DE2149911C3

DE2149911C3 - Schaltungsanordnung zur gegenseitigen Synchronisierung der in den Vermittlungsstellen eines PCM-Zeitmultiplexfernmeldenetzes vorgesehenen Amtstaktoszillatoren

Info

Publication number: DE2149911C3
Application number: DE2149911A
Authority: DE
Inventors: Otto 8000 Muenchen Karl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-10-06
Filing date: 1971-10-06
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS5346044B2; NL7213581A; LU66233A1; AT327996B; GB1387168A; IT968637B; US3869579A; FR2155528A5; HU167524B; DE2149911B2; ATA802472A; DE2149911A1; SE377641B; SU644410A3; BE789775A; CH563088A5; JPS4846203A

Description

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 his 7. gekennzeichnet durch von außen ausgelöste Referenzphasenbildungen.

In konventionellen Fernmelde-, insbesondere FemsprechvermjUlungsanlagen findet eine Übertragung von zeitlich kontinuierlichen Analogsignalen in räumlich voneinander getrennten Übertragungskanälen statt. Neuere Fernsprechvermittlungsanlagen machen nicht vom Raumvielfachprinzip. sondern vom Zeitmultiplexprinzip Gebrauch, wobei zeitlich diskontinuierliche Analogsignale übertragen werden. In letzter Zeit erlangen daneben zunehmend Fernsprechvermittlungsanlagen Bedeutung, in denen eine Übertragung von (ebenfalls zeitlich diskontinuierli-

chen) Digitalsignalen stattfindet; in diesem Zusammenhang hat besondere Bedeutung die Pulscodemomulation (PCM) erlangt, bei der zu periodisch aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Amplituden-Augenblickswerte des Sprachsignals durch BinärvKjrte abgebildet werden, die dann übertragen werden. Die Grundaufgabe einer PCM-Zeitmultiplexvertnittlungsstelle liegt dann darin, die auf den zu der Vermittlungsstelle hinführenden PCM-Empfangs-Zeitmultiplexleitungen in Zeitkanälen, die auf diesen Leitungen den einzelnen Verbindungen zugeteilt sind, auftretenden Binärworte zu der gewünschten Verbindung entsprechend ausgewählten, von der Vermittlungsstelle wegführenden PCM-Sende-Zeitmultiplexleitungen hin durchzuschalten, und zwar zu den Zeitkanälen, die auf diesen Leitungen den einzelnen Verbindungen zugeteilt sind. Dem vii_rdrahtmäßigen Betrieb der bei der PCM-Zeitmultiplex-Vermittlungsstclle ankommenden bzw. von dort abgehenden PCM-Zeitmuhiplexleitungen entsprechend handelt es sich dabei stets um eine vierdrahtmäßige Durchschaltung, d. h.. bei der Durchschaltung sind beide t !bertragungsrichtungen getrennt /u berücksichtigen. Dabei wird für die Übertragung der im Zuge einer Gesprächsverbindung zu übertragenden Binärworte über eine mit einer solchen Vermittlungsstelle verbunden;:, vierdrahtmäßig betriebene PCM-Zeitmultiplexleitung üblicherweise (mit Rücksicht auf steuerungstechnische Vereinfachungen bezüglich der Zusammengehörigkeit der für die beiden Übertragungsrichtungen jeweils benutzten Zeilkanäle in den einzelnen Zeitmultiplexvermiitlungsstellen) in beiden Übertragungsrichtungen jeweils der gleiche Zeitkanal innerhalb des jeweiligen, auf dem Amtspulsrahmen der betreffenden sendeseitigen Vermittlungsstelle basierenden Pulsrahmens benutzt (siehe z. B. Proc. IEE 111 [1964] 12, S. 1976 bis I'M). 1976, r. Sp. m.)· Voraussetzung für ein einwandfreies Durchschalten in einer PCM-ZcitmultiplexvermilUungsstellc ist, daß die jeweils durchzuschaltenden Binärworte jeweils zci (richtig 7U ihrer Durchschaltung zur Verfugung stellen. Diese Voraussetzung ist nicht von vornherein erfüllt, da die einzelnen zu einer PCM-Zeitmultiplexvermittlungsstellc eines PCM-Fernmeldeiietzes führenden PCM-Zeiimultiplexleitungen in der Regel unterschiedliche Laufzeiten aufweisen, die noch dazu tcrnperaturbedingten Schwankungen unterliegen, und da die Bittakte der einzelnen PCM-Zeitmuitiplcxvermittlungsstellen zumindest nicht ohne weiteres miteinander übereinstimmen. I'm die genannte Wiraussetzung zu schaffen, sind im Prinzip diei Aufgaben zu lösen Is sind auf der Übertragungsstrecke entstehende kleine Phasenschwankungen (sogenannte Jitter) zu beseitigen und es sind die Bitfrcquenzunterschiede zwischen auf verschiedenen PCM-Zeitmultiplexleitiincen. d.h. aus verschiedenen Richtuni>en. übertragenen Signalen auszugleichen: schließlich ist. damit alle Zeitkanäle gleicher Ordnungsnummer innerhalb des jeweiligen Pillsrahmens in ankommender und abgehender Richtung untereinander zeitlich zusammenfallen und somit die Verbinduiiiisdurchschaltung für beide Übertragungsrichtungen"jeweils gleichzeitig vor sich gehen kann (sogenannter Isochron-Bctrieb). ein sogenannter Pulsrahmcnauseleich vorzunehmen.

