DE1961254B2

DE1961254B2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Datenübertragung an einem Zeitkanal einer PCM-Leitung

Info

Publication number: DE1961254B2
Application number: DE1961254A
Authority: DE
Inventors: Arnold Albert Wettswil Schellenberg (Schweiz)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1973-11-22
Also published as: JPS4811482B1; DE1961254A1; BE742953A; GB1264240A; US3652802A; ES374416A1; FR2025897A1; CH504818A

Description

i 961

In einem PCM-Kanal kann ein Informationsfluß von 40 bis 60 kBit/s übertragen werden, während über einen Kanal eines Frequenzmultiplexsysterns höchstens ein Informationsfluß von 2,4 kBit/s übertragen werden kann.

Es sind einzelne Datenanlagen bekannt, die einen Informationsfluß von 40,8 kBit/s oder 48 kBit/s benötigen. Eine große Anzahl von Anlagen benötigt jedoch nur einen Informationsfluß von 0,6. 1,2, 24 oder 4,8 kBit/s. Es wäre also wünschenswert, ein Verfahren für die Datenübertragung vorzusehen, mii dem entweder ein Datenkanal mit großem Informationsfluß oder mehrere Datenkanäle mit kleinerem Informationsfluß über einen Ubertragungskanal übertragen werden könnten, wobei eine Mischung von Datenkarvälen mit unterschiedlich großem Informationsfluß möglich sein sollte.

In Zusammenhang mit PCM-Systemen wurden bis jetzt verschiedene Lösungen für die asynchrone übertragung von Daten vorgeschlagen. Diese Lösungen ermöglichen die asynchrone übertragung eines Datenkanals von 22 bis 50 kBit, s auf einem PCM-Ubertragungskanal, sehen aber keine Einrichtungen vor, um an Stelle eines raschen Datenkanals mehrere langsame Datenkanäle mit 0.3 bis 4,8 kBit s zu übertragen.

Bei Datenverarbeitungsanlagen existieren Einrichtungen, um mehrere langsame Datenkanäle zu einer höheren Übertragungskapazität zusammenzuschalten. Diese Einrichtungen bedienen sich für die Zusammenschaltung des Computers und sind daher für Anwendungen, bei denen entweder kein Computer verfügbar ist oder die zu starke Auslastung den Einsatz des Computers nicht erlaubt, nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Zeitkanal einer PCM-Leitung zu schaffen, das die erwähnten Nachteile vermeidet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die übertragung von Daten von einem Datenmodem und/oder Datenmultiplexer zur Endstelle der PCM-Nachrichtenanlage kontinuierlich erfolgt, daß die Dauer des Datenrahmens einem ganzzahligen Vielfachen der Dauer des PCM-Rahmens entspricht, daß die Daten in der PCM-Endstelle gespeichert, übertragen und über einen Zwischenspeicher kontinuierlich zu einem Datenmodem und/oder Datendemultiplexer übertragen werden, daß zur Vermeidung einer Nachahmung des PCM-Synchronisierungssignals durch Datensignale sowie zur Verhinderung des Verlustes der Taktinformation durch Leitungssignale, bei denen in mehreren aufeinanderfolgenden Codeworten alle Bits den gleichen Zustand haben, nicht alle Bits eines über die PCM-Anlage übertragbaren Codewortes für die Datenübertragung verwendet werden, daß der mit Hilfe der verbleibenden Bits des Codewortes übertragbare Informationsfluß A für einen einzigen Datenkanal verwendet wird oder daß der Informationsfluß A in mehrere Datenkanäle

mit einem Informationsfluß --^—nr- oder

A
2"

auf-

ho

geteilt wird, wobei η ganzzahlig und 0 < /1 < 4 ist und wobei die /■ jfteilung in Kanäle von unterschiedlichem Informationsfluß erfolgen kann.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen. Diese Anordnung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet auf der Sendeseite durch einen Daienmultipiexer, durch Speichermittel und logische Schaltmitiel, um aus den Datenbits für die übertragung über die PCM-Anlage geeignete Datenwörter zu bilden und um die Zeitlage der Datenwörter, bezogen auf die PCM-Codewörter, in die richtige Lage zu bringen, weiter auf der Empfangsseite durch Speichermittel und logische Schaltmittel und durch einen Daten-Demultiplexer. um die Datenbits nach der übertragung in die für die Zuteilung an angeschlossene Datenanlagen nötige- Zeitlage und Form zu bringen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Datenübertragungsanlage mit fixen Leitungen,

F i g. 2 eine Datenübtrtragungsanlage mit geschalteten Leitungen (Wählnetz),

F i g. 3 ein Blockschema einer Zusammenschaltung von mehreren Datcnkanä' -.ι.

F i g. 4 eine tabellarische Zusammenstellung verschiedener Daten einer Datenübertragungsanlage bei Benutzung eines ganzen Codewortes für die Synchronisierung des Datenrahmens,

F i g. 5 eine tabellarische Zusammenstellung verschiedener Daten einer Datenübertragungsanlage bei Benutzung überzähliger Bits von Codeworten für die Synchronisierung des Datenrahmens.

