DE1265247B - Zeitmultiplex-UEbertragungsverfahren fuer die UEbertragung einer Mehrzahl von binaeren Nachrichten in einem transparenten Kanal - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04j

Deutsche KL: 21 a4 - 49

S 107309IX d/21 a4
8. Dezember 1966
4. April 1968

Das allgemeine Prinzip der Zeitmultiplex-Mehrkanalnachrichtenübertragung besteht darin, daß eine Vielzahl von Kanälen für einen einzigen Übertragungsweg vorgesehen ist. Dabei bildet eine Anzahl von Zeitintervallen, die gleich sein kann der Anzahl 5 der Kanäle, eine Abtastperiode. Jedes dieser Zeitintervalle ist einem bestimmten Kanal zugeordnet, und jeder Kanal ist nur während eines Teiles des zugehörigen Zeitintervalls mit dem Übertragungsweg verbunden. Während der den anderen Kanälen zugeordneten Teile der Abtastperiode besteht keine Verbindung zwischen dem betrachteten Kanal und dem Übertragungsweg. Eine Trennung der Kanäle ist auf der Sendeseite vor der Abtastung und auf der Empfangsseite nach dem Verteiler gegeben. Die Abtastung auf der Sendeseite erfolgt so, daß die Datenzeichen zu regelmäßig sich wiederholenden Zeitpunkten abgetastet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren aufzuzeigen, das sich in das bestehende Telexnetz einfügen läßt. Der Zeitmultiplex-Übertragungsweg soll bis auf einen Rastfehler, der durch die Abtastimpulse hervorgerufen wird, transparent sein, d. h., er soll auch arrhythmische Nachrichten mit allen Schrittgeschwindigkeiten übertragen können, die unterhalb einer Nenngeschwindigkeit liegen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Tatsache, daß sich dieses codefiexible TeIegrafie-Zeitmultiplex-System wie ein WT-System in das Telexnetz einfügen läßt, ist deshalb vorteilhaft, weil das System nicht hinderlich ist, wenn bei Einführung der Datenübertragung auf dem internationalen Telexnetz die Bindung der Übertragung an einen bestimmten Code (beispielsweise 5er-Code) aufgehoben wird. Es besteht eine Transparenz des Systems bis zu einer maximalen Schrittgeschwindigkeit, die von der Abtastfrequenz abhängt. Bei der Übertragung über herkömmliche Sprachkanäle können — da eine genormte Schrittgeschwindigkeit für die Zeitmultiplexsignale benutzt wird — handelsübliche Modulationsgeräte verwendet werden, so daß ein besonders wirtschaftlicher Aufbau des Systems sich anbietet. Das System ist anpassungsfähig und sehr flexibel. Auf einfache Weise ist es möglich, Kanäle für höhere Schrittgeschwindigkeiten zu bilden oder das System auch mit einem PCM-System zusammenarbeiten zu lassen. Durch die Flexibilität des Systems ist ein Aufbau nach dem Baukastenprinzip gegeben. Auftretende Telegrafieverzerrungen durch den Rastfehler der Abtastimpulse halten sich in zulässigen Grenzen.

Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren für die
Übertragung einer Mehrzahl von binären
Nachrichten in einem transparenten Kanal

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dr. Werner Vollmeyer, 8000 München

Das erfindungsgemäße System erlaubt nicht nur die Übertragung von Nachrichten, die mit einem anderen Schrittcode (ζ. B. 6er-, 7er-, 8er-Schrittcode) gebildet werden, sondern auch von Daten, deren Information beispielsweise in der Häufigkeit von Schritten bestimmter Länge liegt (z. B. Fernwirknachrichten, Faksimile).

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Zeitdiagrammen und prinzipiellen Ausführungsbeispielen erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen das Abtast- und Codierprinzip eines Telegrafie - Zeitmultiplex - Übertragungsverfahrens ;

F i g. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Verfahrens für einen Sprachkanal, und

F i g. 4 und 5 zeigen den prinzipiellen Aufbau des neues Systems in Zusammenarbeit mit einem PCM-System.

In F i g. 1 ist der Grundgedanke des Verfahrens in einem Zeitdiagramm dargestellt. In Zeile α ist eine Nachricht Nl mit einer Schrittgeschwindigkeit von 50 Bd dargestellt, d. h., die kürzeste Schrittdauer beträgt 20 ms. Diese Nachricht Nl wird mit einem Takt T der Frequenz von 2400 Hz abgetastet (Zeile b). Die dabei länger durchgezogenen Impulse 5 stellen den Sendetakt dar, worunter man jene Abtastaugenblicke versteht, während deren der gemeinsame Übertragungsweg für die jeweilige Nachricht (NT) zur Verfügung steht. Die in Zeile b länger durchgezogenen Abtastimpulse stellen somit die Sendetaktimpulse S für die Nachricht Nl dar. Zwischen diesen Impulsen 5 werden nacheinander die einzelnen Nachrichten auf den gemeinsamen Übertragungsweg geschaltet, bis nach der siebenten Nachricht —· acht Nachrichtenkanäle können im vorliegenden Beispiel multiplex übertragen werden — wieder die Nachricht Nl abgetastet und an den gemeinsamen Übertragungsweg