Die erstgenannte Aufgabe laßt sich mit einer soeenanntcn"Sch\vungradschaltung lösen, in der die übertragenen Bits einen Schwingkreis hoher Gute anstoßen, der den Takt der somit regenerierten Bits bestimmt (Proc. IEE 113 [1966] 9, S." 1420 bis 1428, 1422; Informationen Fernsprech-Vermittlungstechnik 5 [1969] 1, S. 48 bis 59, 51); die letztgenannte Aufgabe läßt sich durch Einfügung von jeweils entsprechend bemessenen Laufzeitglicdern in die einzelnen zu den einzelnen PCM-Zeitmultiplexvermiltlungsstelleji hinführenden PCM-Empfangs-Zeitmulti-. plexleitungen lösen, durch die jeweils die Laufzeit ίο auf der betreffenden PCM-Zcitmultiplexleitung auf ein ganzes Vielfaches der Informationsbitrahmendauer ergänzt wird, so daß die Pulsrahmen aller zu der jeweiligen PCM-Zeitmultiplexvermittlungsstclle hinführenden PCM-Empfangs-Zcitmultiplcxleitungen untereinander sowie mit den durch den Amtspulsrahmen 'der betreffenden PCM-Zcitmultiplexvermhtlungsstelle gegebenen Pulsrahmen aller von dieser Vermittlungsstelle wegführenden PCM-Sende-Zeitmultiplexleitunuen zeitlich zusammenfallen (siehe so BSTJ. XXXVIII [1959] 4. S. 909 bis 932. 922; Proc.lEEE. 111 [1964] 12.S. 1976 bis 1980.1976.r.Sp. o.; Proc. IEE, 113 [1966] 9. S 1420 bis 1428. 1421. 1. Sp. o.; Informationen Fernsprech-Vermittlungstechnik 5 [1969] 1. S. 48 bis 59. 52. 53). Im Zusammcnhang mit dem renannten Rahmcnausgleich kann zugleich ein Ausgleich temperaturbedingter Laufzeit-Schwankungen vorgenommen werden (siehe z. B. Proc. IEE. 113 [1966] 9. S. 1420 bis 1428. 1421. r. Sp.-. Informationen Fernsprech-Vermittlungstechnik 5 [1969] l.S. 48 bis 59. 53).

Für den Ausgleich von Bitfrequenzunterschieden sind verschiedene I eisungsprinzipien bekannt (siehe Proc. IEE, 113. |1'>66] 9. S. 1420 bis 1428. 1421; Informationen Fernsprech-Vermittlungstechnik 5 [IW)I l.S. 48 bis 59. 51):

Beim Asynchronverfahren (HeUrochronv erfahren ) weist jede PCM-ZeitmultiplexvcrmittluntsstoHe einen eigenen unabhängigen Taktgenerator auf. und jede Empfangs-Zeitmultiplexlcitunc mündet in einen sogenannten Vollspeicher. dessen Speicherkapazität der Anzahl der Bits je Pulsrahmen entspricht und in derr die empfangenen Binärworte so lance festgehalten werden, bis sie in den Pulsrahmen der betreffcni.cn PCM-Zeitmultiplexvcrmittlunesstellc passen (der Vollspeicher bewirkt dabei zugleich den oben erwähnten Rnhmcnausglcich).

