstige und leistungssparende Technologie läßt sich für
eine Koppeleinrichtung dann anwenden, wenn die Frequenz des zentralen Taktes reduziert
werden kann.
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Dies ist möglich, wenn die Bits eines Pulsrahmens durch die Koppelpunkte
jeweils insgesamt parallel oder in Teilen parallel und zeitlich gestaffelt durchgeschaltet
werden;
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine
Koppeleinrichtung mit einem Koppelfeld von Vorteil, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß den Eingängen des Koppelfeldes vorgeschaltet eingangsseitige Umsetzer zur Umsetzung
der Breitband-Digitalsignale in Zwischen-Digitalsignale vorgesehen sind, daß den
Ausgängen des Koppelfeldes nachgeschaltet ausgangsseitige Umsetzer zur Umsetzung
der Zwischen-Digitalsignale in die wiederzugewinnenden Breitband-Digitalsignale
vorgesehen sind, daß ein Takterzeuger zur Erzeugung des zentralen Taktes und des
zentralen Rahmentaktes vorgesehen ist und daß eine Rangiereinrichtung für das Koppelfeld
vorgesehen ist. Die Rangiereinrichtung kann mittels Fernsteuerung betätigt werden.
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Für die praktische Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung
ist es von Vorteil, wenn im eingangsseitigen Umsetzer im Übertragungsweg eine empfangsseitige
Schnittstelle, eine empfangsseitige Taktanpassung mit einem Pufferspeicher, mit
einem empfangsseitigen Phasenvergleicher und mit einer empfangsseitigen Pufferspeicher-Steuerung
und ein Multiplexer vorgesehen sind, der die Stopfkennung von der Pufferspeicher-Steuerung
sowie Zusatzsignale über weitere Eingänge empfängt, und wenn eine Multiplexer-Steuerung
vorgesehen ist, die den zentralen Takt und den zentralen Rahmentakt empfängt und
Steuersignale an den Multiplexer und die empfangsseitige Pufferspeicher-Steuerung
abgibt.
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Für die praktische Ausführung der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung
ist es weiter von Vorteil, wenn im ausgangsseitigen Umsetzer im Übertragungsweg
ein Demultiplexer, eine sendeseitige Taktanpassung mit einem sendeseitigen Pufferspeicher,
mit einem sendeseitigen Phasenvergleicher, mit einem spannungsgesteuerten Oszilla-
tor
und mit einer sendeseitigen Pufferspeicher-Steuerung und eine sendeseitige Schnittstelle
vorgesehen sind, wenn zwischen dem Demultiplexer und der sendeseitigen Pufferspeicher-Steuerung
eine Verbindung für eine Weiterleitung der Stopfkennung vorgesehen ist, wenn Demultiplexerausgänge
für Zusatzsignale vorgesehen sind und wenn eine Demultiplexer-Steuerung vorgesehen
ist, die den zentralen Takt und den zentralen Rahmentakt empfängt und Steuersignale
an den Demultiplexer und die sendeseitige Pufferspeicher-Steuerung abgibt.
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Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Koppeleinrichtung, Fig. 2 zeigt
einen eingangsseitigen Umsetzer für diese Koppeleinrichtung, Fig. 3 zeigt einen
ausgangsseitigen Umsetzer für diese Koppeleinrichtung und Fig. 4 einen Pulsrahmen.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Koppeleinrichtung mit einem an
sich bekannten Koppelfeld mit Koppelpunkten 10 bis 18, die durch eine Rangiereinrichtung
31 einstellbar sind. An die Stelle dieses Koppelfeldes kann ein beliebiges anderes
Koppelfeld treten.
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Den Eingängen 7 bis 9 des Koppelfeldes 10 bis 18 sind eingangsseitig
Umsetzer 4 bis 6 vorgeschaltet, deren Eingängen 1 bis 3 plesiochrone Breitband-Digitalsignale
DSla bis DS3a zugeführt werden. Die eingangsseitigen Umsetzer 4 bis 6 geben Zwischen-Digitalsignale
ZDS1 bis ZDS3 an die Eingänge 7 bis 9 des Koppelfeldes ab. Diese
durchlaufen
die Koppelpunkte und gelangen zu den Ausgängen 19 bis 21 des Koppelfeldes. Im dargestellten
Fall hat die Rangiereinrichtung die Koppelpunkte 11, 15 und 16 durchgeschaltet.
Dies hat zur Folge, daR am Ausgang 19 das Zwischen-Digitalsignal ZDS2, am Ausgang
20 das Zwischen-Digitalsignal ZDS3 und am Ausgang 21 das Zwischen-Digitalsignal
ZDS1 erscheint.
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Den Ausgängen 19 bis 21 des Koppelfeldes sind ausgangsseitige Umsetzer
22 bis 24 nachgeschaltet, an deren Ausgängen 25 bis 27 die wiedergewonnenen plesiochronen
Breitband-Digitalsignale DS2b, DS3b und DSlb erscheinen.
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Der Takterzeuger 28 gibt über die Klemme 30 an alle Einheiten der
Koppeleinrichtung einen zentralen Takt ZT und über die Klemme 29 an alle Umsetzer
einen zentralen Rahmentakt ZRT ab. Die Wirkungsweise der Umsetzer wird in den nachfolgenden
Figuren näher erläutert.
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Fig. 2 zeigt detailliert den eingangsseitigen Umsetzer 4. Die Umsetzer
5 und 6 sind entsprechend gestaltet.
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Der Umsetzer 4 enthält eine Schnittstelle 32, einen Pufferspeicher
35, einen Phasenvergleicher 36, eine Pufferspeicher-Steuerung 37, einen Multiplexer
42 und eine Multiplexer-Steuerung 39.