F i g. 6 ein Blockschema eines Umsetzers Richtung PCM-Endstelle, ausseführt nach den Angaben nach Fig. 4,

F i g. 7 ein Blockschema eines Umsetzers Richtung Datenanlage, ausgeführt nach den Angaben nach Fig. 4,

F i g. 8 ein Blockschema eines Umsetzers Flichtung PCM-Endstelle, ausgeführt nach den Angaben nach F i g. 5, und

F i g. 9 ein Blockschema eines Umsetzers Richtung Datenanlase, ausseführt nach den Angaben nach F i g. 5.

F i g. 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel eines Datenübertragungsnetzes mit fixen Leitungen. Die zu übertragenden Daten werden von einer Datenverarbeitungsanlage 1 an einen Modulator-Demodulator 2. kurz Modem genannt, angelegt und durch diesen in die für die übertragung nötige Form gebracht, über eine Verbindungsleitung 9. eventuell unter Zwischenschaltung eines Regenerierverstärkers 7, gelangen die Daten an den Eingang des Kanals q einer PCM-MuHiplexeinheit 3, von wo sie im Zeitmultiplexbetrieb zusammen mit andern Datensignalen oder codierten· Sprachabtastwerten über eine PCM-Ubertragungsleitung 8 viri nicht gezeigie Regen^rierverstärker zur fernen PCM-Multiplexeinheit 4 übertragen werden. Die am Aufgang des Kanalsqder PCM-Multiplexeinheit4 erscheinenden Daten gelangen über eine Ve^rbindungsleitung 10 zu einem Modem 6, wo sie demoduiiert und an eine Datenverarbeitungsanlage 5 abgegeben werden. Die übertragung von Daten von der Anlage 5 zur Anlage 1 erfolgt in analoger Weise. Wenn die übertragung der Daten vom Modem 2 bzw. 6 zur PCM-MuUiplexeinheit 3 bzw. 4 in kontinuierlichem Fluß erfolgt, so ist für die Verbindungsleitung 9 bzw. 10 eine wesentlich geringere Bandbreite erforderlich als für die PCM-Ubertragungsleitung 8. Unter der Annahme eines Datenflusses von 48 kBit/s haben die Verbindungsleitungen 9 und 10 maximal 64 kBit/s zu übertragen, während unter de;r Annahme eines PCM-Systems mit 32 Kanälen und 8 Bit pro Kanal und Rahmen über die PCM-Ubertragungsleitung 8 ein

Informationsfluß von 2,048 MBit/s übertragen ist. Aus diesem Grunde kann für die Verbindungsleitungen der Verstärkerabstand wesentlich größer gewählt werden als für die PCM-Ubertragungsleitung.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Datenübertragungsnetzes mit geschalteten PCM-Ubertragungsleitungen, d. h. ein sogenanntes Wählnetz. Dabei sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Uberweisungszeichen versehen. Im Gegensatz zu F i g. 1 sind in diesem Ausführungsbeispiel die beiden für die Datenübertragung zwischen den Datenverarbeitungsanlagen 1 und 5 verwendeten PCM-Multiplexeinheiten 3 und 4 nicht mehr durch eine feste PCM-Ubertragungsleitung verbunden, sondern die Multiplexeinheit 3 ist über eine PCM-Leitung 14 mit z. B. 30 Nachrichtenkanälen mit einer Durchschalteeinheit 11 verbunden, an welche noch weitere Multiplexeinheiten angeschlossen sind. Die Durchschalteeinheitll ist über mehrere PCM-Leitungen 16 mit a ■ 30 Nachrichtenkanälen mit einer weiteren Durchschalteeinheit 12 verbunden, welche ihrerseits über PCM-Leitungen 17 mit b · 30 Kanälen mit einer dritten Durchschalteeinheit 13 verbunden ist. An die Durchschalteeinheit 13 ist die PCM-Multiplexeinheit 4 über eine PCM-Leitung 15 angeschlossen. Der Ausgang q der Multiplexeinheit 4 ist über eine Verbindungsleitung 10 mit dem Datenmodem 6 verbun-

!o den, der seinerseits mit der Datenverarbeitungsanlage 5 verbunden ist.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß an Stelle einer Datenanlage mit einem zu übertragenden Informationsfluß von z. B. 48 kBit/s mehrere Anlagen mit

kleinerem Informationsfluß an den Datenmodem 2 angeschlossen werden können. Im vorliegenden Fall können ohne Berücksichtigung der später beschriebenen Synchronisierung angeschlossen werden:

m Kanäle mit einem Informationsfluß von
η Kanäle mit einem Informationsfluß von
ρ Kanäle mit einem Informationsfluß von
q Kanäle mit einem Informationsfluß von
r Kanäle mit einem Informationsfluß von

/ Kanal mit einem Informationsfluß von 48 kBit/s

0,3 kBit/s 0 < m < 0,6 kBit/s 0 < η < 1,2 kBit/s 0 < ρ < 2,4 kBit/s 0 < .; < 4,8 kBit/s 0 < r <

160 und/oder
80 und/oder
40 und/oder
20 und/oder
10 oder

wobei natürlich 0,3 m + 0,6 η +1,2 ρ + 2,4 q + 4,8 r < 48 sein muß. Solange diese Bedingung eingehalten wird, kann der gesamte übertragbare Informationsfluß beliebig auf Kanäle kleineren Informationsflusses aufgeteilt werden, so ist auch eine gemischte Aufteilung möglich, z.B. m=12 + « = 8 + p = 7 + q = 7 + r = 3. Dadurch ist eine sehr flexible Anpassung an verschiedene Begebenheiten möglich, und es kann in den meisten Fällen erreicht werden, daß der zur Verfügung stehende übertragbare Informationsfluß voll ausgenutzt werden kann.

