DE2023740C3

DE2023740C3 - Einrichtung zur Multiplexkodierung und -dekodierung von zweiwertigen Signalen

Info

Publication number: DE2023740C3
Application number: DE19702023740
Authority: DE
Inventors: Jacques Versailles Oswald
Original assignee: Compagnie Industrielle de Telecommunication CIT Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1969-04-02
Filing date: 1970-05-14
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE2023740B2; DE2023740A1; NL7006969A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Multiplexkodierung und -dekodierung verschiedener zweiwertiger Signale teilweise unterschiedlicher Telegraphiegeschwindigkeiten, deren langsamste der gemeinsame Teiler der schnelleren ist, auf einer Vielzahl von Zeitmultiplexkanälen, von denen als Weg für jedes Signal der langsamsten Geschwindigkeit jeweils ein Kanal und als Weg für jedes Signal einer n-mal höheren Geschwindigkeit jeweils η gleichmäßig beabstandete Kanäle bereitgestellt werden und wobei die zum jeweils selben Signal gehörenden Kanäle mit dem Eingang

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65 eines diesem Signal zugeordneten Kodierers vielfachgeschaltet sind, und wobei ferner eine Anordnung vorgesehen ist, welche für jedes Signal die zwischen den ihm zugeordneten Kanälen liegenden Hauptintervalle jeweils in eine Folge gleichmäßig beabstandeter Unterintervaiie aufieilt, deren Anzahl in allen Fällen gleich ist, sowie eine Aussendeeinrichtung, die für jeden Kanal eine 4stellige Binärzahl erzeugt, deren Wert das Unterintervall eines Übergangs im Signal oder den Permanentzustand des Signals innerhalb des Hauptintervalls anzeigt

Eine Einrichtung zur Multiplexkodierung ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 65 247 bekannt In diesem bekannten Fall werden die Nachrichten mit verschiedenen Telegraphiegeschwindigkeiten direkt an Verteilerpunkte geführt, und bei höheren Geschwindigkeiten als der festgelegten niedrigsten Geschwindigkeit werden entsprechend viele Verteilerpunkte mit der gleichen Nachricht belegt. Der Verteiler tastet die Nachricht mit einer bestimmten Abtastfrequenz ab, und am Ausgang des Verteilers ist für alle Nachrichten gemeinsam eine Zähl- und Kodiereinrichtung angeordnet.

Es ist weiterhin eine Kodiereinrichtung vorgeschlagen worden (DE-PS 2015 813), bei welcher die einzelnen Kanäle so gelegt und abgefragt werden, daß die einzelnen Hauptintervaüe zwischen aufeinanderfolgenden Kanälen für ein Signal deutlich kürzer sind als das kürzest mögliche Intervall zwischen zwei Übergängen in diesem Signal. Die Identifizierung der genauen Stelle eines Signalübergangs innerhalb eines Hauptintervalls geschieht durch Anzeige des Rangs des Unterintervalls, in welchem der Übergang aufgetreten ist, mittels eines für diesen Rang charakteristischen Kodeworts. Für den Fall, daß im Hauptintervall kein Übergang stattgefunden hat, erfolgt die Aussendung eines ersten oder eines zweiten spezifischen Kodes für die Information »permanente positive Polarität« oder die Information »permanente negative Polarität«.

Bei dieser Einrichtung beträgt z. B. für eine Telegraphiegeschwindigkeit von 1500 Baud (Telegraphieschritte von jeweils Μ=666μ5) die Dauer der Hauptintervalle jeweils Θ = 600μ5, und jedes Hauptintervall ist in 60 Unterintervalle der einheitlichen Dauer Θ' = 10 μ5 unterteilt, die durch Impulse //(/»= 100 kHz) definiert werden. Die Impulse, die den Kode für den Rang des einen Übergang enthaltenden Unterintervalls oder für permanente positive bzw. negative Polarität darstellen, haben einen Abstand von ν = 100 \is (Impulse H', //( = 10 kHz). Von diesen Impulsen können 6 pro Hauptintervall auftreten, d. h. es sind 2⁶ = 64 Kodekombinationen möglich. Die Kombinationen 2 bis 61 dienen zur Anzeige des Ortes der Übergänge, die Kombination 62 bezeichnet die permanente positive Polarität, die Kombination 63" die permanente negative Polarität, die Kombination 0 wird nicht gebildet, und die Kombination 1 wird gebildet, jedoch nicht übertragen.

Ein empfindlicher Punkt bei der Multiplexübertragung mehrerer derairt kodierter Signale ist die Festlegung der örtlichen Zeitbasis im Empfangsteil, die es erlaubt, aus dem multiplexverschachtelten Zug der empfangenen Impulse die einzelnen Kanäle zur Wiederherstellung der verschiedenen Signale wieder herauszusuchen. Zu diesem Zweck muß eine Synchronisation nicht nur von Kanal zu Kanal, sondern in größerem Rahmen aiuch zwischen den jeweiligen Abfragezyklen (d. h. den einzelnen Perioden der Abfrage der Gesamtheit der Kanäle) möglich sein. In der obengenannten deutschen Auslegeschrift 12 65 247

wird hierzu angeregt, einen der vorhandenen Kanäle eigens für Synchronisiersignale zu reservieren, womit jedoch die Anzahl der für Nutzsignale verfügbaren Kanäle vermindert wird. Eine andere, in der genannten deutschen Auslegeschrift angesprochene Möglichkeit, nämlich die Verwendung einer ternären Modulation mit einem die Synchronisierung herbeiführenden dritten Modulationszustand, ist wiederum in vielen Fällen z. B. hinsichtlich des Störabstands nicht günstig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, verschiedene zweiwertige Signale derart im Zeitmultiplex zu kodieren und zu dekodieren, daß die Abfrage im Empfangsteil ohne Reservierung eines gesonderten Kanals, d. h. eines Kanals, in dem keine Kodes der zweiwertigen Signale übertragen werden, und ohne Einführung eines dritten Modulationszustands leicht synchronisiert werden kann.