Beim Quasisvnchroinerfahren (Blindbitverfahren) weisen die PCM-Zeitniultiplcxvermittluni'sstellen eines PCM-Fernmeklenetzes eiuene unabhänuiee Taktgencratoren auf. doch wird die Informationshitfrequcnz. d.h. die mittlere Anzahl von Information tragende Bits pro Sekunde, für ;i'L· PC\!-7i-^;tmi'hiplewcrmiltlungsstellen des ganzen PCM-Fernmeklenetzes gleichgemacht, indem der unterschied zvvi-55 sehen ile'i BiU;iktircquen/\n dt.r einzelnen PCN¹-/oitmultiplexvermittlung .stellen und der einheitlichen Informationsbitfrequenz durch die Finfüeunt: von informationsloscn Bits, sogenannten Blindbits, ausgeglichen wird.

60 Beim Servosynchronverfahrcn (Hcmochronvcrfahren. Master-Skive-Vcrfahrcn) bestimmt ein zentraler Taktgenerator die Bitfrequenz der einzelnen PCM-Zcitmultiplexvcrmittlungsstellen eines PCM-Fernmeldenetzcs.

65 Beim Autosynchronverfahren schließlich weisen die einzelnen PCM-Zeitrnulliplexvermiulungsstellen individuelle Taktgeneratoren auf. die jedoch nicht unabhängig voneinander sind, sondern sich gegen-

seitig synchronisieren, beispielsweise nach dem söge- Streckenregeneratoren) des Zeirmultiplexfernmelde-

nanntcn Phasenmitteilungsprinzip: netzes vorhandenen Taktoszillatoren verursachte Pha-