Für die Aufteilung der gesamten Datenübertragungskapazität in mehrere Kanäle kleinerer Kapazität und den daraus sich ergebenden Zeitmultiplexbetrieb des Datenmultiplexers und -demultiplexers ist unbedingt ein Rahmen, im folgenden zur Unterscheidung von PCM-Rahmen für die PCM-Übertragungsstrecke als Datenrahmen bezeichnet, erforderlich. An einer bestimmten Stelle innerhalb des Datenrahmens muß also ein Datenrahmen-Synchronisiersignal mit übertragen werden, um am fernen Ende der Übertragungsstrecke die richtige Aufteilung und Zuordnung der einzelnen Datenkanäle vornehmen zu können.

Um die Datenübertragung im Synchronismus mit der Nachrichtenübertragung der PCM Anlage betreiben zu können, muß der Datenrahmen ein ganzzahliges Vielfaches des PCM-Rahmens sein. Die Dauer des Datenrahmens ergibt sich als kleinstes gemeinsames ganzzahliges Vielfaches der längsten, bei einer gegebenen Aufteilung der Kanalkapazität, vorkommenden Einschreibezeit für ein Datenbit und der Dauer des PCM-Rahmens. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Aufteilung, bei welcher 6 Datenbit pro PCM-Kanal übertragen werden, ergibt sich für eine Aufteilung auf Kanäle von 0,6 kBit/s eine minimale Dauer des Datenrahmens von 5 ms und bei einer Aufteilung auf Kanäle von 0,3 kBit/s eine solche von 10 ms.

Wie bereits erwähnt wurde, muß ein Datenrahmen-Synchronisiersignal übertragen werden. Es bestehen nun zwei verschiedene Möglichkeiten zum Unterbringen dieses Synchronisiersignals im Datenrahmen. Bei der ersten Möglichkeit wird das Synchronisationswort an Stelle eines Datenwortes übertragen, während bei der zweiten Möglichkeit das Synchronisationscodewort durch die überzähligen Bits mehrerer aufeinanderfolgender Datenworte gebildet wird, überzählige Bits ergeben sich dadurch, daß die Datenworte, wie bereits erwähnt, 5, 6 oder 7 Bits besitzen, die PCM-Anlage aber Codeworte mit 8 oder 10 Bits übertragen kann. Die Begründung für die Tatsache, daß für die Datenübertragung nicht der gesamte durch die PCM-Anlage übertragbare Informationsfluß ausgenutzt wird, wird in einem späteren Abschnitt gegeben.

In F i g. 4 sind in tabellarischer Form verschiedene Daten einer Datenübertragungsanlage aufgeführt, bei welcher Anlage die Synchronisation des Datenrahmens nach der ersten der erwähnten Möglichkeit erfolgt. Dabei wird die bereits erwähnte Aufteilung des Informationsflusses auf mehrere Kanäle mit einem

Informationsfluß von -ψ- kBit/s, wobei 0 < η < 4 ist, als fest angenommen, und zwar unabhängig davon, ob der Gesamtinformationsfluß 40, 48 oder 56 kBit/s beträgt.

Weil das Synchronisationscodewort an Stelle eines Datencodewortes tritt, wobei angenommen wird, daß beide Codeworte die gleiche Bitzahl besitzen, d. h. 5, 6 oder 7 Bit je nach dem gesamten Informationsfluß, können bei der Aufteilung des Informationsflusses von z. B. 48 kBit/s in Kanäle von 4,8 kBit/s nur neun Kanäle ausgenutzt werden, weil der zehnte Kanal wegen der Bits für das Synchronisationscodewort nicht mehr voll zur Verfügung steht.

Es wird also in diesem Falle ein reiner Dateninformationsfluß von 43,2 kBit/s übermittelt bei einem Gesamtinformationsfluß von 48 kBit/s. Die fehlenden 4,8 kBit/s ergeben bei einem Datenrahmen von 5 ms

24 Bits pro Ranmen. Von diesen 24 Bits werden 6 Bits Tür das Synchronisationscodewort verwendet, so daß sich 18 Restbits pro Rahmen ergeben.