Bei der gattungsgemäßen Einrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Aussendeeinrichtung der Wert des Unterintervalls eines Signalübergangs mit den Kodekombinationen 0011, 0010,0110,0111,0101,0100,1100,1101,1111,1110,1010 und 1011 verschlüsselt wird, daß für alle Kanäle bis auf den ersten Kanal das Aussenden der Permanentzustände mit den Kodekombinationen 1001 und 1000 erfolgt, daß für den ersten Kanal die Kodekombinationen 1001 und 0000 zur Verschlüsselung der Permanentzustände verwendet werden, daß für alle Kanäle die Aussendung der Kodekombination 0001 untersagt ist und daß empfangsseitig zur Dekodierung eine Synchronisationseinrichtung, die im wesentlichen ein Register mit sieben Unterregistern umfaßt, vorhanden ist, die die Identifizierung einer Konfiguration 1000000 gestattet, und ein Zähler mit sieben Binärstufen, der Taktimpulse empfängt, und logische Schaltungen zur Anlegung eines Null-Befehls an den Zähler, wenn die obenerwähnte Konfiguration in Koinzidenz mit bestimmten Zählzuständen des Zählers auftritt, wobei der Zähler einem Zeitverteiler zugeordnet ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Verwendung zweier unterschiedlicher Kodes für einen besonders häufig auftretenden Signalwert, nämlich einen Permanentzustand, und zwar unterschiedlich für den ersten Kanal gegenüber den übrigen Kanälen eines Zyklus, auch die Synchronisation von Abfragezyklus zu Abfrasezyklus sehr erleichtern kann, so daß eine ganz bestimmte Folge von Kodebits im gesamten Impulszug nur dann angetroffen wird, wenn der erste Kanal an die Reihe kommt

ίο Aus Gründen, die weiter unten noch klar werden, ist es günstig, die Hauptintervalle oder »Abschnitte« zwischen den zu ein und demselben Signaiweg gehörenden Kanälen wesentlich kürzer zu machen als die Dauer der Telegraphieschritte des auf diesen Weg

is gegebenen Signals. Beispielsweise wird im Falle eines Telegraphiewegs für 50 Baud (Dauer der Telegraphieschritte jeweils 20 ms) jeder ein Hauptintervall bildende Abschnitt vorteilhafterweise 8 ms lang gemacht. Auf diese Weise ist man selbst im Fall einer starken Verzerrung s eher, daß der Abschnitt noch kurzer als das kürzestmögliche Intervall zwischen zwei Übergängen (welches sich beispielsweise 10 ms nähern kann, jedoch nicht darüber hinausgeht) ist

Bei einem so kurzen Abschnitt kann man sich mit einer Unterteilung in nur ein Dutzend Unterintervalle begnügen. Es genügt dann ein Kode mit vier Binärziffern, um den Rang eines Unterintervalls, in welchem ein Übergang erscheint, zu definieren. Die Position des Übergangs innerhalb des Abschnitts wird dann mit einem Fehler angegeben, der, bezogen auf den Telegraphieschritt, 3,3% nicht überschreitet, was auf jeden Fall in der Praxis akzeptabel ist. Für diesen Fall werden die permanenten Polaritäten durch die Werte 14 und 15 der im Gray-Kode verschlüsselten Zahlen charakterisiert.

In jedem Fall ist ein Binärkode jeweils einem Abschnitt zugewiesen dessen Dauer umgekehrt proportional zur Modulationsgeschwindigkeit des Signals ist Im Falle eines vierstelligen Binärkodes erhält man eine Tabelle wie die folgende:

Modulations	50 (75)	Schrittdauer	20 ms	Dauer des	Dauer des	8 ms	Probe	1,5 kHz	Zahl der	125	Frequenz
geschwindigkeit	200 (300)		5 ms	Unterintervalls	Abschnitts	2 ms	entnahme	6 kHz	Kodeworte	500	der kodierten
(Baud)	800 (1200)		1250 μβ			500 μ5	frequenz	24 kHz	pro see	2 000	Aussendung (Reihe)
V	1600 (2400)	M	625 μβ	= 0'	0	250 \is	/	48 kHz	η	4 000	F
3200 (4800)	312,5 \üs	666 μ5	125 μβ	96 kHz	8 000	0,5 Kilobits
6400 (9600)	156,25 μβ	166 μ5	62,5 μβ	193 kHz	16 000	2 Kilobits
41,6 \is	8 Kilobits
20,8 μ8	16 Kilobits
10,4 με	32 Kilobits
5,2 μβ	64 Kilobits

In dieser Tabelle bedeutet ν die Modulationsgeschwindigkeit in Baud, M die Dauer des entsprechenden Telegraphieschrittes; Θ die Dauer des Abschnitts, θ' = Θ/12, die Dauer des Unterintervalls /= V0', η= 1/Θ die Zahl der Kodeworte pro Sekunde und F= 4n die Frequenz der kodierten Reihen-Aussendung.

In der ersten Spalte ist in Klammern die höchste Telegraphiegeschwindigkeit angegeben, die bei den durch die Werte der entsprechenden Leitung charakterisierten Bedingungen zulässig ist, solange die Verzerrung des Ursprungssignals nicht ±20% überschreitet.