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Über den Eingang 1 wird das plesiochrone Breitband-Digitalsignal DSla
eingegeben; das erzeugte Zwischen-Digitalsignal ZDS1 verläßt den Umsetzer über den
Ausgang 7. Über den Eingang 30 wird der zentrale Takt ZT und über den Eingang 29
der zentrale Rahmentakt ZRT eingespeist. Zusatzsignale beispielsweise für Überwachung
und Service werden den Anschlüssen 45 zugeführt.
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Das plesiochrone Breitband-Digitalsignal am Eingang 1 sei beispielsweise
pseudoternär. in der Schnittstelle 32 wird in an sich bekannter Weise eine Verstärkung,
eine Taktrückgewinnung, eine Aufhebung der Kabelverzerrung und eine Amplitudenentscheidung
vorgenommen. Weiter kann eine Decodierung des Leitungscodes,eine Überwachung des
Eingangssignals und eine AIS-Signal-Einsetzung bei fehlendem Eingangssignal vorgenommen
werden. Am Ausgang 34 wird ein binäres Signal abgegeben. Der von der Pufferspeicher-Steuerung
37 kommende Takt TES schreibt das vom Eingang 34 kommende binäre Digitalsignal in
den Pufferspeicher 35 ein. Der von der Pufferspeicher-Steuerung 37 gelieferte Takt
TAS steuert das serielle, blockweise Auslesen zum Ausgang 43. Die Phasendifferenzen
zwischen Einschreibetakt TES und Auslesetakt TAS fängt der Pufferspeicher 35 auf.
Darüberhinaus bleibt in jedem Pulsrahmen wegen des systematisch zu schnellen Auslesens
nach dem Positiv-Stoppverfahren eine zusätzliche Phasendifferenz übrig, die sich
von Rahmen zu Rahmen aufsummiert. Der Phasenvergleicher 36 kontrolliert diese Phasendifferenz.
Überschreitet sie einen gewissen Grenzwert so wird zum nächst möglichen Zeitpunkt
ein Stopfbit im Pulsrahmen eingefügt, d.h. es entsteht ein Leerbit. Zu diesem Zweck
hält die Pufferspeicher-Steuerung 37 den Auslesetakt um eine Bitperiode an. Vorher
gibt die Pufferspeicher-Steuerung 37 noch die Stopfkennung über den AnschluR 44
an den Multiplexer 42 ab. Dadurch teilt die Pufferspeicher-Steuerung 37 dem Demultiplexer
46 im verbundenen ausgangsseitigen Umsetzer 24 mit, daß die entsprechende Bitposition
des Rahmens ein Stopfbit enthält. Die Multiplexer-Steuerung 39 steuert die Pufferspeicher-Steuerung
37 und den Multiplexer 42 derart, daß der gewünschte Pulsrahmen entsteht.
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Fig. 3 zeigt einen sendeseitigen Umsetzer 24, der identisch mit den
sendeseitigen Umsetzern 22 und 23 ist.
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Dieser Umsetzer 24 enthält einen Demultiplexer 46, eine Demultiplexer-Steuerung
47, einen Pufferspeicher 53, einen Phasenvergleicher 54, einen spannungsgesteuerten
Oszillator 55, eine Pufferspeicher-Steuerung 57 und eine Schnittstelle 59. Dem Umsetzer
wird über den Eingang 21 das Zwischen-Digitalsignal ZDS1, das das Koppelfeld über
den Koppelpunkt 16 durchlaufen hat, zugeführt. Das wiederhergestellte ples iochrone
Breitband-Digitalsignal DSlb wird über den Ausgang 27 abgegeben. Über die Klemmen
30 und 29 wird der Demultiplexer-Steuerung 47 der zentrale Takt ZT und der zentrale
Rahmentakt ZRT zugeführt. Im Zwischen-Digitalsignal ZDS1 enthaltene Zusatzsignale
werden über die Anschlüsse 52 entnommen.
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Der Demultiplexer 46 trennt die über das Koppelfeld übertragenen Signale
auf, am Ausgang 50 erscheint das binäre Digitalsignal und am Eingang 51 die Stopfkennung.
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Das binäre Digitalsignal wird mit dem Takt TEE seriell und blockweise
in den Pufferspeicher 53 eingeschrieben.
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Der nachgezogene spannungsgesteuerte Oszillator 55 gewinnt aus dem
ungleichmäßigen Einschreibetakt TEE den gleichmäßigen Takt TAE zum Auslesen und
zur Weitergabe.
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Schließlich übernimmt die Schnittstelle 59 das binäre Digitalsignal
und das Taktsignal am AnschluR 58. In der Schnittstelle 59 erfolgt eine Verstärkung
und eine Erzeugung der Ausgangsimpulse. Weiter kann eine Leitungscodierung und das
Einsetzen eines AIS-Signals bei Störung im Koppelfeld 10 bis 18 erfolgen.
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Fig. 4 zeigt einen Pulsrahmen P mit m Bits. Dieser setzt sich aus
n Bits für das Nutzsignal, o Bits für das Nutzsignal oder Stopfbits gleich Leerbits,
p Bits für die Stopfkennung, q Bits für Überwachungssignale und r Bits
für
Service-Signale zusammen. Unter dem Pulsrahmen P ist der zentrale Takt ZT und der
zentrale Rahmentakt ZRT dargestellt. Die Bits p, o, q, s werden im Regelfall gleichmäßig
über den Rahmen P verteilt.
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11 Patentansprüche 4 Figuren