W»e aus F i g. 4 ersichtlich ist, werden 240 Bits pro Datenrahmen von 5 ms übermittelt. Davon sind 216 Bits reine Dateninformation, 6 Bits werden für das Synchronisationscodewort verwendet, und 18 Bits werden als sogenannte Restbits eingeiügt. Da nun aber die Datenbits der neun Datenkanäle ä 4,8 kBit/s kontinuierlich anfallen, muß ein Zeitausgleich über den Datenrahmen durchgeführt werden. Im betrachteten Beispiel beträgt der Faktor für den Zeitausgleich 48,0 10

gleich

43.2

Es ist klar, daß mit stärker werdender Kanalunterteilung nicht mehr als 4,8 kBit/s für die Synchronisierung reserviert werden müßten, da mit 6 Bits für die Synchronisierung des Datenrahmens von 5 ms nur 1,2 kBit/s für die Synchronisierung gebraucht werden. Wenn man jedoch diesen Umstand ausnutzt, su ergibt sich, daß die Stromkreise für die Taktverlängerung wesentlich komplizierter werden und daß Kanäle mit unterschiedlichem Informationsfluß nicht mehr ohne weiteres zusammengeschaltet werden könnten.

Wie aus der Tabelle von F i g. 4 entnommen wurden kann, ergeben sich für einen Informationsausfluß von 40 bzw. 56 kBit/s kleinere Faktoren für den Zeitausgleich, verglichen mit 48 kBit/s, weil weder 40 noch 56 ohne Rest durch 4,8 teilbar sind, so daß der Rest für die Synchronisierung verwendet werden kann.

Wie bereits erwähnt wurde, muß für die Aufteilung des Gesamtinformationsflusses in Kanäle von 0,3 kBit/s ein Datenrahmen von 10 ms verwendet werden, d. h., bei 6 Bits für das Synchronisationscodewort wird durch das Synchronisationssignal ein Informationsfluß von 0,6 kBit/s belegt. Bei voller Ausnutzung des übertragbaren Informationsflusses würden sich nochmals andere Faktoren für den Zeitausgleich ergeben. Im Interesse einer universellen Verwendbarkeit und Aufteilbarkeit der Kanäle ist es wünschenswert, für jede Art der Aufteilung den gleichen Faktor für den Zeitausgleich zu verwenden unter Inkaufnahme eines leichten Verlustes an übertragbarer Dateninformation.

Da das Datenrahmensynchronsignal für den einwandfreien Synchronbetrieb des Datendemultiplexers mit dem Datenmultiplexer dient, ist es klar, daß bsi der Verwendung eines einzigen Datenkanals von z. B. 48 kBit/s kein Datenrahmen notwendig ist, da in diesem Falle des PCM-Rahmensynchronsignal für die richtige Zuweisung des für die Datenübertragung verwendeten PCM-Kanals an die Daten anlage sorgt.

Da es bei Datenübertragung grundsätzlich möglich ist, daß irgendein beliebiges Codewort dauernd ausgesendet wird, was bei Nachahmung des PCM-Synchronsignals zu einer falschen Synchronisation und dadurch zum Außertrittfallen der PCM-Anlage führen kann, müssen die Datencodeworte gekennzeichnet werden. Diese Kennzeichnung läßt sich gut durchführen, wenn nicht alle Bits eines Codewortes für die Datenübertragung verwendet werden, da die damit überzähligen Bits zu einer solchen Kennzeichnung der Datencodeworte verwendet werden können, daß sie sich eindeutig von PCM-Codeworten unterscheiden. Indem wenigste«= eines der überzähligen Bits als »1« ausgesendet wird, läßt sich dadurch gleichzeitig erreichen, daß niemals Codeworte mit alles »0« auf die PCM-Leitung gehen, was besonders dann von Wichtigkeit ist, wenn mehrere nebeneinanderliegende Kanäle einer PCM-Anlage mit Datenübertragung belegt werden, weil bei zufälligem Vorliegen von mehreren aufeinanderfolgenden Codeworten mit alles »0« die Synchronisation der Regenerierverstärker außer Tritt fällt. Die für die Sprachübertragung verwendete systematische Inversion bestimmter Bits eines Codewortes zur Vermeidung von Codeworten

ίο mit alles »0« ist bei Datenübertragung nicht sinnvoll, da ja auch Datenworte dauernd auftreten können, die nach einer Inversion alles »0« ergeben. Bei Sprachübertragung kann zwar bei bestimmter Konfiguration des Codewortes nach der Inversion auch ein Codewort

is mit alles »0« auftreten, die Wahrscheinlichkeit ist jedoch extrem gering, daß gleichzeitig in mehreren nebeneinanderliegenden Kanälen die gleiche Konfiguralion der Codeworte auftritt.
Es ist nun naheliegend, die für die Datenübertragung nicht verwendeten überzähligen Bits für die Synchronisierung des Datenrahmens zu verwenden. In F i g. 5 sind verschiedene Daten einer Datenübertragungsanlage aufgeführt, bei welcher diese Art der Rahmensynchronisierung verwendet wird. Da die

Aufteilung des gesamten Informationsflusses in Kanäle mit einem Informationsfluß von ~ kBit/s erfolgen soll, wobei 0 <Ξ η < 4 ist, ist die Verwendung von

6 Bits pro PCM-Kanal besonders interessant, da die Aufteilung des Informationsflusses in kleinere Kanäle ohne Rest erfolgen kann. Weil auch die Synchronisierung des Datenrahmens keine zusätzlichen Bits erfordert, ergibt sich ein Faktor von eins für den Zeitausgleich.
In den bisherigen Ausführungen war von 5, 6 oder