Hierzu werden bekanntlich (siehe NTZ [1970] 5, sendifferenzen als auch durch die zu erwartenden Lauf-S. 257 bis 261) in den einzelnen Vermittlungsstellen zeitschwankungen auf den die Netzknoten untereindes PCM-Fcrnmcldcnelzes von den jeweils ankpm- 5 ander verbindenden Zeitmultiplexleitungen des Zeitmenden PCM-Zcitmultiplexleitungen mit Hilfe von multiplexfernmeldenetzes verursachten Phasendiffe-Schwungradschaltungen aus den empfangenen PCM- renzen jeweils zwischen Leitungstakt und Amtstakt in Signalen die Leitungstakte der einzelnen ankommen- dem laufenden Regelungsvorgang erfaßt werden und den PCM-Zeitmultiplexleitungcn gewonnen, deren nicht — infolge einer auf zu großer Phasendifferenz Phasenverschiebungen gegenüber dem Amtstakt der io beruhenden zu starken Abweichung der Versetzung betretenden Vermittlungsstelle die Regelung des die- des Leitungstaktfrequenzuntersetzungsvorganges gesen Amtstakt liefernden Taktoszillators bewirken genüber dem Amtstaktfrequenzuntersetzungsvorgang sollen. Solche Phasenverschiebungen können dabei von 180 — eine Referenzphasenbildung auslösen, durch unterschiedliche Taktfrequenzen der in den Für den statischen Netzzustand sind zwei Größen einzelnen Vermittlungsstellen des Fernmeldenctzes 15 von Interesse: die Abweichung der allen Netzknoten vorgesehenen Takloszillatorcn und/oder durch Ände- gemeinsamen Taktendfrequenz von einer vorgegebenen rungen von Lcitungslaufzciten verursacht werden. Da Sollfrequenz und die in den einzelnen Netzknoten in der Praxis eine solche Phasenverschiebung größer auftretenden Phasendifferenzen (sogenannte Phascnals 2 .-τ werden kann, wird ein Phasenvergleich zur verspannungen) jeweils zwischen Leitungstakt und Bestimmung der jeweiligen Phasenverschiebung je- ao Amtstakt; beide hängen von den Frequenztoleranzen wcils erst dann vorgenommen, wenn die zu verglei- der ungeregelten Taktnszillatoren, d. h. von den Frechenden Takte durch Frequenzuntersetzer in ihrer quenzabweichungen jeweils zwischen Leerlauffre-Frcquenz heruntergesetzt worden sind. Der eigent- quenz und Sollfrequenz, und von Änderungen der liehe Phasenvergleich zwischen einem Leitungstakt Lcitungslaufzciten ab. Der Einfluß dieser beiden und dem Amtstakt wird dann mit Hilfe einer Kipp- 25 Führungsgrößen auf das System wird dabei mit durch stufe vorgenommen; der Glcichstrommittelwcrt des die durch den Quotienten von (verursachter) Taktfre-Ausgangssignals dieser Kippstufe ist proportional der quenzänderung und (%'erursachender) Phasendifferenz Phasendifferenz und damit proportional dem Integral gegebene Regclsteilheit bestimmt: Die Taktendfreeiner Frequenzdifferenz, nämlich der Differenz von quenz bzw. ihre Abweichung von der Sollfrequenz Lcitungslaktfrequenz und Amtstaktfrequenz. Die 30 wird von zwei Komponenten bestimmt, und zwar von Ausgangssignale aller Kippstufen werden über (im einem ersten Anteil, der unabhängig von der Regelallgemeinen gleiche) Widerstände zur Mittelwertbil- steilheit nur von den Frequenzabweichungen der undung addiert und über ein RC-Glicd geglättet. Die geregelten Oszillatoren von der Sollfrequenz abhängt, Kondensatorspannung kann dann über eine Varactor- und von einem zweiten Anteil, der proportional zur diode die Taktfrequenz des Amtstaktoszillators nach- 35 Rcgelstcilheit und zu den Laufzeitänderungen ist; die ziehen. Die Rückstellflanke des Amtstaktfrequenz- Phasenspannung wird ebenfalls von zwei Komponcnuntersetzers wirkt auf die Zählcingänge der einzelnen ilen bestimmt, und zwar von einem ersten Anteil, der Kippstufen: Fällt ein Leitungstakt aus. so läuft die zu- proportional zu den Frequenzabweichungen der ungehörige Kippstufe als Zähler mit einem Impuls- geregelten Oszillatoren von der Sollfrequcnz und Pause-Verhältnis von ! : 1, was zu einer Regelspan- 40 umgekehrt proportional zur Regelsteilheit ist, und nung führt, die einer Übereinstimmung von Lcitunes- von einem zweiten Anteil, der unabhängig von der taktfrequenz und Amtstaktfrequenz entspricht. Fs Regelsteilheit nur von den Laufzeitänderungen bewird diejeniee Oszillalorfrcqiienz. die sich einstellt, stimmt wird.

wenn alle Kippstufen ein Impuls-Pause-Verhältnis Bei einer gegenseitigen Synchronisation der Netz-

von 1 :1 haben, als Oszillatorlcerlauffrequenz oder 45 knoten eines Zeitmultiplexfernmeldenetzes nach dem

auch als Taktfrequenz des ungeregelten Taktoszilla- Phascnmittelungsprinzip wird nun zwischen zwei spe-

