DE19650833C1

DE19650833C1 - Meßeinrichtung für die Schnittstelle einer Übertragungsstrecke mit einer Vollduplex-Übertragung im Zweidrahtgleichlageverfahren

Info

Publication number: DE19650833C1
Application number: DE19650833A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hoffmann
Original assignee: Siemens Communications Test Equipment GmbH
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: EP0945041A2; US6172992B1; WO1998024261A3; WO1998024261A2; AU5557298A; JP2001505014A

Description

Es ist bekannt (siehe zum Beispiel US-A-4 989 202), daß eine ISDN(Integrated Services Digital Network)-Übertragungsstrecke zwischen der Übertragungsleitung und einem sog. Netzwerk eine U-Schnittstelle aufweist. Es ist ferner bekannt (vgl. "Siemens-KMT-Report" Nr.14, Bestell-Nr. E 80001-V331-W54, Seiten 6 und 7) an dieser U-Schnittstelle Messungen vorzuneh men und dafür eine entsprechende Meßeinrichtung vorzusehen. Mit dieser können zum Beispiel frequenzabhängige Messungen, funktionale Tests und auch Jittermessungen durchgeführt wer den. Eine ISDN-Übertragungsstrecke stellt eine spezielle Form einer Übertragungsstrecke mit einer Vollduplex-Übertragung im Zweidrahtgleichlageverfahren dar.

Aus der deutschen Patentschrift DE 44 23 333 C1 ist ferner eine Meßeinrichtung für die Schnittstelle einer Übertragungs strecke mit einer Vollduplex-Übertragung im Zweidraht gleichlageverfahren bekannt. An die Schnittstelle sind ei nerseits ein hochintegrierter Schnittstellenbaustein über eine Gabelschaltung und einen Übertrager und andererseits ein Leitungsabschluß oder ein Netzwerkabschluß als Meßobjekt an geschlossen. In der Meßeinrichtung ist eine die Anordnung von Gabelschaltung, Übertrager und Leitungs- oder Netzwerkabschluß nachbildende Einrichtung vorhanden, die eingangsseitig über einen hochohmigen Differenzverstärker mit den Sendeausgängen des Schnittstellenbausteins und aus gangsseitig über einen weiteren hochohmigen Differenzver stärker mit einem Eingang eines Subtrahierers verbunden ist. Ein weiterer Eingang des Subtrahierers ist über einen zusätz lichen hochohmigen Differenzverstärker mit der Schnittstelle verbunden; der Ausgang des Subtrahierers steht mit einem Meß system in Verbindung.

Die Erfindung geht von einer solchen Meßeinrichtung aus und stellt sich die Aufgabe, Jittermessungen an der Schnittstelle einer Übertragungsstrecke mit einer Vollduplex-Übertragung während des Übertragungsbetriebes unter Verwendung eines üblichen Jittermeßgerätes genau durchführen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Meßein richtung vorgeschlagen, bei der an den Subtrahierer ein Dif ferenzierglied mit einem nachgeschalteten Komparator ange schlossen ist und dem Komparator ein Jittermeßgerät als Meß system nachgeordnet ist.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung besteht darin, daß mit ihr auch bei ISDN-Datensignalen mit mehrstufigen Codes der Phasenjitter eindeutig bestimmt werden kann, weil durch das Differenzierglied und den nachge schalteten Komparator nur relevante Datensignale erfaßt wer den; diese sind dadurch gekennzeichnet, daß sie den durch den jeweiligen Code vorgegebenen vollen Signalhub durchlaufen, während alle anderen Datensignale bei der Messung des Phasen jitters unberücksichtigt bleiben.

Um ein besonders einfaches und somit kostengünstig herzustel lendes Differenzierglied zu realisieren, wird es als vorteil haft erachtet, wenn das Differenzierglied durch eine Reihen schaltung aus mindestens einer Kapazität, mindestens einer Induktivität und mindestens einem Widerstand gebildet ist.