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geschaltet wird. Gemäß der Erfindung erfolgt bei takt 5. Die binär codierten Impulsgruppen G (ZpUt e),

Änderung des Modulationszustandes in der Nach- die die zeitliche Lage der Modulationszustandsände-

richt die Aussendung einer binär codierten Impuls- rungen festlegen, zeigt Zeile c. Die Nachricht Nl in

gruppe G (Zeile c). Diese Impulsgruppe bestimmt den F i g. 2 wird beispielsweise wieder mit einer Geschwin-

Zeitpunkt, zu dem die Änderung des Modulations- 5 digkeit von 50 Bd angeliefert. Wenn nun diese Nach-

zustandes im Ausgangssignal auf der Empfangsseite rieht verzerrt ist, können sich Modulationsabschnitte

erfolgen muß. Der Zeitpunkt, zu dem die Änderung mit einer Dauer kleiner als 16²/₃ ms (Sollschrittdauer

des Modulationszustandes auftritt, wird auf der Sende- 20 ms) ergeben.

seite durch eine Zähleinrichtung festgestellt, die den In der Nachricht iVl in Zeile α ist die zweite Modu-Abstand zwischen zwei Sendetaktimpulsen 5 auszählt. io lationszustandsänderung um etwa 7 ms verspätet Tritt zwischen zwei Sendetaktimpulsen eine Änderung angenommen, das entspicht einer Telegrafieverzerrung des Modulationszustandes in der Nachricht auf, so von etwa +35°/₀. Die dritte Modulationszustandswird die Zähleinrichtung gestoppt, der Zählwert in änderung erscheint jedoch wieder richtig zum Solleine binäre Codekombination umgesetzt und von den Zeitpunkt, Die erste Zustandsänderung der Nachnachfolgenden Sendetaktimpulsen S auf die gemein- 15 rieht Nl wird durch die Impulsgruppe Gl zeitlich same Übertragungsleitung geschaltet. bestimmt, die zweite Zustandsänderung der Nach- _ Somit wird von der Nachricht Nl nur dann ein rieht durch die Impulsgruppe G 2. Wie jedoch ein Übertragungssignal auf den gemeinsamen Über- Vergleich der Zeilen α und c zeigt, erscheint die dritte tragungsweg gegeben, wenn eine Änderung des Mo- Zustandsänderung zu einem Zeitpunkt, zu dem die dulationszustandes in der Nachricht auftritt. Herrscht 20 binär codierte Impulsgruppe G2 noch nicht vollüber längere Zeit derselbe Modulationszustand, dann ständig übertragen wurde. Es müßte mit dem nächsten soll kein Übertragungssignal an den Übertragungsweg auf die Zustandsänderung folgenden Sendetaktangeschaltet werden. In F i g. 1 entspricht der Zähl- impuls S bereits das Startkriterium »1« für die Impulswert Zl der zeitlichen Lage der ersten Änderung des gruppe G 3 angegeben werden.