Die Kodierer und Dekodierer der Wege unterscheiden sich in Abhängigkeit von der Telegraphiegeschwindigkeit nur durch die Probeentnahmefrequenz; wenn dieselbe Zahl der Unterintervalle pro Abschnitt beibehalten wird — wobei der letztere eine um so kürzere Dauer hat je größer die Geschwindigkeit ist —, ist die jedem Weg zugeordnete systematische Verzerrung die gleiche.

Die Multiplexbildung der Wege mit verschiedenen Telegraphiegeschwindigkeiten wird erhalten, indem die Kodeworte (die beispielsweise vier Binärziffern umfassen) eines jeden der Wege mit einer Geschwindigkeit aufeinanderfolgend ausgesendet werden, die genügt, daß die Gesamtheit der Wege am Ende eines Zyklus analysiert sein kann, dessen Dauer die des längsten

Abschnittes ist (entsprechend dem langsamsten Weg).

Zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung ist willkürlich ein Multiplexbildungszyklus gewählt worden, der die folgenden Charakteristiken aufweist:

Zyklusdauer (Kette)	8 ms
Zahl der Kanäle pro Kette	32
Zahl der Binärziffern pro Kanal
(Kode) k	4
Zahl der Binärziffern pro Kette	128
Aussendeleistung	16 Kilobits/s

Die Leistung berechnet sich in der folgenden Weise:

Für k=4 mit 2⁴= 16 erhält man eine Zahl von Unterintervallen pro Abschnitt gleich 16 minus 4 oder 12 Entnahmeimpulse pro Abschnitt und 4 Bewertungsimpulse pro Abschnitt. Dies führt zu einer einheitlichen Leistung von 0,5 Kilobits/s (und einer Probeentnahmefrequenz von 1,5 kHz). Wenn 32 Kanäle pro Kette vorhanden sind, steigt die Gesamtleistung auf 0,5 · 32 = 16 Kilobits/s.

In den unten ausgeführten Multiplexbildungsbeispielen erhält man ausgehend von der Grundgeschwindigkeit des oder der langsamsten Kanäle schnellere Wege in einem Verhältnis n, in dem man η langsame Kanäle parallel setzt, um einen schnellen Weg zu bilden.

Unter den möglichen Kombinationen werden die folgenden angeführt:

a) Man überträgt 32 telegraphische Wege mit 50 Baud, d. h. ein Kanal pro Weg, indem man für jeden Weg eine Zahl von vier Binärziffern während 250 μ5 alls 8 ms aussendet.

b) Es wird die Übertragung von 24 Wegen mit 50 Baud und zwei Wegen mit 200 Baud ausgeführt. Für die letzteren beläuft sich die Dauer eines Abschnittes auf 2 ms, so daß während den 8 ms, die die vollständige Kette dauert, vier kodierte Kombinationen für jeden Weg mit 200 Baud ausgesendet werden. Man weist beispielsweise die Kanäle 2,10,18,26 einem ersten Weg mit 200 Baud, die Kanäle 5,13,21,29 einem zweiten Weg mit 200 Baud und alle anderen Kanäle, 24 an Zahl, den telegraphischen Wegen mit 50 Baud zu.

c) Es werden 1 Weg mit 800 Baud, 2 Wege mit 200 Baud und 8 Wege mit 50 Baud übertragen. Es kann dann eine Zuweisung der Kanäle der folgenden Art vorgenommen werden:

1 Weg mit 800 Baud

Alle ungeraden Kanäle (von 1 bis 31)

2 Wege mit 200 Baud
Kanäle 2-10-18-26
Kanäle 6-14-22-30

8 Wege mit 50 Baud
Kanäle 0,4,8,12,16,20,24,28.

Die im folgenden beschriebene Multiplexbildungseinrichtung gemäß der Erfindung basiert auf der dritten oben angegebenen Variante.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das den Ort der Kanäle einer Kette zwischen den Wegen angibt,

F i g. 2 ein allgemeines Diagramm, das die Vorgänge in allen Wegen einer Kette als Funktion der Zeit angibt,

F i g. 3 ein allgemeines Schema der Gesamtheit einer Anssende-Empfangs-Anordnung,

Fig.4a ein logisches Schema eines Kodierers für alle Kanäle bis auf einen,

F i g. 4b ein Schema eines modifizierten Kodierers für einen als Bezugskanal dienenden Kanal,

Fig.5a den Aufbau der Multiplexbildung für einen Weg mit 50 Baud,

F i g. 5b den Aufbau eines Weges mit schnellerer Telegraphiegeschwindigkeit,

F i g. 6 ein zusammengedrängtes Schema eines Multiplexkopplers,

F i g. 7 ein Schema einer Multiplex-Aufspalt-Einheit, F i g. 8 ein Schema eines Dekodierers,

Fig.9 ein Schema der Synchronisationseinrichtung und

Fig. 10 ein Schema einer anderen Ausführungsform einer Synchronisationseinrichtung.

In der in Fig. 1 gezeigten Kette mit 32 Kanälen, die von 0 bis 31 numeriert sind, gibt es acht Wege mit 50 Baud (Kanäle 0, 4, 8,12,16, 20, 24, 28), zwei Wege mit 200 Baud (Kanäle 2-10-18-26, Kanäle 6-14-22-30), einen Weg mit 800 Baud, ungerade Kanäle.

Die Ausgänge der acht Wege mit 50 Baud sind durch die Indizes a\ ... ag, die Ausgänge der zwei Wege mit 200 Baud durch die Indizes b\, bi und der Ausgang des Weges mit 800 Baud durch den Index C\ markiert.