7 Bits pro PCM-Kanal die Rede. Es handelte sich dabei um binäre Bits. Die Datenübertragung kann aber auch in einem ternären Code erfolgen, und zwar auf ihrem ganzen Weg oder einem Teil davon. Eine Datenübertragung in einem ternären Code ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, dann von Vorteil, wenn die für die Datenübertragung benutzte PCM-Anlage in einem ternären Code arbeitet. Über längere Strecken werden die ternären Bits jedoch nicht in dieser Form übertragen, sondern binär codiert, so daß sich der bekannte, binärcodierte Ternärcode ergibt, der wegen seiner praktisch vollständigen Gleichstromfreiheit für die übertragung besonders geeignet ist. Da mit einem Codewort von 6 binären Bits 2⁶ = 64 verschiedene Zustände ausgedrückt werden können, mit einem Codewort von 4 ternären Bits jedoch 3* = 81 verschiedene Zustände ausgedrückt werden können, ist eine Umrechnung von Codeworten mit 6 binären Bits in Codeworte mit 4 ternären Bits ohne weiteres möglich, in umgekehrter Richtung ist eine Umrechnung ebenfalls möglich, solange nur 64 der 81 Möglichkeiten der ternären Codeworte ausgenutzt sind. Für die übertragung wird jedes ternäre Bit durch 2 binäre Bits ausgedrückt.

Viele international normalisierte (CCITT, CEPT) PCM-Obertragungsanlagen, die mit einem Binärcode arbeiten, verwenden 8 Bits pro Codewort, d. h. 8 Bits pro PCM-Kanal. Werden nun für die Datenübertragung über die PCM-Anlage Codeworte von 5 bzw. 6 bzw. 7 Bits verwendet, so ergeben sich 3 bzw. 2 bzw. 1 überzähliges) Bit(s). Mit i bzw. 2 überzähligen Bits pro Codewort läßt sich die Synchronisierung des Dateurahmens sicher durchführen, während 1 Bit

309547/396

pro Codewort nicht genügt, so daß bei 56 kBit/s (Codeworte von 7 Bits) die Datenrahmensynchronisation mit Hilfe eines Synchronisationscodewortes durchgeführt werden muß, das an Stelle von Dateninformation gesendet wird.

PCM-Anlagen, die nach dem Ternärcode arbeiten, verwenden Codeworte mit 5 ternären Bits. Wie bereits erwähnt, werden Für die Datenübertragung 4 ternäre Bits verwendet, was bei binärer Codierung 8 Bits ergibt. Für die Synchronisierung des Datenrahmens stehen also 2 binäre Bits zur Verfugung.

Es soll nun untersucht werden, wie das Datenrahmen-Synchronsignal aussehen kann, und zwar

10

sowohl für eine Dalenübertragungsanlage, die nach den Daten von F i g. 4 arbeitet, d. h., das Synchronisationswort wird an Stelle eines Datenwortes übertragen, als auch für eine Anlage, die nach den Daten nach F i g. 5 arbeitet, d. h., für das Synchronisationswort werden überzählige Bits verwendet. Die Betrachtungen betreffen sowohl Binärsysteme als auch Ternärsysteme. Auch hier gilt natürlich wieder die Forderung, daß das Datenrahmen-Synchronsignal

ίο nicht zufällig durch Datensignale nachgeahmt werden darf, d. h., es muß sich eindeutig von Datensignalen unterscheiden. Es ergeben sich folgende Möglichkeiten :

1. Binärsystem mit 48 kBit/s oder weniger	a	XX	oder b
X = O oder 1	IIXXXXXX		XXXXXXlO
Datencodewort		00
Datensynchronwort	01111111	XX	00000001
Synchr. nach F i g. 4	01XXXXXX		XXXXXXOl
Synchr. nach F i g. 5
2. Binärsystem mit 56 kBit/s	a		oder b
X = O oder 1	IXXXXXXX	XX	XXXXXXXl
Datencodewort
Datensynchronwort	01111111	00	11111110
Synchr. nach F i g. 4
3. Ternärsystem 48 kBit/ s oder weniger
XX = 10 oder 01 oder 00*)	XX XX XX 01
Datencodewort
Synchronwort	00 00 01 00*)
Synchr. nach F i g. 4	XX XX XX 00
Synchr. nach F i g. 5
4. Ternärsystem 56 kBit/s
XX = 10 oder 01 oder 00*)
YZ = 01 oder 10	XX XX XX YZ
Datencodewort
Synchronwor·	00 00 01 00*)
Synchr. nach F i g. 4

Bei einer Synchronisation nach F i g. 5, d. h. werden. Dies führt dann bei einem Binärsystem, be

unter Verwendung überzähliger Bits, kann die Syn- dem der Informationsfluß von 48 kBit/s in η Kanäle

chronisation noch verbessert werden, wenn die über- kleineren Informationsflusses aufgeteilt ist, z. B. zi

zähligen Bits mehrerer aufeinanderfolgender Daten- folgender Konfiguration:

codewörter als Synchronisationscodewort verwendet

Kanal«: 1IXXXXXX 1 : OIXXXXXX 2: 11XXXXXX 3: OIXXXXXX 4: OIXXXXXX J 5: 1IXXXXXX Codeworte mit
Synchronsignal

n-\ : llXXXXXX

Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß durch die zufällige fehlerhafte Invertierung von einem der Synchronisationsbits oder von einem der FüHbits das Synchronsignal verlorengeht oder ein falsches Synchronbit erzeugt wird.