tors bezeichnet. ziellen Synchronisierverfahren unterschieden: dem

Wird eine Vermittlungsstelle oder, allgemeiner ge- Singie-ended-Vcrfahrcn und dem Doublc-endedsprochen. ein Netzknoten in Betrieb genommen, so Verfahren. Bei einer Synchronisierung nach dem wird eine sogenannte Referenzphascnbildung vorge- 5° Singlc-ended-Verfahren wiird, wie dies vorstehend nommen. d.h.. der Beginn der Frequenzunterset- erläutert wurde, jeweils die Summe bzw. der zungsvorgänge in den Leitunestaktfrequenzuntersct- Mittelwert der einzelnen jeweils zwischen Leitungszern wird gegenüber dem Beginn eines Frequenzun- takt und Amtstakt gegebenen Phasendifferenzen als tersetzunesvorganges im Amtstaktfrequenzuntersetzer Stellgröße für den jeweiligen Amtstaktoszillator beum etwa 180 versetzt, wodurch die Regelspannung 55 nutzt: bei einer Synchronisierung nach dem Doublein die Mitte des Regelbereiches gelangt (s. auch NTZ ended-Verfahren wird zusätzlich dazu jeweils auch [1968] 9. S. 533 bis 539). so daß die OsziHatorfre- das am korrespondierende Phasenvergleicher des jequenz sowohl zu höheren als auch zu tieferen Fre- weiligen Nachbar-Nctzknotens auftretende Phasenquenzen hin regelbar ist. Im Betrieb kann es erforder- vcrgleichsergebnis zur Regelung mitherangezogen, inlich sein, daß für den einen oder anderen Leitungs- 60 dem dieses vor der Mittelwertbildung von dem kortaktfrequenzuntersetzer erneut eine Referenzphasen- respondierenden Phasenvergleichsergebnis des gerade bilduns vorgenommen wird. Eine solche Referenz- betrachteten Netzknotens subtrahiert wird (siehe Phasenbildung kann durch eine Überwachungsschal- NTZ [ 1970] 8. S. 402 bis 411,408).
rung oder auch manuell veranlaßt werden. Den durch Bei einer Synchronisation nach dem Double-endedeine solche Überwachungsschaltung festgelegten Re- 65 Verfahren werden (im Unterschied zu einer Synchrogelbereich pflegt man dabei so zu wählen, daß so- nisation nach dem Single-ended-Verfahren) Einflüsse wohl durch die gegebenen Frequenztoleranzen der von Leitungslaufzeitänderungen auf die Taktfrequenz in den Netzknoten (Vermittlungsstellen oder auch kompensiert, doch erfordert das Double-ended-Vcr-

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fahren im Vergleich zum Single-ended-Vcrfahren toren zweier Netzknoten bedingten Phasendifferenz eine zusätzliche Übertragung von Regelungsdaten entsprechenden Regelbereich, bei dessen Überschreizwischen den einzelnen Netzknoten des PCM-Fern- ten eine Referenzphasenbildung einsetzt, eine entspremeldenetzes. Bei einer Synchronisierung nach dem chende Amistakt- und Leitungstaktfrequenzunterset-Single-ended-Verfahren, das keinen solchen zusatz- 5 zer und Phasendiskriminatoren aufweisende zweite liehen Übertragungsaufwand erfordert, läßt sich der Synchronisierschaltung mit einem der durch die Einfluß von Leitungslaufzeitschwankungen auf die Summe der zuvor genannten Phasendifferenz und Taktfrequenz bei Vollvermaschung des PCM-Fern- der maximalen Laufzeitschwankung auf einer zwei meldenetzes zwar durchaus beherrschen; je weniger Netzknoten verbindenden Zeitmultiplcxleitung gegcvermascht ein solches PCM-Fernmeldenetz indessen io benen Phasendifferenz entsprechenden Arbeitsbereich ist, desto schwieriger wird es, durch sinnvolle Wahl vorgesehen ist, welche dem von der ersten Synchroder Regelsteilheit solchen Laufzeitschwankungen nisierschallung gelieferten Regelsignal ein Zusatzsi-Rechnung zu tragen, da bei entsprechend kleiner gnal unterlagert, das bei positiver Differenz zwischen Regelsteilheit der Einfluß von Laufzeitänderungen auf der Amtstaktphasenlage und der mittleren Leitungsdie Taktfrequenz zwar gering gehalten werden 15 taktphasenlage oder bei einer einen vorgegebenen könnte, dann aber mit· der Ausregelung von Frc- Grenzwert überschreitenden positiven Differenz zwiquenzschwankungen große Phasendifferenzen (Pha- selten der Amtstaktphasenlage und der Phasenlage senverspannungen) verbunden sind. Mit solchen gro- mindestens eines Leitungstaktes mindestens einen Ben Phasendifferenzen ist insbesondere bei keiten- unterhalb dei Oszillatorleerlauffrequenz liegenden förmigen Netzen sowie dann zu rechnen, wenn aus *o Frequenzrcgelbereich und bei negativer Differenz zwi-Gründen einer Kompatibilität mit asynchronen PCM- sehen der Amtstaktphasenlage und der mittleren Lei-Fernmeldenetzen eine hohe Frequenzgenauigkeit ein- tungstaktphasenlage oder bei einer einen vorgegezuhaltcn ist. Solche großen Phasendifferenzen (Pha- benen Grenzwert unterschreitenden negativen Diffesenverspannungen) zwischen Streckentakt und Amts- renz zwischen der Amtstaktphasenlage und der Phatakt erfordern aber — insbesondere bei Synchroni- 35 senlage mindestens eines Leitungstaktes mindestens sation von Übersystemen, d. h. Systemen mit verviel- einen oberhalb der Oszillatorleerlauffrequenz liegenfachter Taktfrequenz — zur Vermeidung von Infor- den Frequenzregelbereich festgelegt, in welchem die mationsverlusten entsprechende Zwischenspeicherka- Frequenz des Amtstaktoszillators durch das von der pazitäten in den einzelnen Vermittlungsstellen des ersten Synchronisierschaltung gelieferte Regelsignal PCM-Fernmeldenetzes. was in der Praxis selbst dann 30 geregelt wird.