In Fig.2 ist ein allgemeines Diagramm der Zeiten gezeigt, die die Betriebsfolge des Multiplex bzw. Vielfaches festlegen. Es umfaßt 12 graphische Darstellungen bzw. Kurven a,b,...k, 1.

Jede Kurve repräsentiert ein Zeitintervall von 8 ms.

Für die acht Wege mit 50 Baud a)...h) bedeutet eine solche Dauer einen Abschnitt, der in ein Dutzend Unterintervalle durch Impulse der Frequenz 1,5 kHz unterteilt ist. Der Weg a) belegt den Kanal (0) des Multiplex mit 32 Kanälen, der Weg b) den Kanal (4) usw„ der Weg h)belegt den Kanal (2S).

Für die zwei Wege mit 200 Baud, i) und j), repräsentiert das Intervall von 8 ms vier Abschnitte, jeder mit einer Dauer von 2 ms, die in Dutzend Unterintervalle durch Impulse der Frequenz 6 kHz unterteilt sind. Der Weg i) belegt die Kanäle (2), (10), (18), (26) des Multiplex, der Weg j) die Kanäle (6), (14), (22), (30).

Für den Weg mit 800 Baud, k), repräsentiert das Intervall von 8 ms 16 Abschnitte, jeder mit einer Dauer von 0,5 ms, die in ein Dutzend Unterintervalle durch Impulse der Frequenz 24 kHz unterteilt sind.

Die Kurve /^zeigt, daß während einer Zeit gleich 8 ms der Multiplex-Koppler X(s. Fig.3) 128 Impulspositionen mit der Taktfolge von 16 kHz (16 Kilobits/s), gruppiert in 32 von 0 bis 31 bezifferte Kanäle, auf die Leitung gibt

Fig.3 zeigt sehr schematisch die Gesamtheit der

Im Aussendeteil sind die Eingänge der Wege mit Ej... Eu markiert Jeder Weg umfaßt eine Probeentnahme oder Entnahmeorgan P, einen Kodierer K und einen Ausgangsspeicher M In jedem Weg weist jedes der Organe einen Index von 1 bis 11 auf, der kennzeichnend für den Weg ist Alle diese Wege werden in einem Multiplex-Koppler X vereinigt, der in Verbindung mit den Fig.5a, 5b, 6 im einzelnen beschrieben wird. Der Multiplex-Koppler X ist mit einem einzelnen Kodewandler 71, natürlicher Binärkode — rückbezüglicher Binärkode, verbunden, dessen durch einen Verstärker A\ verstärkte Ausgangsimpulse von einer Leitung L übertragen werden.

Die Kodierer sind im Prinzip alle identisch. Lediglich die Probeentnahmefrequenz wechselt in Abhängigkeit

von der Telegraphiegeschwindigkeit des Weges: Fi = 1,5 kHz bei 50 Baud, F₂ = 6kHz bei 200 Baud, F₃ = 24 kHz bei 800 Baud.

Der Multiplex-Koppler X liefert die Bewertungsimpulse mit der Frequenz F* = 16 kHz.

Jeder Kodierer Kjführt zu einem Speicherregister Mj, das parallel die Kodeimpulse enthält (vier im vorliegenden Beispiel), denn das In-eine-Reihe-bringen der auf die Leitung gegebenen Impulse wird durch den Multiplex-Koppler ausgeführt.

Am Empfangsteil kommt die Leitung L über einen Verstärker A2 an, der mit einem Kodewandler Ti verbunden ist, der die zu 7Ί inverse Umkodierung ausführt. Am Eingang von T2 gestattet ein Synchronisationsorgan Z die Wiederherstellung der Taktfolge im Empfangsteil, und ein Verteiler D gewährleistet die allgemeine Synchronisierung der aus dem Multiplex aufgespaltenen Wege.

Die Synchronisationsimpulse der Kette sind mit H und H' bezeichnet, die Synchronisationsimpulse des Weges sind h und h'. Der Kodeumwandler T2 steuert gleichfalls ein Multiplex-Aufspalter-Organ Y, dessen verschiedene Ausgänge, die jeweils die gleiche Ziffer wie die Eingänge von X aufweisen, eine Kette von Organen N (Speicher), H-' (Dokodierer), B (Weg-Ausgangs-Verstärker), die auf eine Klemme S hinauslaufen, versorgen. Jedes dieser Organe trägt die gleiche Ziffer wie der entsprechende Aussendeweg.

Der Verteiler D liefert an alle Dekodierer W die Impulse Λ und Λ'.

Fig.4a zeigt einen Logik-Schaltplan beispielsweise eines Kodierers. 11,12 und 13 sind bistabile Kippstufen; 14, 15 und 16 sind monostabile Kippstufen; 14 und 15 geben eine Verzögerung von 2,5 μ5; 16 gibt eine Verzögerung unter 6 με; 21, 22,23 sind UND-Schaltungen mit zwei Eingängen; 24, 25 und 26 sind ODER-Schaltungen; 41 ist eine »Modulo 2«-Schaltung oder auch eine EXKLUSIV-ODER-Schaltung.

44 ist ein Binärzähler mit vier Binärziffern; 45 ist ein Dekodierer, der die Zustände 13, 14, 15 des Zählers 44 dekodiert; 46 ist ein Speicher, in den der Zustand des Zählers 44 unter df r Steuerung eines an D am Ausgang der ODER-Schaltxig 26 auftretenden Impulses übertragen wird.