Modulationszustandes der Nachricht Nl, der mit den 25 Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß die nächsten Sendetaktimpulsen S in Form der codierten nächste Impulsgruppe erst mit dem Sendetaktimpuls S Impulsgruppe Gl ausgesendet wird. Die zweite An- (Zeile £) gestartet wird, derauf das letzte Bit der vorherderung der Nachricht JVl wird durch den Zählwert Z2, gehenden Impulsgruppe folgt. Diese Arbeitsweise die dritte Änderung durch den Zählwert Z3 und die bewirkt aber auch, daß im Empfänger die dritte Zudazugehörigen Impulsgruppen G2, G3 gekennzeichnet. 30 Standsänderung verspätet ausgegeben wird. Je nach In einer Codiereinrichtung wird aus jedem der Zähl- Phasenlage des Sendetaktes tritt eine Verlängerung des werte Zl bis Z3 eine binär codierte Impulsgruppe Gl Schrittes von V3 bis 3²/₃ms ein, das entspricht einer bis G3 gebildet. Da die Schrittgeschwindigkeit in Verzerrung von +1,7 bis +18%.
F i g. 1 mit 50 Bd angenommen wurde, kann die Wäre die zweite Zustandsänderung in der Nachnächste Änderung des Modulationszustandes nominell 35 rieht Nl (Zeile a) um etwa 7 ms zu früh angenommen erst nach 20 ms erfolgen. Für die Übermittlung der worden, was einer Telegrafieverzerrung von —35 °/₀ codierten Impulsgruppe wird ein Großteil dieser Zeit entspricht, so hätte sich eine Verzerrung der vom verwendet. Die Impulsgruppen G (Zeile c in F i g. 1) Empfänger ausgegebenen Nachricht je nach Phasenbestehen aus fünf Informationsstellen (Bit). Das erste lage des Sendetaktes zwischen —16²/₃ und -33¹U⁰J₀ Bit besitzt immer ein und dieselbe Polarität, in F i g. 1 40 ergeben; die Verzerrung wäre also verringert worden, beispielsweise »1«. Dieses Bit bildet das Beginn- Die nachfolgende dritte Zustandsänderung wäre nicht kriterium und teilt dem Empfänger mit, daß die nach- verzerrt worden. In Zeile d der F i g. 2 ist die vom folgenden vier Bits als zusammengehörige Nachricht Empfänger ausgegebene Nachricht Nl dargestellt, zu bewerten sind. Das zweite, dritte und vierte Bit Die Nachricht Nl in Zeile d ist nicht zeitgetreu in stellt den Zählwert in binär codierter Form dar und 45 ihrem Ablauf wiedergegeben, d. h., die Laufzeit enthält somit als Binärzahl das Zählergebnis Zl, Z2 zwischen Sender und Empfänger blieb unberück- oder Z3. sichtigt. Es wurden die Nachrichten Nl (Zeile a) und Der Zählwert kann beispielsweise gebildet werden, Nl (Zeile b) zur Deckung gebracht, so daß die Wirindem die Anzahl der Abtastimpulse vom Beginn des kungsweise des Verfahrens bei verzerrten Schritten Zählbereiches bis zur Änderung des Modulations- 50 deutlich sichtbar wird. Wie in Zeile d zu sehen ist, hat zustandes festgestellt wird. Das fünfte Bit der Impuls- sich die isochrone Telegrafieverzerrung der vom gruppe gibt den Modulationszustand nach der Empfänger ausgegebenen Nachricht Nl gegenüber Änderung an, d. h., es werden abwechselnd eine der dem Sender angebotenen Nachricht Nl nicht verbinäre »0« und eine binäre »1« in den Impulsgruppen größert.

übertragen. Falls die in den Impulsgruppen enthaltene 55 Hieraus ergibt sich, daß beim erfindungsgemäßen natürliche Redundanz nicht ausreicht, werden bei Verfahren im Gegensatz zu Telegrafie-Frequenzmultientsprechender Erhöhung des Abtasttaktes den Im- plex-Systemen (WT-Systemen) die isochrone TeIepulsgruppen Sicherungsbits zugefügt. grafieverzerrung bei vorverzerrten Nachrichten niemals Wird keine Impulsgruppe übertragen, so erfolgt vergrößert, sondern in vielen Fällen verkleinert wird, bei den entsprechenden Sendetaktimpulsen S stets 60 Das Abtast- und Codierungsprinzip gemäß der Erdie Aussendung der dem Beginnkriterium entgegen- findung spricht nur bei Änderungen des Modulationsgesetzten Polarität des Modulationszustandes; in zustandes an. Ist für eine längere Zeitdauer nur ein F i g. 1 ist es der Zustand »0«. Modulationszustand vorhanden, z. B. bei unbelegter F i g. 2 zeigt wie F i g. 1 das Abtast- und Codier- Leitung, so besteht die Möglichkeit, daß durch eine prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens, jedoch 65 kurzzeitige Störung der eine Dauerzustand in den mit dem Unterschied, daß die binäre Nachricht Nl anderen Dauerzustand gefälscht wird. Dies würde der (Zeile d) verzerrt ist. Zeile b zeigt den Abtasttakt T, Empfänger auf der Empfangsseite nicht erkennen, und dessen Frequenz 2400 Hz beträgt, sowie den Sende- der fehlerhafte Dauerzustand könnte nicht korrigiert

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werden. Um dies zu verhindern, erfolgen im erfindungs- Übertragungsgeschwindigkeit von 50 Bd mit einer gemäßen Verfahren zusätzliche Verfahrensschritte. Abtasttaktfrequenz T von 2400 Hz. Bei höheren Über-Nach einer angemessenen Zeit, beispielsweise einer tragungsgeschwindigkeiten der angelieferten NachMinute, erfolgt eine Bestätigung des Dauerzustan- richten wird diese auf mehrere 50-Bd-Kanäle aufdes »0« oder »1« in Form einer für die beiden Dauer- 5 geteilt, und der dafür erforderliche Codierer arbeitet zustände vorgesehenen bestimmten binär codierten mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Bd; Impulsgruppe.. Die beiden Impulsgruppen sollen sich dem Codierer Cl wird daher ein Abtasttakt mit der möglichst stark voneinander unterscheiden, d. h., der Frequenz von 2 · Γ(4800 Hz) zugeführt. Die gebildeten Hamming-Abstand soll möglichst groß sein. So wird Impulsgruppen werden vom Codierer auf zwei Verbeispielsweise für die Dauerpolarität »0« die Impuls- ip teilerpunkte (2, 6) verteilt, so daß in einem Verteilergruppe »11110« und für die Dauerpolarität »1« die zyklus der Kanal Kl zweimal abgetastet wird. Der Impulsgruppe »10001« übertragen. Kanal K3 arbeitet mit einer Übertragungsgeschwindig-