Im folgenden sollen nun die Anlageteile, die der Datenübertragung dienen, näher beschrieben werden.

Zunächst sollen Systeme betrachtet werden, bei denei

die Synchronisation nach F i g. 4 durchgeführt wire

Bei diesen Systemen wird alle 10 ms, falls auf Kanal·

von 0,3 kBit/s verzichtet wird, alle 5 ms ein Synchron

wort übertragen. Die Ubertragungsgesrhwindigkei

der Datensysteme stimmt mit derjenigen des PCM

Systems nicht überein. Aus diesem Grunde sin«

*) über die Leitung wird »00« abwechselnd als »00« und »11« übertragen.

Zwischenspeicher Tür die Anzahl der Restbit notwendig. Der Takt muß so ausgeglichen werden, daß die Information mit einer konstanten Geschwindigkeit von und zu den Datensystemen übertragen wird.

F i g. 6 zeigt das Blockschema eines Umsetzers zwischen einer Datenanlage oder zwischen Datenanlagen und der PCM-Endstelle, wobei angenommen wird, daß ein Informationsfluß von 48 kBit/s, d. h. 6 Bit pro PCM-Kanal, verwendet wird, der in Kanäle von -4- kBit/s aufteilbar sein soll, wobei 0 < » < 4

ist, so daß sich ein Datenrahmen von 10 ms ergibt. Ferner sei angenommen, daß die Tür die übertragung verwendete PCM-Anlage mit binären Codewörtern von 8 Bit arbeite und daß für die Synchronisation des Datenrahmen's ein Datenwort von 8 aufeinanderfolgenden Bits verwendet werde, wie dies in der Tabelle von F i g. 4 angegeben ist, so daß sich ein für die Datenübertragung nutzbarer Dateninformationsfluß von 43,2 kBit/s ergibt.

Bei Vollausbau ist für jeden anschließbaren Datenkanal eine Eingangsschaltung 20 bis 25 vorgesehen, wobei natürlich gleichzeitig nur soviel Kanäle angeschlossen sein dürfen, daß der gesamte Informationsfluß von 43,2 kBit/s nicht überschritten wird, es sei denn, es werde nur ein Kanal von 48 kBits angeschlossen, was möglich ist, da, wie bereits erwähnt, in diesem Falle des Datenrahmensynchronsignal nicht notwendig ist, so daß der gesamte InfurmaiiuiiMiuß für die Datenübertragung nutzbar ist. Jede Eingangsschaltung 20 bis 25 enthält eine Einrichtung für die Bitsynchronisierung, in welcher die Zeitlagc eines Bits um max. 1 Bit verschoben werden kann, um, bezogen auf die Taktimpulse, die an den Eingängen T angelegt werden, die richtige Zeitlage der Bits zu erreichen. Alle Takteingänge des ganzen Umsetzers sind mit T bezeichnet, wobei natürlich an den verschiedenen Punkten verschiedene Taktfrequenzen auftreten, die aber alle von der gleichen Taktfrequenz, z. B. mit Hilfe eines Zählers, abgeleitet sind, welche ihrerseits mit der Taktfrequenz der PCM-Anlage synchronisiert ist. Jede Eingangsschaltung enthält weiter eine UND-Schaltung, an welche die Datenbits und die Taktsignale angelegt werden. Die Eingangsschaltungen 20 bis 25 geben ihre Ausgangssignale an eine ODER-Schaltung 26. Die Eingangsschaltungen 20 bis 24 bilden zusammen mit der ODER-Schaltung 26 den Datenmultiplexer.

Vom ODER-Tor 26 gelangen die Datenbits in ein 50-Bit-Schieberegister 27, das wegen des notwendigen Zeitausgleiches als Zwischenspeicher dient. Die im Schieberegister 27 enthaltenen Bits werden parallel in eine Schaltung 28 ausgelesen, von wo aus 6 zu einem Datenwort gehörige Bits in eine logische Schaltung 29 eingegeben werden, wo 2 weitere Bits hinzugefügt werden, um zu einem mit den Codewörtern der PCM-Anlage konformen Datenwort von 8 Bit zu kommen. Diese 8 Bit werden nun in ein Ausgangsschieberegister 30 eingegeben, aus welchem die Datenbits seriell auf die Leitung zur PCM-Endstelle gegeben werden. In dieser Leitung ist noch ein Regenerierverstärker 32 vorgesehen, der die Kurvenform der Datenbits regeneriert und die Ausgangsimpulse auf den gewünschten Pegel bringt. Zwischen Ausgargsschieberegister 30 und Regenerierverstärker f<5 32 ist noch eine Schaltung 31 angeschlossen, die in vorliegendem Fall alle 10 ms ein Datenrahmensynchronwort von 8 Bits auf die Leitung gibt.