Bei de · Schaltung τ ach F i g. 4a weisen der Zahler 44, der Speicher 46 und dt' Dekodierer 45 vier Bit ärziffern auf. Die Impulse sind mit h bezeichnet

In einer solchen Anordnung wird der Zustand 0 nicht gebildet, der Zustand 1 wird gebildet, jedoch nicht übertragen, und die Permanentzustände werden entweder durch 14 oder 15 registriert

Eine solche Untereinheit versorgt die Kanäle mit dem Rang ibis 3l (F ig. 1).

F i g. 4b zeigt einen Teil der F i g. 4a mit den folgenden Modifikationen:

1. Der Dekodierer 45 wird der Dekodierer 45', der die Zustände 13,14,0 dekodiert

2. Es gibt eine vierte monostabile Kippstufe 17 in Reihe mit der monostabilen Kippstufe 16.

3. Die ODER-Schaltung mit vier Eingängen 24 ist durch eine ODER-Schaltung mit fünf Eingängen 27 ersetzt, die die Impulse h und die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufen 14, 15, 16 und 17 empfängt

3. Die UND-Schaltung 22 ist mit einer Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme 0 des Dekodierers 45' verbunden.

Die gemäß der Fig.4b modifizierte Untergruppe versorgt den Kanal mit dem Rang 0, für den die Permanentzustände entweder durch 14 (1001) oder durch 0 (0000) kodiert sind.

Die Fig.5a und 5b zeigen die Organisation der Multiplexbildung im Fall von Wegen mit diversen Telegraphiegeschwindigkeiten.

Die F i g. 5a bezieht sich auf einen Weg mit 50 Baud. Der Ausgangsspeicher mit vier Teilspeichern 46 eines Kodierers (s. F i g. 4a oder 4b) ist mit vier UND-Gattern mit zwei Eingängen verbunden, die Öffnungsbefehle eines Zeitverteilers mit in allgemeiner Weise markierten Zeiten empfangen (s. F i g. 6).

Eine solche Gruppe von vier UND-Gattern 201 empfängt eine Gruppe von vier nebeneinanderliegenden Zeiten und gibt gemeinsam auf eine ODER-Schaltung 202, die einem der Kanäle von Nummer 0 bis Nummer 31 des Multiplex entspricht, ab. Dies ist durch die Bezeichnung »Kanal i« angegeben, wobei /einen der 2» Werte 0,4,. ..24,28 annimmt, sei es eine Gesamtheit der acht Wege mit 50 Baud.

F i g. 5b zeigt in symbolischer Form den entsprechenden Aufbau für die Wege mil 200 Baud und den Weg mit 800 Baud.

Für jeden Weg mit 200 Baud wird der entsprechende Kodierer-Ausgangsspeicher 46 auf vier Gesamtheiten

201 vielfachgeschaltet, von denen jede mit einem Organ

202 in Reihe liegt. Für einen Weg mit 200 Baud nimmt das Bezugszeichen 'die Werte 2-10-18-26 an, für

so den anderen Weg m t 200 Baud nimmt das Bezugszeichen /die Werte 6- 14 - 22 -30 an.

Für den Weg mit 800 Baud wird der entsprechende Kodierer-Ausgangsspeicher 46 auf sechzehn Gesamtheiten 201 vielfachgeschaltet, von denen jede in Reihe mit einem Organ 202 liegt. Das Bezugszeichen / nimmt alle ungeraden Werte von 1 bis 31 an.

Es gibt insgesamt 128 UND-Gatter, die in 32 Gesamtheiten 201 gruppiert sind.

Fig.6 zeigt eine sehr gedrängte schematische Ansicht des Multiplex-Kopplers X.

Im oberen Teil der Figur ist ein Zeitverteiler t gezeigt, der von einem Generator 203 mit 16 kHz gebildet ist und einen Former 204 anstößt, der Impulse A'Iiefert Die letzteren werden in einem Zähler 205 mit sieben Binärstufen (2⁷ = 128) gezählt. Die Stufen des Zählers 205 werden in einem Organ 206 dekodiert das die diversen Zeiten t liefert, die zum öffnen der UND-Gatter der Einheiten 201 benötigt werden (s. F i g. 5a und 5b).

Die Vielfache von 4 von 0 bis 124 werden in einer ODER-Schaltung 207 empfangen, die am Ausgang ein Signal c liefert dessen Bedeutung nachfolgend angegeben wird.

In dem unteren Teil der Figur sind die ODER-Schaltungen 202 (drei sind dargestellt; es gibt davon 32) mit dem Eingang einer ODER-Schaltung211 verbunden.

Die ODER-Schaltungen 2102 könnten eventuell von einem rein logischen Standpunkt fortgelassen werden, wobei alle Ausgänge der UND-Schaltungen 201 dann an dem Eingang einer ODER-Schaltung mit 128 Eingängen wieder zusammengeführt wurden.

Die Organe 212, 213 und 214 bilden den einzelnen Aussende-Kodeumwandler 71 (Fig.3). 212 ist ein Schieberegister mit zwei Unterregistern, das zwei von 211 ausgehende aufeinanderfolgende Impulse a, 6 mit h' auf der Vorrückleitung empfängt; 213 ist ein UND-Gatter, das das Ausgangssignal a von 212 und das Signal c empfängt; 214 ist ein Semi-Addierer-Modul 2, der das

Ausgangssignal von 213 und das Signal b empfängt.