Dies macht es erforderlich, daß die von den Co- keit von 200 Bd, die Abtasttaktfrequenz beträgt daher dierern der einzelnen Nachrichtenkanäle an den 4 · T (9600 Hz), und die vom Codierer C3 gebildeten gemeinsamen Übertragungsweg gegebenen Impuls- 15 Impulsgruppen werden auf vier Verteilerpunkte (1, 3, gruppen um die Zeitdauer einer Impulsgruppe ver- 5, 7) verteilt; dies entspricht vier 50-Bd-Kanälen.
zögert werden. Dadurch wird sichergestellt, daß nicht Das System bietet auch den Vorteil, daß ein gemeinzufällig, während der Aussendung einer Dauer- samer Codierer für alle Kanäle benutzt wird. Die zustandsimpulsgruppe, eine Modulationszustandsände- Datennachrichten der Kanäle Kl bis KA liegen dann rung eintritt, die dann nicht zeitgerecht weitergegeben 20 direkt an den Verteilerpunkten des Verteilers V, werden kann. Durch die Verzögerungszeit von der wobei der Kanal Kl an den Punkten 2 und 6 und der Länge einer Impulsgruppe kann beim Vorliegen einer Kanal K3 an den Verteilerpunkten 1, 3, 5 und 7 liegt. Zustandsänderung die Aussendung der Dauerzustands- Der Zeiger Z des Verteilers V läuft dann mit einer impulsgruppe unterbunden werden. Geschwindigkeit von 2400 Hz um, so daß sich am

In F i g. 3 ist das Prinzip der zeitlichen Verschachte- 25 Zeiger ein Informationsfluß von 19200 Bit/s ergibt, lung der einzelnen Nachrichtenkanäle zu einem der dem gemeinsamen Codierer, der zwischen dem gemeinsamen Übertragungsweg dargestellt. Gemäß Zeiger Z und dem Modulator M eingefügt ist, zudem in F i g. 1 und 2 gewählten Beispiel werden acht geführt wird. Vom Modulator M erfolgt die Aus-50-Bd-Übertragungskanäle gemeinsam übertragen. Je- sendung auf den gemeinsamen Übertragungsweg L der dieser Kanäle muß einen Codierer besitzen, der 30 mit einem Informationsfluß von 2400 Bit/s,
mit dem 2400-Hz-Takt T (Zeile b in F i g, 1 und 2) Über einen Sprachkanal kann bei Dämpfungs- und abgetastet wird. Alle acht Kanäle werden mit dem Laufzeitentzerrung mit einer Geschwindigkeit von Sendetakt S, dessen Frequenz 300 Hz beträgt und 2400 Bd bei binärer Modulation übertragen werden, dessen Phasenlage für jeden Kanal verschieden ist, Mit mehrstufiger Modulation lassen sich auch höhere abgetastet, so daß bei jedem Abtastimpuls T des 35 Schrittgeschwindigkeiten erreichen, so daß das System 2400-Hz-Taktes einer der Kanäle über den zugehörigen in diesem Fall entsprechend erweitert wird.
Codierer und den Verteiler an den gemeinsamen Über- Auf der Empfangsseite müssen die Empfänger auf tragungsweg angeschaltet ist. Auf dem gemeinsamen die richtige Sendernachricht der Kanäle Kl bis K4 Übertragungsweg ergibt sich dann ein Informations- synchronisiert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, fluß von 2400 Bit/s. 40 einen 50-Bd-Kanal mit Synchronisiersignalen zu

Die acht 50-Bd-Kanäle können auf einfache Art belegen. Da je TF-Kanal nur acht 50-Bd-Kanäle

und Weise zu Kanälen mit höherer Schrittgeschwindig- gebildet werden können, ist die Einbuße eines Kanals

keit zusammengefaßt werden. In F i g. 3 ist dies für die Synchronisierung nicht immer zu vertreten,

prinzipiell dargestellt. Auf der Sendeseite werden an Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Synchro-

Stelle von acht 50-Bd-Kanälen vier Kanäle mit ver- 45 nisierkriterien über einen dritten Modulationszustand

schiedener Übertragungsgeschwindigkeit angeboten. zu übertragen oder einen schmalen Hilfskanal zu ver-

Jeder Nachrichtenkanal Kl bis KA ist an einen wenden.

