SE454831B - Driftseker transmissionsanleggning - Google Patents

Description

"10_ 15 20 25 30 35 40 2 454 331 I ritningen visar fig. 1 en i enlighet med uppfinningen ut- förd transmissionsanläggning 10 innefattande en kodare 11 och en av- kodare 12, vilka är förbundna med varandra medelst m oberoende trans- missionslänkar 13.1, 13.2, ... 13.m. Ett till n uppgående antal in- signaler S1, S2, ... Sn, där n är ett heltal större än eller lika med ett, matas till kodaren 11, som alstrar m kodade signaler;s1, sz, ... sm, där m är ett heltal större än eller lika med två. De kodade sig- nalerna överföres över var sin transmissionslänk till avkodaren 12, som âtervinner de ursprungliga signalerna S1, S2, ... Sn.

För att det skall tillförsäkras att informationsinnehållet i varje insignal skall kunna återvinnas, trots fullständigt bortfall av en av transmissionslänkarna, är den av kodaren 11 utförda kodningen sådan, att information hänförande sig till var och en av insignalerna kommer att ingå i åtminstone tvâ av de kodade signalerna. Sålunda upp- hör servicen inte fullständigt även om en transmissionslänk bortfaller.

Denna princip illustreras för det enkla fallet där en insignal kodas på det i fig._2 och 3 visade sättet och överföres utefter två separata länkar. I den i fig. 2 visade kodaren samplas en enda insignal S1,vars bandbredd är B, med en samplingshastighet uppgående till åtminstone 2B gånger/sekund. Emellertid utföres samplingen medelst tvâ separata klockpulsgrupper 1 och 2 så att man erhåller två separata pulståg s1 och s2 förskjutna i tiden 1/2B sekunder. Det första pulståget s1 alstras när klockpulsgruppen 1 öppningsförbereder en första OCH-grind 20 i kodaren. Det andra pulståget sz alstras när klockpulsgruppen 2 ». .....'_4¿._ala. öppningsförbereder en andra OCH-grind 21. Samplingsprocessen illustreras i fi . 3 som visar en insi nal S och de resulterande sam lin arna som E , 1 bildar signalerna s1 och s2. Dessa kan antingen överföras direkt över ett par transmissionslänkar 13.1 och 13.2 eller kodas till binärsig- naler före överföringen. I ett bärvågssystem används samplingssignaler- na för att modulera en bärvågssignal innan överföring sker.

Oberoende av i vilken form de kodade signalerna överföres, åter- vinnes det i vardera signalen s1 och sz förefintliga informationsinne- hållet medelst den vid transmissionslänkarnas utgàngsändar befintliga avkodaren samt adderas i och för återbildning av den ursprungliga in- signalern S1. Pig. U visar en avkodare bestående av en adderare HO och ett lågpassfilter (LPF) #1 med bandbredden Bi Om en av länkarna bortfaller under den tid signalerna s1 och sz överföres, går ena bítströmmen förlorad. Detta reducerar den återvunna signalens bandbredd med hälften. När detta inträffar, reduceras band- bredden hos avkodarens lågpassfilter 41 med fördel med en faktor tvâ. ío 15 20 25 30 *35 3 454 831 En ytterligare förbättring kan uppnås om bandbredden hos den signal (t.ex. S1) som skall överföras samtidigt reduceras med en faktor två. Även om det ovan beskrivna arrangemanget belyser uppfinninga- principen, är det emellertid uppenbart att det inte är det mest effek- tiva. Exempelvis används två transmissionslänkar för sändning av en signal, och hälften av informationen gär förlorad om avbrott uppstår i en av länkarna. Dessa bristfälligheter kan undvikas genom kodning av fler insignaler och sändning av de kodade partierna över fler länkar, vilket illustreras i fig. 5. I detta arrangemang samplas tre insignaler av tre relativt varandra tidsförskjutna klockpulstäg 1, 2 och 3 samt muliplexeras för överföring över tre separata länkar. Ett med klockanšï associerat pulstâg av samplingar av signalen S1 kombi- neras således med ett med klockan92 associerat pulstág av samplingar av signalen S2, liksom med ett med klockaníâ associerat pulstâg av samplingar av signalen S3 i och för bildande avden_k0dade signalen s1.