Besonders einfach und somit vorteilhaft läßt sich die diffe renzierte Ausgangsgröße des Differenzgliedes zum Komparator übermitteln, wenn eine am Widerstand abfallende Spannung dem Komparator zugeführt ist.

Schaltungstechnisch einfache Differenzierglieder sind bei spielsweise Bandpässe, so daß es als vorteilhaft erachtet wird, wenn das Differenzierglied ein Bandpaß ist. Ein weite rer Vorteil des Bandpasses besteht darin, daß niederfre quente, z. B. durch die Schnittstelle verursachte Störsignale vom Bandpaß unterdrückt werden, so daß sie die Jitter messungen nicht beeinträchtigen.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meß einrichtung und in

Fig. 2 ein Teil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung nach Fig. 1 im Detail dargestellt.

Fig. 1 läßt zunächst einmal eine Übertragungsstrecke 1 mit einer Schnittstelle 2 erkennen, bei der es sich um eine U-Schnittstelle einer ISDN-Übertragungsstrecke als einer spezi ellen Form einer Übertragungsstrecke mit einer Vollduplex-Übertragung im Zweidrahtgleichlageverfahren handeln kann. An die U-Schnittstelle ist in bekannter Weise ein hochintegrier ter Schnittstellenbaustein 3 angeschlossen. Im einzelnen ist dieser hochintegrierte Schnittstellenbaustein 3 über zwei Sendeausgänge 4 mit einer Gabelschaltung 5 verbunden, die in der Regel als Hybrid-Schaltung ausgebildet ist; die Gabel schaltung 5 ist über einen nachgeordneten Übertrager 6 mit der Schnittstelle 2 verbunden, an der andererseits ein Meß objekt 7 liegt. Bei diesem Meßobjekt 7 kann es sich um einen Leitungsabschluß oder um einen Netzwerkabschluß handeln.

Wie die Fig. 1 ferner zeigt, ist an die Sendeausgänge 4 des hochintegrierten Schnittstellenbausteins 3 eine nachbildende Einrichtung 8 über einen hochohmigen Differenzverstärker 9 angeschlossen. Die nachbildende Einrichtung 8 weist eingangs seitig eine Gabelschaltung 10 auf, die in ihren elektrischen Eigenschaften mit der Gabelschaltung 5 der Übertragungs strecke 1 identisch ist. Auch ein der identischen Gabel schaltung 10 nachgeordnet er Übertrager 11 stimmt mit dem Übertrager 6 der Übertragungsstrecke 1 überein. An den iden tischen Übertrager 11 ist ein Abschluß 12 angeschlossen, der in seinen elektrischen Eigenschaften mit dem Meßobjekt 7 identisch ist. Die Gabelschaltung 10, der Übertrager 11 und der Abschluß 12 bilden die nachbildende Einrichtung 8. An dem identischen Abschluß 12 liegt eingangsseitig ein weiterer hochohmiger Differenzverstärker 13, der ausgangsseitig mit einem Eingang 14 eines Subtrahierers 15 verbunden ist.

Ein weiterer Eingang 16 des Subtrahierers 15 ist über einen zusätzlichen hochohmigen Differerenzverstärker 17 mit der Schnittstelle 2 verbunden. An einen Ausgang 18 des Subtrahie rers 15 ist ein Differenzierglied 19 angeschlossen, dem ein Komparator 25 nachgeschaltet ist. Ausgangsseitig ist der Kom parator 25 mit einem Jittermeßgerät 26 verbunden. Das Diffe renzierglied 19, der Komparator 25 und das Jittermeßgerät 26 bilden ein Jittermeßsystem 28. Das Jittermeßsystem 28, der Subtrahierer 15, die nachbildende Einrichtung 8 und die Dif ferenzverstärker 9, 13 und 17 bilden eine Meßeinrichtung 29, die einerseits an die Schnittstelle 2 und andrerseits an die Sendeausgänge 4 des Schnittstellenbausteins 3 angeschlossen ist.