Codierer Cl bis CA angeschlossen, denen der Abtast- Durch die Verwendung der ternären Modulation takt Γ zugeführt wird. Die Ausgänge der Codierer sind wird ein dritter Modulationszustand bereitgestellt, der an den Verteiler V geführt, dessen Wirkungsweise 50 für die Synchronisierung verwendet werden kann. Bei bekannt und der daher nur symbolisch in Form eines der Übertragung über einen TF-Kanal bietet sich umlaufenden Zeigers Z dargestellt ist. Der Zeiger Z besonders vorteilhaft die Möglichkeit an, einen läuft mit der Geschwindigkeit der Sendetaktimpulse S schmalen Hilfskanal außerhalb des Sprachbandes zu (Zeile b inn F i g. 1 und 2) um, dies entspricht einer verwenden, so daß keine Begrenzung des ÜberFrequenz von 300 Hz. Am Zeiger Z erscheinen die 55 tragungsfrequenzbereiches stattfindet. Bei der ÜberInformationen der Nachrichtenkanäle Kl bis KA tragung über ein PCM-System stehen so viele 50-Bdzeitlich verschachtelt, die dem Modulator M zugeführt Kanäle zur Verfügung, daß es das einfachste und wirtwerden und von dort auf den gemeinsamen Über- schaftlichste ist, einen 50-Bd-Kanal für die Übertragungsweg L gelangen. tragung der Synchronisiersignale bereitzustellen.

Der Modulator M ist im einfachsten Fall nicht vor- 60 F i g. 4 zeigt die prinzipielle Anwendung des

handen oder durch ein elektronisches Relais ersetzt. erfindungsgemäßen Verfahrens für die Übertragung

Die Codierer Cl bis CA enthalten eine Zähleinrichtung über PCM-Kanäle. Die Zusammenarbeit mit einem

und bilden beim Auftreten einer Modulationszustands- PCM-System erfordert es, daß die Abstastimpulse

änderung in den Datennachrichten ihrer Kanäle eine des Zeitmultiplex-Übertragungsverfahrens in ihrer

binär codierte Impulsgruppe (Zeile c in F i g. 1 und 2), 65 Frequenz geändert werden, damit sie an die Takt-

die vom Verteiler V zeitlich verschachtelt an den Über- frequenz des PCM-Systems angepaßt sind. So wird die

tragungsweg L weitergegeben wird. Die Codierer Cl Frequenz der Abtastimpulse für einen 50-Bd-Kanal

bis CA sind alle gleich aufgebaut und arbeiten bei einer von 2400 Hz auf 2²/₃ kHz erhöht und entsprechend

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auch der Sendetakt von 0,3 auf ^x/₃ kHz. Das Verfahren System für einen der beispielsweise 24 PCM-Kanäle arbeitet ansonsten, wie bereits oben beschrieben. Die in einem 8-kHz-Taktrhythmus zur Verfügung stellt, Anpassung der Abtastsendetakte ist deshalb zweck- können auf jeden Fall sieben Bit, bei einigen Kanälen mäßig, weil dadurch die neuen Taktfrequenzen durch sogar acht Bit, auf die Leitung gegeben werden. Das Teilen des dem PCM-System eigenen Taktes (1536kHz) 5 achte Bit je Kanalzeitabschnitt muß meist für die erhalten werden und dadurch eine Steuerung des Zeit- Synchronisierung des PCM-Systems zur Verfügung

multiplex-Übertragungssystems durch das PCM-Sy- gestellt werden. In einigen Kanälen sind aber acht Bit

stem möglich ist. frei verfügbar. Diese sieben oder acht Bit können

In F i g. 4 ist mit I ein System angedeutet, das dem somit sieben oder acht 1200-Bd-Kanälen zugeordnet

Aufbau in F i g. 3 entspricht. Dem Verteiler Vl io werden. Hierzu dient der Verteiler V3 in F i g. 4. Der werden beispielsweise acht Nachrichtenkanäle (1 bis 8) Nachrichtenfluß von 64000 Bit/s am Ausgang des mit einer Geschwindigkeit von 50 Bd zugeführt. Der Verteilers V3 wird in ein achtstelliges Schiebe-Zeiger Zl des Verteilers läuft mit einer Geschwindig- register Si? eingegeben, das durch den Impuls des keit von ¹J₃ kHz um. Der Nachrichtenfluß, der am PCM-Kanal-Abtastrhythmus von 8 kHz mit einer Verteilerausgang ⁸/₃ kBit/s beträgt, wird hier nicht 15 Geschwindigkeit von 1536 kBit/s entleert wird. Stehen einem Modulator zugeführt, sondern liegt an einem nur sieben statt acht Bit je Kanalzeitabschnitt zur Ver-Verteilerpunkt eines weiteren Verteilers Vl, dessen fügung, so werden dennoch die Kanäle auf einen Ver-Abtastzeiger Z2 mit einer Geschwindigkeit von teiler mit acht Verteilerpunkten angeordnet, um ⁸/₃ kHz umläuft. Dieser Verteiler Vl kann mehrere Kanäle für 2400 und 4800 Bd bilden zu können. Der Systeme (II, III) nach der Art von System I aufneh- 20 Kanal am Verteilerpunkt H wird dann mit dem vom men, deren Verteilerausgänge dann an den Verteiler PCM-System verlangten Synchronisiersignal belegt.