Pâ liknande sätt kombineras lämpliga samplingar av signalerna S1, Szoch S3 på visat sätt för bildande av de kodade signalerna sz och s3.'Sålun-m- da används tre transmissionslänkar för överföring av tre insignaler.

Om en länk blir obrukbar, går vidare endast en tredjedel av-samplingar- na förlorade. Verkan av denna förlust kan reduceras genom att låta av- _ kodaren "fylla i" en saknad sampling under användning av tidigare samp- lingsamplituder om en samplingsgrupp saknas vid mer än ett samplings- tillfälle. Alternativt kan avkodaren utföra en ”gissning” vid den sak- nade samplingen genom att bilda medelvärdet av en föregående och en efterföljande sampling och därmed ge den saknade samplingen.

När den signal som skall överföras är digital till sin natur är det av vikt att inte ett större antal bitar gär förlorade. En prest- andakompromiss som kan påföras anläggningen för felsäker digital funk- tion är reducerat signal/brus-förhållande under det tillfälliga fel- tillståndet. Detta kräver givetvis att anläggningen är dimensionerad att arbeta vid större signal/brus-förhållande än det minimala när den sänder normalt.

Pig. 6, som nu skall behandlas, illustrerar en kodarkonfiguration 60 för felsäker digital funktion och i belysande syfte inrättad att ko-_1 da två synkroníserade insignaler S1 och S2 med samma signaleringshastig- het (baudtal). Kodaren innefattar ett par samplingskretsar 61 och 62, vilka samplar insignalerna S1 och S2 med tidsintervall definierade av från en klockpulskälla 63 erhållna klockpulser 1 respektive 2. Samp- língskretsarnas utsignaler Si och Så adderas med varandra i en summa- i l ~/ ! f 10 15 20 25 30 35 / 454 831' =+ tionskrets öv, och den kombinerade signalen, S{+Sê och en av de båda transmissionslänkarna 13.1 och 13.2 (dvs s1=s2= =S{+Så).

Pig. 7, 8, 9, 10 och 11 illustrerar den av kodaren utförda sig- nalbehandlingen. En , matas till var i fig. 7 visad signal S1 samplas av klockpulserna 1 under första hälften av varje tidslucka, varvid en utsignal alstras som har halva pulsbredden. Den i fig. 8 visade signalen Si är således likadan som signalen S1 med undantag av att varje utpuls har pulsbred- den t/2, dvs. hälften av pulsbredden hos motsvarande pulser i signalen S1. Pâ liknande sätt samplar klockpulserna 2 den i fig. 9 visade sig- nalen S2. Klockpulserna 2 är dock fördröjda en halv tidslucka gentemot klockpulserna 1, varför samplingen kommer att ske i den andra hälften av varje tidslucka, Signalerna S; och Så varvid den i fig. 10 visade utsignalen Så alstras. adderas därefter för bildande av den i fig. 11 vi- sade kombinerade signalen. Denna större hastighet uppvisande pulsström överföres därefter över tvâ oberoende transmissionslänkar till en av- kodare, där de ursprungliga signalerna återvinnes.

Fig. 12 visar ett exempel på en avkodare 70 avsedd att användas tillsammans med kodaren 60. I denna anordning kombineras de separata pulsströmmarna s1 och s2 i summationsnätet 71 i syfte att förbättra signal/brus-förhållandet. Eventuellt kangægengferingske i en regene- rator 72. De kombinerade signalerna separeras därefter medelst OCH- -grindarna 73 och 7U, vilka öppníngsförbereds medelst lämpligt fasade klockpulståg 1 och 2, som är synkroniserade med samplingspulstâgen Si och Så. De den ursprungliga bredden uppvisande digitala signalerna S1 och S2 återbildas med hjälp av pulsgeneratorer 75 och 76.