Die rückbezüglicher-Binärkode-natürlicher-Binärkode-Umwandlung erfolgt sehr einfach durch die Modul-2-Addition von zwei aufeinanderfolgenden Kodeimpulsen, mit Ausnahme des ersten Impulses einer jeden Kombination, der ungeändert bleiben muß: Das Signal c, dessen logisches Niveau »Null« für alle Impulse der Vielfachreihe von 4 und »1« die übrige Zeit ist, das somit den Augenblick des Erscheinens des ersten Impulses von jedem Kanal angibt, gestattet diese Einschränkung vorzunehmen.

Die logischen Werte der zwei aufeinanderfolgenden Kodeimpulse seien mit a und b bezeichnet; der in F i g. 6 dargestellte Kodeumwandler für die folgenden logischen Operationen aus:

s = bx+bx,

wobei χ ein von dem Gatter 213 ausgehendes Zusatzsignal und s das von dem Kodewandler ausgehende Signal ist.

Wenn b der erste auf einem Kanal vorkommende Kodeimpuls ist, ist a der letzte zu dem vorhergehenden Kanal gehörende; in diesem Augenblick hat man c=0, woraus folgt Ar=O, x=\. Daraus folgt s=b (erster 2j umgeänderter Kodeimpuls).

Wenn b ein Impuls des Ranges 2, 3 oder 4 ist, ist a der vorhergehende Impuls desselben Kanals, jedoch im Augenblick des Erscheinens von b ist: c=1, somit Af=a. Daraus folgt s=äb+ab (Modul-2-Addition von zwei κι aufeinanderfolgenden Binärziffern). Die Kodeumwandlung ist somit vollständig ausgeführt.

Der Verstärker A\ gibt die Kodeimpulse auf die Leitung L

Fig.7 zeigt die Einheit des Mulliplex-Aufspalters Y im Empfangsteil. Seine Beschreibung kann nach der des Multiplex-Kopplers abgekürzt werden, denn er benutzt die gleichen Prozeßschritte in inverser Reihenfolge.

Der mit dem Ende der Leitung L verbundene Verstärker A₂ speist einerseits die Synchronisalionsein- 4» richtung Z, die 128 Zeiten t während eines Intervalls von 8 ms ebenso wie das Signal c liefert, und andererseits den Kodewandler T₂ bekannten Typs, der ein HaIb-Addierermodulo 2 301, der mit dem Ausgang des Verstärkers A₂ verbunden ist und dem eine bistabile Kippstufe 302 folgt, und eine UND-Schaltung 303 umfaßt, die einerseits das Signal c und andererseits das Ausgangssignal der Kippstufe 302 empfängt Kanal

Der Ausgang des Kodewandlers T₂ steuert parallel

Gruppen von vier UND-Gattern 304, die darüber hinaus die von dem Organ Zgelieferten Zeiten t empfangen.

Die Ausgangssignale einer Gruppe von vier UND-Gattern 304 werden in einem Eingangsspeicher des Dekodierers 55 empfangen (s. F i g. 8). Es sind also acht Eingangsspeicher (55)so für acht Wege mit 50 Baud, zwei Eingangsspeicher (55)200 für zwei Wege mit 200 Baud und ein Eingangsspeicher (55)boo für den Weg mit 800 Baud vorhanden. An den Eingangsspeichern der schnellen Wege findet man die Vielfachanschlüsse wieder, die bei dem Multiplex-Koppler vorhanden sind.

Das Organ Zwird in F i g. 9 beschrieben.

Fi g. 8 zeigt das vereinfachte Schema eines Dekodierers, der von den Organen 55 (Eingangsspeicher), 56 (Komparator), 57 (Zähler), 73 (UND-Gatter), 76 (Verzögerungsorgan) gebildet ist, die auf der Basis von vier Binärziffern aufgebaut sind. Eine Klemme Q empfängt eine äußere Synchronisation, die von dem Organ Zgeliefert wird (Beginn des Kanals). Die Impulse h werden von dem Zähler 57 gezählt. Ein Signal wird durch das UND-Gatter 73 auf die Klemme Si gegeben, wenn eine Übereinstimmung der Eingänge an den vier Komparatoren 56 vorhanden ist.

■5 In F i g. 9 ist das Schema der allgemeinen Synchronisationseinrichtung Z,gezeigt, die zur Dekodierung und zur Festlegung des örtlichen Taktes in der Weise dient, daß die gewollte Aufteilung der Impulse zwischen den verschiedenen die Wege bildenden Kanäle gewährleistet ist. Der Aufbau dieses Organs basiert auf den folgenden Überlegungen:

In dem vorliegenden Beispiel eines Multiplex mit 32 Kanälen, dessen Kette 128 Binärziffern, aufgeteilt in 32 Intervalle (0 bis 31) mit je vier Binärziffern, umfaßt,

ι·-, weist man das Intervall 0, das gerade der Synchronisation gedient hat, einem der Wege mit minimaler Teiegraphiegesehwindigkeit, hier 50 Baud zu.

Für alle Wege bis auf den 0 zugewiesenen Weg wird der rückbezügliche Binärkode mit den folgenden Vereinbarungen benutzt.

0 (0000) nicht übertragen,

1 (0001) nicht übertragen,

14(1001) lndexierung eines permanenten positiven Zustandes,

15(1000) lndexierung eines permanenten negativen Zustandes.

Für den 0 zugewiesenen Kanal wird der gleiche Kode, jedoch mit einer anderen Vereinbarung verwendet:

15 (1000) nicht übertragen,
1 (0001) nicht übertragen,
14(1001) lndexierung eines permanenten positiven

Zustandes,

0 (0000) lndexierung eines anderen permanenten negativen Zustandes.

Der Zustand 0 und der Zustand 15 sind ausgetauscht.