In der Fig. 1 ist im Bereich der Schnittstelle 2 durch einen Pfeil mit der Bezeichnung "U_hin" zum Ausdruck gebracht, daß an der Schnittstelle 2 und damit auch am Eingang des zu sätzlichen hochohmigen Differenzverstärkers 17 ein Signal ansteht, das von dem hochintegrierten Schnittstellenbaustein 3 über die Gabelschaltung 5 und den Übertrager 6 zum Meßob jekt 7 hin übertragen wird. Außerdem steht an der Schnitt stelle 2 das Signal U_rück an, das von dem Meßobjekt 7 ausge sendet wird. Am Ausgang des zusätzlichen Differenzverstärkers 17 treten dadurch - weil diese eine Verstärkung von 1 aufweist - beide Signale U_hin und U_rück auf und werden über den Eingang 16 vom Subtrahierer 15 erfaßt. Dem Eingang 14 des Subtrahierers 15 wird aber nur das an den Sendeausgängen 4 des hochintegrierten Schnittstellenbausteins 3 abgegebene Signal U_hin über den Differenzverstärker 9, die identische Gabelschaltung 10f den identischen Übertrager 11 und den wei teren hochohmigen Verstärker 13 zugeführt. Infolge Diffe renzbildung tritt am Ausgang 18 des Subtrahierers 15 daher nur das Signal U_rück auf, das Informationen von dem bzw. über das Meßobjekt 7 enthält und damit in dem Jittermeßsystem 28 beispielsweise auf Phasenjitter untersucht werden kann. Das Signal U_hin stört daher die Jittermessung nicht.

Das Signal U_rück am Ausgang 18 des Subtrahierers 15 gelangt zum Differenzierglied 19, das beispielsweise ein aus einer Kapazität, einer Induktivität und einem Widerstand bestehen der Bandpaß sein kann. Im Differenzierglied 19 wird das ein gangsseitig anliegende Signal U_rück unter Bildung eines dif ferenzierten Signals U_diff differenziert. Das differenzierte Signal U_diff gelangt zum Komparator 25. Im Komparator 25 wird eine Spannung U_komp erzeugt, die immer dann größer als Null ist, wenn das differenzierte Signal U_diff einen im Komparator 25 festgelegten Schwellenwert spannungsmäßig überschreitet. Die Spannung U_komp wird zum Jittermeßgerät 26 übermittelt, das beispielsweise wie in der Druckschrift "Telekom-Praxis, Fernmelde-Praxis" (15-16, 15.08.90, ISSN 0015-0118, Seiten 676-691) beschrieben ausgeführt sein kann. Mit der erfin dungsgemäßen Meßeinrichtung kann der Phasenjitter auch bei ISDN-Datensignalen mit mehrstufigen Codes eindeutig bestimmt werden, weil bei entsprechend hohem Schwellenwert im Kompara tor 25 nur diejenigen Datensignale erfaßt werden, die den vollen Signalhub durchlaufen. Alle anderen Datensignale bleiben bei der Messung des Phasenjitters unberücksichtigt.

Fig. 2 zeigt einen Teil der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1, wobei bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterte Elemente in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen aufweisen wie in Fig. 1. Das Signal U_rück liegt an dem Differenzierglied 19 an, das aus einem Bandpaß mit einer Kapazität C, einer In duktivität L und einem Widerstand R besteht. Die am Wider stand R abfallende Spannung U_diff liegt am Eingang des Kompa rators 25 an, der durch einen mit einer Schwellenspannung U_schwell beaufschlagten Operationsverstärker 30 gebildet ist. Am Ausgang des Komparators 25 bildet sich die Spannung U_komp, die zum Jittermeßgerät 26 geführt ist.

Das sich am Ausgang des Differenziergliedes 19 in Abhängig keit von dem am Eingang des Differenziergliedes 19 anliegen den Signal U_rück bildende differenzierte Signal U_diff weist folgende Eigenschaften auf:

- Bei einem Signalübergang des Signals U_rück mit einem großen Signalhub bildet sich bei dem differenzierten Signal U_diff ein großer Signalwert, wohingegen bei einem Signalübergang des Signals U_rück mit einem kleinen Signalhub lediglich ein kleiner Signalwert bei dem differenzierten Signal U_diff auftritt.
- Ist das Signal U_rück konstant, so weist das differenzierte Signal U_diff am Ausgang des Differenziergliedes 19 eine Spannung von Null auf.