När avbrott inträffar i en transmissionslänk, minskar signal/ /brus-förhållandet vid pegenepatOrn,Så länge som detta förhållande håller sig ovanför det minimum för vilket regeneratorn är utförd, kan dock båda insignalerna lätt återvinnas.

Pig. 13 visar ett alternativt kodningsschema för felsäker trans- mission, där digitala signaler med samma signaleringshastighet (band- tal) fördelas i en flernivâ-pulsström avsedd att överföras via två eller flera transmissionslänkar. I illustrationssyfte fördelas tvâ _insignaler S1 och S2 i en utgående pulsström i och för överföring över två länkar. Emellertid kan ett större antal binära eller fler- nivâiga insignalströmmar användas med motsvarande fler nivåer i den flerniváiga utsignal-pulsströmmen. Dessutom kan utpulsströmmen sändas över fler än två länkar för uppnående av bättre signal/brus-förhållande vid mottagaren under feltillstånd. tona.. 10 15 20 25 30 5 454 as1 Vid den visade utföringsformen innehåller kodaren tre OCH- -grindar 80, 81 och 82, en ÉXELLER-grind 83 samt en adderare 84.

Den resulterande kodningsmatrisen återges i tabell I.

Tabell I S2 Tecken Hellanrum _ Tecken 1,5 0,5 S1 :feiianmm -1 ,s' -o,s När signalen S1 innehåller ett tecken och signalen S2 ett mellanrum, är grinden 80 öppen och grindarna 81 och 82 stängda, vilket medför att adderaren 84 utöver en signal av storleken -0,5 enheter även tillföras en signal med storleken en enhet och därvid ett mellanrum, är grinden 80 stängd och grindarna 81, 82 och 83 öppna, avger en utsignal s1=s2=O,S. När omvänt S2 är ett tecken och S1 varvid en utsignal med storleken -1,5 enheter alstras. På liknande sätt förorsakar ett tecken i båda signalerna alstring av en signal med storleken 1,5 enheter, under det att mellanrum i båda signalerna alstrar en signal med storleken -0,5 enheter. _ Från tabell I kan observeras att den kodade signalen, oberoende av signalens S2 tillstånd (dvs. tecken eller mellanrum), är större än noll när S1 är ett tecken och mindre än noll när S1 är ett mellanrum.

På motsvarande sätt är den kodade signalens absolutvärde, oberoende av signalens S1 tillstånd, större än en enhet när S2 är ett tecken och mindre än en enhet när S2 är ett mellanrum. En avkodare kan sålunda vara utförd såsom visas i fig. 1H och innefatta organ 90 för kombine- och s samt 2 ett par beslutskretsar 92 och 93. För återvinning av signalen S1 är ring av de båda överförda, identiskt lika signalerna s1 kretsens 92 avkodningsbeslut de ovan angivna, dvs. S är ett tecken när adderarens 90 utsignal R är större än O och ett mellanrum när R-< O. För återvinning av signalens S2 undersöker.beslutskretsen 93 _ absolutvärdet på R, varvid utsignalen blir ett tecken när IR|>1 och/"_ ett mellanrum när [RL<1. A DT I händelse av fel i den ena av de båda transmissionsbanorna halveras signalens R storlek. Detta inverkar visserligen inte på be- z slutskretsens 92 funktion men kräver däremot en ändring av besluts- referensen i beslutskretsen 93. Detta kan åstadkommas medelst en ni-_ vådetektor 95, som avkänner denna förändring och alstrar en lämplig tröskeláterställningssignal för återställning av beslutsreferensnivån 1-:....._... ...ln-_ 454 831 5 i kretsen 93. Alternativt kan organ för automatisk förstärknings- reglering användas för att vidmakthålla konstant nivå på kretsens 93 insignal. I Pig. 15 visar en ytterligare kodnings- och avkodningsanordning, där teckenvärdena för de båda insignalerna är olika. Exempelvis är i pulsströmmen S1 teckenvärdet A och mellanrumsvärdet O, under det att i pulsströmmen S2 teckenvärdet är B och mellanrumsvärdet O. I kodaren adderas signalerna S1 och S2 i en adderare 100 i och för bild- ning av en första kodad signal s1. För bildning av en andra kodad sig- nal sz subtraheras signalerna S1 och S2 i en skillnadskrets 101. De resulterande signalerna s1 och s2 framgår av tabell II och III.