Aus diesen Vereinbarungen folgt, daß an der Verbindungsstelle beliebiger zweier Zeitintervalle bis zu fünf aufeinanderfolgende Nullen angetroffen werden können; dagegen liegt, wenn wenigstens sechs Nullen aufeinanderfolgend angetroffen werden, sicher die Verbindung der Kanäle 31 und 0 oder 0 und 31 vor.

Die möglichen Fälle sind nachfolgend dargestellt:

Kanal 0

Kanal 1

1000 0000 XXXX Zustand 5

X \ 0 0 0000 XXXX Zustand P₂

XXXQ 0000 QXXX Zustand P₃

XXXi 0000 ΟΟΛΆ" Zustand Pa

In der Tabelle bezeichnen die X einen beliebigen Wert (0 oder 1) der betrachteten Zahl; in jeder sechs aufeinanderfolgenden Nullen umfassenden Folge erscheint notwendigerweise die vierte im Intervall 0, es kann jedoch irgendeine der vier »permanent negativ« Kodeziffern von 0 sein; gemäß diesem Rang sind die entsprechenden Zustände S, Pi, P3, Pa genannt

Die Synchronisationseinrichtung umfaßt unter Beachtung dieser Ausführungen ein Schieberegister mit sieben Kippstufen 402, das die Identifizierung einer Anordnung einer 1 gefolgt von sechs Nullen in einer Folge von Impulsen gestattet, die auf einer Klemme E ankommt, und einen Zähler mit sieben Binärstufen 403,

die von 0 bis 127 im Taktrhythmus h' vorrücken. Per Definition liegt eine Synchronisierung vor, wenn der Zähler eine Null bei Erscheinen des Zustandes S, eine 1 beim Erscheinen des Zustandes P₂, eine 2 beim Erscheinen des Zustandes P3 und 3 beim Erscheinen des Zustandes Pa, markiert. Die Synchronisation erfolgt in der folgenden Weise:

Wenn ein Zustand, der eine 1 gefolgt von sechs Nullen aufweist, identifiziert wird, wird der Zähler auf Null zurückgestellt, wenn er irgendeine Zahl zwischen 4 und 127 markiert (einschließlich den Grenzen); wenn der Zähler 0, 1, 2 oder 3 markiert, wird er in dem Zustand belassen, in dem er sich befindet.

Diese Regel wird durch die Prüfung verschiedener möglicher Fälle belegt:

1. Fall: In dem Augenblick, wo ein Zustand 1 000 000 festgestellt wird, markiert der Zähler eine Zahl zwischen 4 und 127. In diesem Fall wird auf Grund der Regel der Zähler auf Null zurückgestellt.

Wenn dieser Zustand der Zustand 5 war, ist die Synchronisierung ausgeführt.

Wenn dieser Zustand der Zustand P war, ist der zweite Fall eingetreten.

2. Fall: Der Zähler markiert Null bei Erscheinen des Zustandes P. Der erste Zustand S, der im Verlauf eines späteren Zyklus entsteht, fällt notwendigerweise mit dem Auftreten der Zahl 127 oder der Zahl 126 oder der Zahl 125 zusammen. Der Zähler wird somit auf Null zurückgestellt, und die Synchronisierung ist ausgeführt.

3. Fall: Der Zähler markiert 1 beim Erscheinen von S, folglich 2 beim Erscheinen von P₂, 3 beim Erscheinen von P3. Beim ersten Erscheinen von P4 im Verlauf eines späteren Zyklus wird der Zähler 4 markieren, und es tritt der erste Fall ein. Ebenso tritt, wenn der Zähler 2 beim Zustand S anzeigt, der erste Fall ein beim ersten 3^r> nachfolgenden Erscheinen von Pj oder P₄; schließlich führt, wenn er 3 beim Zustand Sanzeigt, jeder Zustand P zum gleichen Ergebnis.

Diese Regel wird angewendet mit Hilfe der Organe 404, dem dem Register 402 zugeordneten UND-Gatter, das die Signale a, B. c. 3, e, f, g empfängt, die einen Zustand 1000000 zu identifizieren gestatten, der ODER-Schaltung 405, die mit den Teilzählern 4,8, ... 64 des Zählers 403 verbunden ist, die die Zustände 4 bis 127 zu identifizieren gestatten, des UND-Gatters 406 der mit einem Eingang mit dem Ausgang von 404 und einem anderen Eingang mit dem Ausgang von 405 verbunden ist und einen Ausgang aufweist, der ein Rückstellen auf Null bei dem Zähler 403 bewirken kann.

Von dem Zähler 403 werden über einen Dekodierer 407 die Zeiten t und über eine ODER-Schaltung 408 ein für die Kodeumwandlung und die Synchronisation der Kanäle verwendetes Signal c=0 abgenommen (s. oben).

Ein Organ 401 bekannten Typs gestattet die Wiedergewinnung der Impulse h'.

Die obige Prüfung der Wahrscheinlichkeit des Erscheinens der verschiedenen erwähnten Zustände zeigt, daß im allgemeinen die Synchronisation sehr schnell erfolgt, daß sie jedoch in bestimmten Fällen mit geringer Wahrscheinlichkeit eine Verzögerung von etwa zehn Telegraphiemerkmalen des langsamsten Weges erfordern kann.

In F i g. 10 ist das Schema einer Synchronisationseinrichtung mit schnellerer und sicherer Betriebsweise gegenüber der in F i g. 9 gezeigt.

In dem Schema der F i g. 10 ist gegenüber den durch die Einrichtung gemäß Fig. 9 ausgeführten Funktionen die folgende Ergänzung hinzugefügt.