Vl (1, 3) angeschlossen sind. An Stelle der Systeme II Dem Schieberegister SR wird der PCM-Kanal- und III können auch 50-Bd-Kanäle angeschlossen takt Tl mit der Frequenz von 8 kHz zugeführt. Die werden, die dann jedoch direkt abgetastet werden. Bei erforderlichen Abtasttakte werden aus dem PCM-der direkten Abtastung wird bei jedem Abtastimpuls 25 Leitungstakt gewonnen, dessen Frequenz 1536 kHz der Modulationszustand festgestellt und das Ergebnis beträgt.

unmittelbar auf die Leitung gegeben. Es wird somit bei Das Schieberegister SR ist erforderlich, wenn es

einer Modulationszustandsänderung keine codierte sich um eine zeichenweise zeitliche Verschachtelung Impulsgruppe übertragen. Man kann dann mit einer (character-interleaved) von jeweils sieben oder acht Bit Schrittgeschwindigkeit von 2400 Bd auf der Grund- 30 beim PCM-System handelt, während bei einer bitleitung gerade einen 50-Bd-Kanal übertragen. Dies ist weisen zeitlichen Verschachtelung (bit-interleaved) das zweckmäßig, wenn, wie beispielsweise im Ortsnetz, Schieberegister SR entfällt und der Ausgang des die Grundleitung billig ist. Bei teureren Grundleitun- Verteilers V3 direkt dem PCM-System zugeführt wird, gen, z. B. im Fernnetz, sollte der Sprechkanal besser F i g. 5 zeigt die Zusammenschaltung mehrerer

ausgenutzt werden, daher codiert man die Abtast- 35 PCM-Kanäle zu Datenkanälen mit höherer Schrittinformation, geschwindigkeit als 4800 Bd. Um mehrere PCM-Kanäle Am Ausgang des Verteilers Vl besteht ein ver- zu Datenkanälen mit höherer Schrittgeschwindigkeit schachtelter Nachrichtenfluß von. 8 kBit/s, dies ent- als 4800 Bd zusammenschalten zu können, ist zwischen spricht einem Telegrafienachrichtenfluß von 1200 Bit/s das Schieberegister SR in F i g. 4 und dem PCM-(z. B. 3 · 8 = 24 Kanäle zu 50 Bd). Somit könnte am 40 System ein weiterer Verteiler VA einzufügen, der in Verteilerpunkt D des Verteilers V3 auch ein 1200-Bd- F i g. 5 dargestellt ist. Vom Schieberegister SR wird Kanal angeschlossen werden. An den Verteilerpunkten ein Informationsfluß von 64000 Bit/s z. B. an den Ver- (A bis H) des Verteilers V3 besteht die Möglichkeit, teilerpunkt 15 des Verteilers VA geliefert. Am Nachacht Kanäle mit der Übertragungsgeschwindigkeit richtenkanal K8 erscheint eine Nachricht mit der Gevonn 1200 Bd anzuschließen, wobei zwei Kanäle zu 45 schwindigkeit von 9600 Bd, die der Codierer C8 2400 Bd oder vier Kanäle zu 4800 Bd zusammen- erhält, der mit einer Abtasttaktfrequenz von 192 · T gefaßt werden können. (T = ⁸J₃ kHz) die Nachricht abtastet. Am Ausgang Der Nachrichtenkanal K5 liefert seine Nachricht des Codierers C8 besteht ein Informationsfluß von mit einer Geschwindigkeit von 2400 Bd an den 64000 Bit/s, das entspricht einem PCM-Kanal, der am Codierer C5, dessen Abtastimpulsfrequenz 48 · T 50 Verteilerpunkt 9 liegt. Besonders interessant ist die (T = ⁸/₃ kHz) beträgt. Die vom Codierer C5 abgegebe- Zusammenschaltung von sechs PCM-Kanälen zu nen Impulsgruppen werden an den Verteilerpunkten B einem Datenkanal K9 für eine Schrittgeschwindigkeit und F abgetastet. Der Nachrichtenkanal K6 liefert von 50400 Bd, weil diese Schrittgeschwindigkeit leicht seine Nachricht mit einer Geschwindigkeit von 4800 Bd, auch mit Restseitenbandmodulation über die Primärder Codierer C6 wird mit einer Abtastimpulsfrequenz 55 gruppe (60 bis 108 kHz) eines TF-Systems übertragen von 96 · T (T = ⁸/₃ kHz) abgetastet und die codierten werden kann. Beim PCM-System sind in diesem Fall Impulsgruppen an die Verteilerpunkte A, C, E und G nur sieben Bit je Kanalzeitabschnitt angesetzt, weil geliefert, wo sie vom Zeiger Z3, der mit einer Ge- nicht damit zu rechnen ist, daß so viele Kanäle mit schwindigkeit von 8 kHz umläuft, abgetastet werden. acht Bit je Zeitabschnitt zur Verfugung gestellt werden Der Nachrichtenkanal Kl liefert die Nachricht mit 60 können. Der Kanal K9 liefert seine Datennachricht einer Geschwindigkeit von 1200 Bd, dies entspricht mit einer Geschwindigkeit von 50400 Bd in den den drei Systemen I, II und III. Der Codierer Cl wird Codierer C9, dessen Abtasttaktfrequenz 1008 · T mit einer Abtastimpulsfrequenz von 24-T(T- ⁸/₃ kHz) (T = ⁸/₃ kHz) beträgt. Die Ausgänge des Codierers, an abgetastet, und der Ausgang des Codierers liegt am denen die codierten Impulsgruppen entstehen, werden Verteilerpunkt H. Der durch den Verteiler V3 ge- 65 an die Verteilerpunkte 2, 6, 10, 14, 18 und 22 gelegt, bildete Nachrichtenfluß von 64000 Bit/s reicht gerade Der Zeiger Z4 des Verteilers VA läuft mit einer Geaus, um einen PCM-Kanal auszufüllen. schwindigkeit von 8 kHz um, die Abtasttaktfrequenz In jedem Zeitabschnitt (time-slot), den ein PCM- der Codierer beträgt Vielfache von T(T = ⁸/₃ kHz),