F i g. 7 zeigt das Blockschema eines Umsetzers zwischen der PCM-Endstelle und der oder den Datenanlageln). welcher Umsetzer aufgelegt ist, uim mit dem Umsetzer nach F i g. 6 am andern Ende der PCM-Ubertragungsstrecke zusammenzuarbeiten. Die von der PCM-Endstelle kommenden Impulse werden zunächst in einem Regenerierverstärker 33 aufgearbeitet, an welchem auch eine Schaltung 34 zur Ableitung der Taktfrequenz aus den ankommenden Signalen angeschlossen ist. Diese Schallung 34 versorgt den Umsetzer mit den nötigen Taktfrequenzen, die auch hier wieder nur allgemein mit T angegeben sind. Die ankommenden Datenbits gelangen auch hier zunächst in ein 50-Bit-Schieberegister 35. werden anschließend parallel in eine Schaltung 36 ausgelesen. Datenworte von 8 Bit gelangen darauf in eine logische Schaltung 37. wo die beiden für die übertragung zugefügten Bits wieder abgetrennt und einer Synchronisierschaltung 39 zugefügt werden, welche mit der Schaltung 34 zusammenarbeitet. Die restlichen 6 Bits werden an Schaltungen 40 bis 45 gegeben, die zusammen den Datendemultiplexer bilden und an ihren Ausgängen die für die einzelnen Datenanlagen bestimmten Datenbits zur Verfügung stellen.

F i g. 8 zeigt wiederum ein Blockschema eines Umsetzers zwischen einer oder mehreren Datenanlagen und der PCM-Endstelle, wobei die gleichen Annahmen gemacht werden wie beim Umsetzer nach F i g. 6, mit der einzigen, jedoch wichtiger. Ausnahme, daß für die Synchronisation des Datenrahmens die beiden überzähligen Bits verwendet werden, die sich daraus ergeben, daß die Datenwörter 6 Bits aufweisen, die Codewörter der PCM-Anlage jedoch 8 Bits.

Die Eingangsschaltungen 46 bis 51 sind gleich aufgebaut wie die Eingangsschpltungen 20 bis 25 von F i g. 6 und müssen ebenfalls den Ausgleich über max. 1 Bit ermöglichen. Die Ausgangssignale der Eingangsschaltungen gelangen an eine ODER-Schaltung 52, die gleich ausgebaut isf wie die ODER-Schaltung 26. Die restliche Schaltung kann nun aber einfacher ausgeführt werden als bei der Schaltung nach F i g. 6, da für diesen Fall der Faktor für den Zeitausgleich gleich eins ist. Von der ODER-Schaltung 52 gelangen die Signale in ein 6-Bit-Schieberegister, werden parallel in eine logische Schaltung 54 <-ansferiert, wo die beiden für die übertragung übei die PCM-Leitung notwendigen zusätzlichen Bits entweder als FüU-Bit oder als Synchronisationsbit zugefügt werden, wobei eine Schaltung 56 die zusätzlichen Bits liefert. Die 8 Bits werden nun in ein 8-Bit-Schieberegister 55 eingegeben, aus dem sie über einen Regenerierverstärker 57 auf die Verbindungsleitung zur PCM-Endstelle gegeben werden.

F i g. 9 zeigt ein Blockschema eines mit dem Umsetzer von F i g. 8 zusammenarbeitenden Umsetzers zwischen der PCM-Endstelle und der (den) Datenanlage(n). Auch dieser Umsetzer ist weitgehend gleich wie der analoge Umsetzer nach F i g. 7, jedoch etwas einfacher, weil die für den Zeitausgleich notwendigen Schaltungen fehlen. Die von der PCM-Endstelle kommenden Signale gelangen über einen Regenerier verstärker seineinS-Bit-Schieberegister 60.An diesem Regenerierverstärker 58 ist eine Schaltung 59 angeschlossen, die aus der Taktfrequenz des ankommenden Signals Taktfrequenzen für den Umsetzer ableitet. Aus dem Schieberegister 60 werden die eingeschriebenen Bits in eine logische Schaltung 61 parallel transferiert, in welcher die überzähligen Bits abgetrennt

len. Die in den überzähligen Bits enthaltenen hronisationsbit werden in ein τ Schaltung 63 ewertet, die mit der Schaltung 59 zusammenitet. Die verbleibenden Datenbits werden aus logischen Schaltung in ein Ausgangsschiebere-

sister62 eingeschrieben, von wo sie seriell an die Auseanssschaitungen 64 bis 69 gelangen, die zusammen" de~n Datendemultiplexer bilden und die ankommenden Signale auf die verschiedenen Datenkanäle auftrennen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

i 961 Patentansprüche:

1. Verfahren zur übertragung von Daten über einen Zeitkanal einer PCM-Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragung der Daten von einem Datenmodem und/oder Datenmultiplexer zur Endstelle der PCM-Nachrichtenanlage kontinuierlich erfolgt, daß die Dauer des Datenrahmens einem ganzzahligen Vielfachen der Dauer des PCM-Rahmens entspricht, daß die Daten in der PCM-Endstelle gespeichert, übertragen und über einen Zwischenspeicher kontinuierlich zu einem Datenmodem und/oder Datenmultiplexer übertragen werden, daß zur Vermeidung einer Nachahmung des PCM-Synnhronisierungssignals durch Datensignale sowie zur Verhinderung des Verlustes der Taktinformatioii durch Leitungssignale mit Bits gleichen Zustands nicht alle Bits eines über die PCM-Leitung übertragbaren Codewortes für die Datenübertragung verwendet werden, daß der mit Hilfe der verbleibenden Bits des Codewortes übertragbare Informationsfluß A für einen einzigen Datenkanal verwendet wird oder daß der Imbrmationsfluß A in mehrere Datenkanäle mit einem Informationsfluß 2= AA

~2ϊ"Τ~ϊο' ^oc*^er ~Y aufgeteilt wird, wobei η ganzzahlig undO ■? ί < 4 ist und wobei die Aufteilung in Kanäle von unterschiedlichem Informationsfluß erfolgen kann. -₍₀

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum übertragen von Daten über einen Kanal uner PCM-Nachrichtenübertragungsanlage mit einer Wiederholungsfrequenz des PCM-Rahmens von 8 kH7. dadurch gekennzeichnet, daß für die Datenübertragung 6 binäre Bits pro Codewort verwendet werden, so daß sich ein maximal übertragbarer Dateninformationsfluß von 48 kBit/sec ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Datenübertragung nicht verwendeten überzähligen Bits eines Codewortes für die Synchronisation des Datenrahmens verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Synchronisierung verwendeten überzähligen Bits einer Anzahl aufeinanderfolgender Codeworte zusammen ein Synchronisationscodewort bilden und daß die überzähligen Bits aller anderen Codeworte in einem Datenrahmen stets untereinander gleich sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragung der Dateninformation zwischen dem Datenmodem und/oder Datenmultiplexer bzw. Demultiplexer und der PCM-Endstelle in einem binären Code mit Code-Worten von 8 Bits erfolgt, wobei 6 Bits die Dateninformation enthalten und 2 Bits bei einer bestimmten Anzahl von Codeworten pro Datenrahmen für die Synchronisierung verwendet werden. ()O

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dateninformation enthaltenden 6 binären Bits in 4 ternäre Bits umgerechnet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrechnung im Datenmodem und/oder Daten-Multiplexer bzw. -Demultiplexer durchgeRihrt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrechnung in der Endstelle der PCM-Ubertragungsanlage durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ternären Bits zur Erleichterung der übertragung anschlieLend binär codiert werden, so daß binär codierte Ternärcodeworte entstehen.

10. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet auf der Sendeseite durch einen Datenmultiplexer, durch Speichermittel und logische Schaltmittel, um aus den Datenbits für die übertragung über die PCM-Anlage geeignete Datenwörter zu bilden und um die Zeitlage der Datenwörter, bezogen auf die PCM-Codewörter, in die richtige Lage zu bringen, weiter auf der Empfangsseite durch Speichermittel und logische Schaltmittel und durch einen Daten-Demultiplexer, um die Datenbits nach der übertragung in die für die Zuteilung an angeschlossene Datenanlagen nötige Zeitlage und Form zu bringen.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenmultiplexer für jeden Datenkanal Eingangsmittel (20 bis 25 bzw. 46 bis 51) aufweist, welche eine Einrichtung zum Verschieben der einlaufenden Bits um höchstens 1 Bit sowie eine durch Taktimpulse steuerbare UND-Schaltung aufweisen, und daß der Datenmultiplexer für alle Datenkanäle gemeinsam eine ODER-Schaltung (26 bzw. 52) aufweist, mit der alle Ausgänge der Eingangsschaltungen verbunden sind.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, d.J? die sendeseitigen Speichermittel aus einem ersten Schieberegister (27 bzw. 53) bestehen, das mit der ODER-Schaltung verbunden ist, daß die sendeseitigen logischen Schaltmittel eine Logikschaltung (29 bzw. 54) sowie ein zweites Schieberegister (30 bzw. 55) aufweisen, dessen Ausgang mit einem sendeseitigen Regenerierverstärker (32 bzw. 57) verbunden ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Schieberegister (27) und die logische Schaltung (29) eine Ableseeinheit (28) Tür dieses Schieberegister geschaltet ist.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitigen Speichermitte] ein erstes Schieberegister (35 bzw. 60) aufweisen, das mit einem empfangsseitigen Regenerierverstärker (33 bzw. 58) verbunden ist, und daß die logischen Schaltmittel eine logische Schaltung (37 bzw. 61) aufweisen, die mit einem zweiten Schieberegister (38 bzw. 62) verbunden ist.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenmultiplexer Tür jeden Datenkanal eine Ausgangsschaltung (40 bis 48 bzw. 64 bis 69) aufweist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Schieberegister (35) und die logische Schaltung (37) eine Ableseeinheit (36) für dieses Schieberegister geschaltet ist.