als unerwünscht empfunden wird, wenn dies bei Die Erfindung, die auf dem Prinzip beruht, im Zu-

einem Vorhandensein von jeweils einen vollen Puls- sammenwirken von gezielt herbeigeführten Referenzrahmen aufnehmenden Vollspeichern am Ende der phasenbildungen und definierten Frequenzregelbeeinzelnen ankommenden PCM-Zeitmultiplexleitungen reich-Sprüngen in einem Netzknoten schrittweise an sich unbeachtlich sein könnte. Der Erfindung liegt 35 Phasenverschiebungen geeigneter Richtung einzufühnun*iie Aufgabe zugrunde, Einflüsse von Laufzeit- ren, mit denen sich größere Phasi-ndiffcrenzen zwischwankungen auf die Taktfrequenz auch bei einer sehen Amtstakt und Leitungstakt schrittweise abgegenseitigen Siingle-ended-Synchronisierung zu eli- bauen bzw. von vornherein vermeiden lassen, bringt minieren. den Vorteil mit sich, die Einflüsse von Laufzeitände-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung 40 rangen auf die Taktendfrequenz eliminieren zu könzur gegenseitigen Synchronisierung der in den Netz- nen, ohne die Regelsteilheit klein machen zu müssen; knoten eines eine Mehrzahl von miteinander verbun- die Regelsteilheit kann vielmehr durchaus groß sein, denen Netzknoten umfassenden Zeitmultiplexfern- wie dies zur Begrenzung von Phasenverspannungen, meldenetzes, insbesondere PCM-Zeitmultiplexlern- die auf Abweichungen der Oszillatorleerlauffrequenmeldenetzes, vorgesehenen Amtsfaktoszillatoren, bei 45 zen von der Sollfrequenz beruhen, erwünscht ist, der in jedem Netzknoten ein mit dem Amtstakt be- ohne daß darum jedoch laufzeitänderungsbedingte aufschlagter Amtstaktfrequenzuntersetzer sowie mit Phasenverschiebungen einen Einfluß auf die Taktden auf den im Netzknoten ankommenden Zeitmulti- endfrequenz hätten. Es sei hier bemerkt, daß sich plexleitungen gegebenen Leitungstakten beaufschlagte dieser Einfluß an sich auch schon durch eine ge-Leitungstaktfrequenzuntersetzer vorgesehen sind, wel- 50 zielte Herbeiführung von Referenzphasenbildungen ehe letzteren jeweils nach einer etwaigen Referenz- allein eliminieren läßt, so daß einer solchen Refephasenbildung zeitlich um etwa 180 gegenüber dem renzphasenbildung also auch gesonderte Bedeutung Amtstaktfrequenzuntersetzer versetzt arbeiten, und zukommt; in Verbindung mit der Einführung von bei der die Ausgangssignale der einzelnen Leitungs- definierten Frequenzregelbereich-Sprüngen läßt sich taktfrequenzuntersetzer jeweils zusammen mit dem 55 dieses Ergebnis jedoch in jedem Falle in Verbindung Ausgangssignal des Amtstaktfrequenzuntersetzers mit dem zusätzlichen Vorteil eines den damit beleitungsindividuellen Phasendiskriminatoren züge- grenzten Phasenverspannungen entsprechend um führt werden, deren Ausgangssignale über ein sum- etwa den Faktor 1/5 bis 1/10 herabgesetzten Zwirnen- oder mittelwertbildendes Glied zusammengefaßt schenspeicherbedarfes zur Vermeidung von Informadas Regelsignal zur Frequenzregelung des Amtstakt- 60 tionsverlusten erzielen. Andererseits kommt aber auch Oszillators innerhalb seines Frequenzregelbereiches solchen definierten Frequenzregelbereich-Sprüngen bilden; eine solche Schaltungsanordnung ist erfin- insofern eigene Bedeutung zu, als sie auch schon für dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß neben sich, ohne zusätzliche Referenzphasenbildung, einen einer Amtstakt- und Leitungstaktfrequenzuntersetzer, begrenzten Abbau von Phasendifferenzen ermögli-Phasendiskriminatoren und ein summen- oder mittel- 65 chen; in Verbindung mit einer gegebenenfalls wiederwertbildendes Glied enthaltenden ersten Synchroni- holt durchgeführten Referenzphasenbildung läßt sich sierschaltung mit einem der durch die maximal auf- dann dieser zunächst begrenzte Phasendifferenzabbau tretende Leerlauffrequenzdifferenz der Taktoszilla- schrittweise weiterführen.