wobei diese Frequenzen von der PCM-Kanaltaktfrequenz (1536 kHz) abgeleitet werden.

Schaltet man alle 24 PCM-Kanäle zu einem Datenkanal zusammen, so kann man etwa 200 000 Bd übertragen, eine Schrittgeschwindigkeit, die der Sekundärgruppe eines TF-Systems angemessen ist, das entspricht einem maximalen Informationsfluß von 1 536 000 Bit/s am Ausgang A.

In F i g. 5 ist es bei zeichenweiser zeitlicher Verschachtelung erforderlich, daß die Codierer C8 und C9 Schieberegister enthalten. Die Telegrafieverzerrung ist immer kleiner als 2 °/o- Gibt man sich jedoch mit etwa 17 °/o Verzerrung zufrieden, so benötigt man lediglich die Hälfte der PCM-Kanäle gegenüber der beschriebenen Ausführung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß Schnittstellen im System gebildet werden, welche eine einfache Weiterschaltung auf gleiche oder andere Systeme erlauben (Kompatilität von Orts-, Bezirksund Fernsystemen). Besonders vorteilhaft zeigt dies F i g. 4, wo jeweils zwischen den Verteilern Vl, Vl und V3 günstige Schnittstellen liegen. An den Verteiler Vl sind acht 50-Bd-Kanäle angeschlossen. An den Verteiler VI können einerseits drei gleichartige Systeme (II, III) wie an den Verteiler Vl (I), andererseits aber auch an Stelle der Systeme I, II, III direkt abgetastete 50-Bd-Kanäle angeschlossen werden. An einem weiteren Verteiler V3 liegen nun acht 1200-Bd-Kanäle an, wobei auch Vielfache dieser Übertragungsgeschwindigkeit, wie z. B. 2400 Bd, 4800 Bd, 9600 Bd, gebildet werden können. Da diese Geschwindigkeiten bei herkömmlicher Datenübertragung benutzt werden, ist eine beliebige Zusammenschaltung von Kanälen dieser Geschwindigkeiten möglich. Am Ausgang des Verteilers V3 ergibt sich ein Nachrichtenfluß, der es gestattet, einen PCM-Kanal zu belegen.