Tabell II Signal s1 S2 Tecken Mellanrum, Tecken A+B g . A S1 " Mellanrum _ B _ O Tabell III .¿ Signal sz 52 Tecken Mellanrum Tecken A-B A S1 g _ Mellanrum -B 0 I avkodaren adderas de mottagna signalerna s1 och sz i en andra adderare 102 i och för alstring av en tredje signalvfi, varjämte en subtrahering av nämnda mottagna signaler sker i en andra skillnads- krets 103 i och för alstring av en fjärde signahß . Detta framgår av tabell IV respektive V.

Tabell IV Signal OC _ S2 w ~ Tecken Mellanrum Tecken 2A ZA Mellanrum 0 0 7 4 5-4 831 Tabell V signal/å , S2 Tecken ¶ Mellanrum Tecken 28 0 S1 - Mellanrum 2B 0 När båda transmissionslänkarna arbetar normalt ger således signalenüßbitströmmen S1 direkt och signalenßbitströmmen S2 di- rekt. Om emellertid avbrott inträffar i den ena länken, innehåller var och en av_utsignalerna OO och /G komponenter från båda insig- 5 nalerna. Om exempelvis den sz-transmitterande länken bortfaller, blir signalenrällika med s1 och signalen/Ülika med -s . Antages i 1 illustrerande syfte vidare att A=1 och B=1/2, ges signalencfi såsom funktion av insignalerna S1 och S2 av tabell VI.

Tabell VI Signal M S2 Tecken Mellanrum 'Tecken 1,5 1,0 S1 Mellanrum 0,5 O I detta íllustrativa fall blir beslutstabellen enligt följande: o< > 0,75 S1 = tecken M-< 0,75 S1 = mellanrum u > 1,25 S2 = tecken 0,25-< N < 0,75 S2 = tecken N < 0,25 S2 = mellanrum O,75.<¶ x-< 1,25 S2 = mellanrum 10 Lämpligs beslutskretsar 10k och 105, anpassade till de speci- 1" fika signalparametrarna, är således belägna vid utgången till adderaren 102 respektive skillnadskretsen 103 i och för återvinning av insignal- 1 och S2. ' _ _ På motsvarande sätt gäller tabell VII för det fall att s1-trans- 15 missionslänken bortfaller och s2~signalen används för~återvinning av insignalerna S1 och S2. -bitströmmarna S 454 831 Tabell VII Signal/Q S2 Tecken Mellanrum Tecken 0,5 ' _ 1 "d S1 Mellanrum -0,5 0 varvid beslutstabellen blir ß > 0:75 sz = tecken s1 = mellanrum 0,25 < ß < 0,75 szatecken s1 = tecken . -0,25 <1 fa <1 0,25 ~. . s1 = mellanrum /3 <1'-0,25 s e= tecken s1 = mellanrum sz = mellanrum Ovan har beskrivits ett antal specifika kodnings- och avkod- ningsschemor för âstadkommande av felsäker transmission utan behov av reservanordningar, vilka normalt icke bidrar till anläggningens prestanda. I enlighet med uppfinningen uppnås felsäker transmission 5 genom att varje insignal kodas på sådant sätt att hela eller en del av dess informationsinnehâll överföres över åtminstone tvâ trans- missionslänkar. När samtliga transmissionslänkar arbetar normalt, kan samtliga insignaler lätt återvinnas vid mottagaren. När en eller flera transmissionslänkar bortfaller, kan viss försämring ske av 10 signal/brus-förhållandet eller bandbredden, men icke desto mindre åter- vinnes samtliga signalerc