Die Höhe des Signalwertes des differenzierten Signals U_diff hängt also direkt vom Signalhub des Signals U_rück beim Si gnalübergang ab. Je höher der Hub beim Signal U_rück, desto größer ist der beim differenzierten Signal U_diff entstehende Signalwert. Der Komparator 25 bzw. der Operationsverstärker 30 vergleicht das differenzierte Signal U_diff mit einer an dem Operationsverstärker 30 anliegenden Schwellenspannung U_schwell. Überschreitet der Signalwert des differenzierten Signals U_diff die Schwellenspannung U_schwell, so wird am Aus gang des Operationsverstärkers 30 eine Spannung U_komp größer Null abgegeben. Unterschreitet der Signalwert des differen zierten Signals U_diff hingegen die Schwellenspannung U_schwell, so bildet sich am Ausgang des Komparators 25 eine Ausgangsspannung U_komp gleich Null. Die Schwellenspannung U_schwell kann beispielsweise so gewählt sein, daß die Span nung U_komp immer dann eine Ausgangsspannung größer als Null aufweist, wenn bei dem Signal U_rück ein Signalübergang mit dem vollen Signalhub auftritt. Das Signal U_komp enthält damit die Jitterinformation des Signals U_rück nur hinsichtlich der Signalübergänge mit dem vollen Signalhub. In dem Jitter meßgerät 26 werden somit nur die Signalübergänge des Signals U_rück mit dem vollen Signalhub ausgewertet und gemessen. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß der Komparator 25 auch derart ausgeführt sein kann, daß zur Jittermessung Signalübergänge mit einem anderen als den vol len Signalhub herangezogen werden. Dies ist beispielsweise durch den Einsatz mindestens eines weiteren mit einer weite ren Schwellenspannung beaufschlagten Operationsverstärkers möglich.

Claims

1. Meßeinrichtung (29) für die Schnittstelle (2) einer Über tragungsstrecke (1) mit einer Vollduplex-Übertragung im Zweidrahtgleichlageverfahren, bei der an die Schnittstelle (2) einerseits ein Schnittstellenbaustein (3) über eine Ga belschaltung (5) und einen Übertrager (6) und andererseits ein Leitungsabschluß (LT) oder ein Netzwerkabschluß (NT) als Meßobjekt (7) angeschlossen sind, wobei in der Meßeinrichtung (29)

- eine die Anordnung von Gabelschaltung (5), Übertrager (6) und Leitungs- oder Netzwerkabschluß (7) nachbildende Ein richtung (8) vorhanden ist, die
- eingangsseitig über einen hochohmigen Differenzver stärker (9) mit den Sendeausgängen (4) des Schnitt stellenbausteins (3) und ausgangsseitig über einen weiteren hochohmigen Differenzverstärker (13) mit ei nem Eingang (14) eines Subtrahierers (15) verbunden ist,
- ein weiterer Eingang (16) des Subtrahierers (15) über einen zusätzlichen hochohmigen Differenzverstärker (17) mit der Schnittstelle (2) verbunden ist und
- mit dem Ausgang (18) des Subtrahierers (15) ein Meßsystem in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß

- an den Subtrahierer (15) ein Differenzierglied (19) mit einem nachgeschalteten Komparator (25) angeschlossen ist und
- dem Komparator (25) ein Jittermeßgerät (26) als Meßsystem nachgeordnet ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (19) durch eine Reihenschaltung aus mindestens einer Kapazität (C), mindestens einer Induktivität (L) und mindestens einem Widerstand (R) gebildet ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Widerstand (R) abfallende Spannung (U_diff) dem Komparator (25) zugeführt ist.

4. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (19) ein Bandpaß ist.