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Übertragen einer Vielzahl von binären, codierten, aus mehreren Nachrichtenkanälen stammenden Nachrichten über einen gemeinsamen transparenten Kanal nach dem Zeitmultiplexprinzip, bei dem auch das kürzeste Codeelement einer Nachricht wenigstens einmal abgetastet wird, dadurch gekennzeich-45 net, daß die Aussendung eines Wertes über den Modulationszustand des Codeelementes gleichzeitig mit dem auf die Modulationszustandsänderung im jeweiligen Nachrichtenkanal folgenden Sendetaktimpuls beginnt, daß mehrere Sendetaktimpulse für die Übertragung der Meldung über den Modulationszustand im jeweiligen Nachrichtenkanal verwendet werden und daß die Meldung über den Modulationszustand eine Angabe darüber enthält, wann, gerechnet vom letzten Sendetaktimpuls, die Modulationszustandsänderung stattgefunden hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem zu einer Nachricht gehörenden Abtastimpuls (T) eine Zähleinrichtung weitergeschaltet wird, die bis zum nächsten Sendetaktimpuls (S) zählt, durch diesen auf den Ruhezustand zurückgestellt wird und dann wieder aus dem Ruhezustand zu zählen beginnt, daß bei Änderung des Modulationszustandes der Nachrieht zwischen zwei Sendetastimpulsen (S) die Zähleinrichtung gestoppt und daß beim nächsten Sendetaktimpuls der Zählerstand in Form einer binär codierten Impulsgruppe (G) auf den gemeinsamen Ubertragungskanal gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zählbereiches die Anzahl der Abtastimpulse (T) oder die Zwischenräume von der Zähleinrichtung gezählt werden und daß der bei einer Änderung des Modulationszustandes vorliegende Zählwert in einer Codiereinrichtung in eine binär codierte Impulsgruppe umgewandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die binär codierte Impulsgruppe, abhängig von der Abtastfrequenz und damit abhängig von der zulässigen Telegrafieverzerrung durch Rastfehler, eine bestimmte Anzahl von Binärstellen (Bit) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die binär codierte Impulsgruppe ein Startbit (z.B. »1«) aufweist,das immer die gleiche Polarität besitzt, und daß das letzte Bit jene Polarität besitzt, die nach der Änderung des Modulationszustandes in der zu übertragenden Nachricht herrscht (»0« bzw. »1«).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die binär codierte Impulsgruppe ein oder mehrere Sicherungsbits aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn keine Änderung des Modulationszustandes in der zu übertragenden Nachricht auftritt, die der Startbitpolarität (z. B. »1«) der Impulsgruppe entgegengesetzte Polarität (z. B. »0«) übertragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten einer Änderung des Modulationszustandes in der zu übertragenden Nachricht während der Übertragung einer Impulsgruppe die der erneuten Änderung zugehörige Impulsgruppe erst nach der vollständigen Aussendung der vorliegenden Impulsgruppe ausgesendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorliegen nur eines der beiden Modulationszustände für längere Zeitdauer in bestimmten Zeitabständen eine diesem Modulationszustand entsprechende bestimmte Impulsgruppe übertragen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden auftretenden Dauermodulationszustand eine bestimmte Impulsgruppe mit möglichst großem Hamming-Abstand von der Impulsgruppe für den anderen Dauermodulationszustand festgelegt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung aller codierten Impulsgruppen um die Dauer einer Impulsgruppe verzögert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfrequenz (T) für eine bestimmte niedrigste Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. 50 Bd) festgelegt wird, daß Nachrichten, die mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. 200 Bd = 4 · 50 Bd) übertragen werden, mit einer entsprechend höheren Abtastfrequenz (4· T) abgetastet werden, daß auf dem Sendeverteiler für die Nachricht mit der niedrigsten Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. 50 Bd) ein Verteilerpunkt belegt wird, daß für Nachrichten mit höherer Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. 200 Bd = 4 ·

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50 Bd) eine entsprechend höhere Anzahl Verteilerpunkte (z. B. vier Punkte) belegt werden und daß die Abtastung am Verteiler durch eine Sendetaktfrequenz (S) erfolgt, die von der maximal zu übertragenden Nachrichtenmenge am Ausgang des jeweiligen Verteilers abhängt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieNachrichtenmit verschiedenen Übertragungsgeschwindigkeiten direkt an die Verteilerpunkte geführt werden, daß bei höheren Übertragungsgeschwindigkeiten als der festgelegten niedrigsten Übertragungsgeschwindigkeit (z. B. 500 Bd) entsprechend viele Verteilerpunkte mit der gleichen Nachricht belegt werden, daß der Verteiler die Nachrichten mit der Abtastfrequenz (T) abtastet und daß am Ausgang des Verteilers für alle Nachrichten gemeinsam eine Zähl- und Codiereinrichtung angeordnet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Nachrichten Schrittgeschwindigkeiten benutzt werden, wie sie bei herkömmlichen Kanälen üblich sind, und daß bereits vorhandene Modulations- und Demodulationseinrichtungen verwendet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Übertragung über ein PCM-System Kanäle gebildet werden, deren Schrittgeschwindigkeiten denen entsprechen, die bei der Übertragung über herkömmliche Nachrichtenkanäle benutzt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfrequenzen und die Sendetaktfrequenzen der Verteiler aus der Taktfrequenz eines PCM-Systems abgeleitet werden, so daß mit Hilfe mehrerer Verteiler, die die angebotenen Nachrichten zusammenfassen, ein Kanal eines PCM-Systems zur Übertragung benutzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zusammenfassung mehrerer PCM-Kanäle über einen Verteiler Nachrichtenkanäle verschiedener Kapazität gebildet werden.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisierung der Empfänger ein schmaler Hilfskanal außerhalb des Übertragungsfrequenzbereiches der Nachrichten gebildet wird und daß über diesen Hilfskanal die Synchronisiersignale übertragen werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Synchronisiersignale ein 50-Bd-Kahal verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Synchronisiersignale mit Hilfe eines dritten Modulationszu Standes erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Verteiler (Vl, Vl, V3) zwischen den Verteilern Schnittstellen entstehen, welche eine besonders einfache Weiterschaltung und Zusammenschaltung mit anderen Systemen ermöglichen, und daß an diese Schnittstellen Kanäle mit den bisher übwchen Übertragungsgeschwindigkeiten angeschaltet Herden.

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