Claims (7)

>4§4,aa1 Patentkrav

1. Driftsäker anläggning (10) för överföring av ett flertal, n, insignaler (S1, S2, S3) via ett lika stort antal, n, tranamiasionslänkar (13.1, 13.2), k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar organ (11) för kodning av nämnda insignaler (S1, S3, S3) till n kodade signaler, sa att åtminstone tva av nämnda n kodade signaler innehåller tillräcklig information för att tillåta återvinning av var och en av nämnda insignaler frän var och en av nämnda kodade signaler, som är åtminstone två, varvid var och en av nämnda kodade signaler är inrättad att sändas via var sin av nämnda flertal tranemissionslänkar, samt att den innefattar en avkodare (12), som är anordnad vid transmissionslänkarnas ut- gangsände för återvinning av nämnda insignaler.

2. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodningsergan (11) innefattar dels organ (50, 51, 52, 53) för sampling av var och en av nämnda n insignaler (S1, S2, S3) i och för ástadkommande av n tidsmässigt relativt varandra förskjutna samplingspulsvag, och dels organ för mul- tiplexering av ett pulstag för varje insignal med ett pulstag för var och en av de andra insignalerna för astadkommande av n kodade signaler (S1, S2, S3), som var och en innefattar samp- lingar av alla nämnda insignaler.

3. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodningsorgan (11) innefattar dels organ (61, 62, 63) för sampling av var och en av nämnda n insignaler (S1, S2) vid olika tidpunkter för àetadkommande av n samplingspuls- väg (S1-, Szf), och dels organ (S4) för addering av nämnda sampelpulstag med varandra och matning av utsignalen till var och en av n transmissionslänkar (l3.l, 13.2).

4. Anläggning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda avkodare (12) innefattar dels organ (71) för att kombinera signalerna (s1=s2=s1-+S2-> pa nämnda flertal trans- missionslänkar <13.1, 13.2), och dels organ (73, 74, 77), som är synkroniserade med nämnda samplingspulstàg att separera nämnda till nämnda kombineringsorgans (71) utgang sända samplingspulsföljder.

5. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodningsorgan (11) innefattar organ (80, 81, 82, 10 454 831 83, 84) för kodning av nämnda insignaler (S1, S3) till en flernivaig pulsström avsedd att överföras via nämnda flertal transmissionslänkar (13.1, 13.2).

6. Anläggning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda avkodare (12) innefattar dels organ (90) för att kombinera signalerna (s1, sz) pa nämnda flertal transmissions- länkar (13.1, 13.2), och dels beslutskretsar (92, 93), som är kopplade till nämnda kombineringsorgane (90) utgång, för att återvinna nämnda insignaler (S1, S2).

7. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kodningsorgan (11) innefattar dela första addi- tíonsorgan (100) för addering av en första insignal (S1) till en andra insignal (S2) för bildande av en första kodad signal (s1) för överföring utmed en av nämnda transmissionslänkar, dels första subtraktionsorgan (101) för subtrahering av nämnda andra insignal (S2) fran den första insignalen (S1) för bild- ande av en andra kodad signal (sz) för överföring utmed en andra länk av nämnda transmissionslänkar, samt att nämnda avkodare (12) innefattar dels andra additionsorgan (102) för addering av de första och andra kodade signalerna (sl, sz) för bildande av en summasignal (G), dels andra subtraktionsorgan (103) för subtrahering av den andra kodade signalen (sz) från den första kodade signalen (si) för bildande av en differens- signal (B), dels en första beslutskrets (104) för återvinning av nämnda första insignal (S1) från nämnda summasignal (Q) och dels en andra beslutskrets (105) för återvinning av nämnda andra insignal (S2) fràn nämnda skillnadssignal (B)_ (H