Die Synchronisation der Worte ist korrekt bei der Identifizierung einer Reihe von Permanentzuständen »15« (1000) im Verlauf der Kette; da diese Folge durch zwei aufeinanderfolgend kodierte Kombinationen imitiert werden kann (beispielsweise 8 bis 5), muß nachgeprüft werden, ob dieser Zustand mehrere Male hintereinander in der Kette mit einem regelmäßigen Abstand von An Binärziffern auftritt.

Die vervollständigte Schaltung umfaßt darüber hinaus einen Dekodierer der Zustände 1000 (α= 1) und der Zustände 1000000 (j3 = l), 410, ein Schieberegister mit neun Unterregistern 411, das das Signal α empfängt und einer Mehrheits-Entscheidungsschaltung 412 zugeordnet ist, eine Umkehreinrichtung 413, die das Ausgangssignal γ von 412 empfängt und γ liefert, eine ODER-Schaltung 414, die γ und c empfängt und ein Signal Σ liefert, und eine ODER-Schaltung 415, die die Zustände 4 bis 127 des Zählers 403 an dem Ausgang von 405 und das Signal Σ smpfängt, wobei ihr Ausgang mit dem Zustand jS mit dem Eingang des UND-Gatters 406 verbunden ist, da das Signal zur Nullstellung des Zählers 403 liefern kann.

Da das Register 411, das für die Kombination 1000 charakteristische Signal λ empfängt, weist die Schaltung 412 die Existenz der zwei Ziffern »15« in drei aufeinanderfolgenden Zeitintervallen nach.

Die Majoritätslogig-Einrichtung liefert ein Signal γ gleich 0, wenn eine Gruppe von wenigstens zwei Zuständen »15« nicht gefunden worden ist und gleich 1 in den entgegengesetzten Fall. Der Zähler seinerseits sendet ein Zusatzsignal cgieich 0 jedesmal, wenn er 0.4, 8 ... 124 anzeigt, und gleich 1 in dem entgegengesetzten Fall aus. Das Signal Σ = γ + c ist g'eich 0. nur, wenn die Synchronisation des Wortes ausgeführt ist: in diesem Fall wird durch das Erscheinen des Zustandes (1000000) der Zähler nicht auf Null zurückgestellt, wenn er eine Zahl zwischen 4 und 127 markiert; tatsächlich muß ein unzeitiges Zurückstellen auf Null vermieden werden, wenn im synchronisierten Zustand der Zustand P₂ (der Zähler markiert 1) oder der Zustand P3 (der Zähler markiert 2) oder der Zustand Pa, (der Zähler markiert 3) erscheint.

Mit dieser logischen Anordnung wird die Synchronisation bei dem Erscheinen (sehr häufig, mit einer Wahrscheinlichkeit in der Größenordnung von 10%) des Zustandes 5 ausgeführt, und das Erscheinen (weniger häufig) eines der Zustände P zerstört nicht künstlich die Synchronisation.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Multiplexkodierung und -dekodierung verschiedener zweiwertiger Signale teilweise unterschiedlicher Telegraphiegeschwindigkeiten, deren langsamste der gemeinsame Teiler der schnelleren ist, auf einer Vielzahl von Zeitmultiplexkanälen, von denen als Weg für jedes Signal der langsamsten Geschwindigkeit jeweils ein Kanal und als Weg für jedes Signal einer /7-mal höheren Geschwindigkeit jeweils π gleichmäßig beabstandete Kanäle bereitgestellt werden und wobei die zum jeweils selben Signal gehörenden Kanäle mit dem Eingang eines diesem Signal zugeordneten Kodierers vielfachgeschaltet sind, und wobei ferner eine Anordnung vorgesehen ist, welche für jedes Signal die zwischen den ihm zugeordneten Kanälen liegenden Hauptintervalle jeweils in eine Folge gleichmäßig beabstandeter Unterintervalle aufteilt, deren Anzahl in allen Fällen gleich ist, sowie eine Aussendeeinrichtung, die für jeden Kanal eine 4stellige Binärzahl erzeugt, deren Wert das Unterintervall eines Übergangs im Signal oder den Permanentzustand des Signals innerhalb des Hauptintervalls anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aussendeeinrichtung der Wert des Unterintervalls eines Signalübergangs mit den Kodekombinationen 0011, 0010, 0110, Olli, 0101, 0100, 1100, 1101, 1111, 1110, 1010 und 1011 verschlüsselt wird, daß für alle Kanäle bis auf den ersten Kanal das Aussenden der Permanentzustände mit den Kodekombinationen 1001 und 1000 erfolgt, daß für den ersten Kanal die Kodekombinationen 1001 und 0000 zur Verschlüsselung der Permanentzustände verwendet werden, daß für alle Kanäle die Aussendung der Kodekombination 0001 untersagt ist und daß empfangsseitig zur Dekodierung eine Synchronisationseinrichtung, die im wesentlichen ein Register mit sieben Unterregistern umfaßt, vorhanden ist, die die Identifizierung einer Konfiguration 1000000 gestattet, und ein Zähler mit sieben Binärstufen, der Taktimpulse empfängt, und logische Schaltungen zur Anlegung eines Null-Befehls an den Zähler, wenn die obenerwähnte Konfiguration in Koinzidenz mit beftimmten Zählzuständen des Zählers auftritt, wobei der Zähler einem Zeitverteiler zugeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnungen zur Identifizierung einer Kombination 1000, eine entsprechende Mehrheits-Ent-Scheidungsanordnung und logische Schaltungen, um den Zähler im Fall einer positiven Mehrheitsentscheidung unverändert zu lassen.