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sas

daß eine Jf
sammenhangmit e.nei
nommcn ^

vorgewird von einer Ausbildung des Amtstaktfrequenzun-

- tersetzers ZO als ein Zählvolumen m aufweisender

- i_S Zähler ausgegangen, der neben dem jeweils nach Er-

ESiHS?

dazu auch in 8^
regelmaß.g von.außer

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durch ^enlH«chend

D?es kann es erleichtern. Lhes Kann -ten bzw. des (m-r)-ten

_Der Abstand des (m-r)-ten bzw. de, Men Zählschritts vom (m/2)-ten ZahSchntt emdabei' der durch die maximal auftretende Leerlauffrequenzdifferenz der Taktoszillatoren O

^^verdeutlicht die Lage der Frequenzregelbereiche einer solchen Schaltungsanordnung.

Die Zeichnung F i g. 1 «igt in ihrem oberen Teil 3» _p = (_n!-r r) · 2 τ

deutschen Ausg
nchtentcchmsche
und 19/0. S 257
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sind. deren ^^e.ngange mt dem Aug

dem Oszillator O nachgeschalttten Amt M

Untersetzers ZO verbunden s ndaer

mittelwert des Ausgangsagn ⁵J^ J^

proportional der ^«"^."!" treffenden Leitungstakt und dem gangs.igr.ale der Kippstufen K/ ein mit Widerstanden R/
miernetzwerk mit .^^ zusammengefaßt: das Ausgan fiUersTP bildet das derr**
quenz zu regelnden
rende Regelsignal.

Die Leitungstaktfrequenzuntersetzer Z/

™*£fheeschaltet l _m eines

k Die Aus- - «^ _Sum

^a^L_aßfilter _TP 'Π^ Tiefpaß-

worm mn (w„ n,)„„, die max.ma. auftretend, Leerlauffrequenzdifferenz zwischen den Oszillatoren Netzknoten und mit ο die Regelsteilhe.t be_{wird Bd überschreitcn des} durch den ^_n ^₀ ^ ^ ^,^^ _begrenzten R^gel-

bereiches setzt eine Referenzphasenbildung in der ^ ^^ ^ _{def p}._g _χ _{d eUten SynchrO}ni-

Verschaltung ein: Außerhalb der Grenzen des S>nchronisierberciches ist die bistabile Kippstufe RB _{au a sseitig aktiviert}, _so daß ein an ihren Ausgang angeschlossenes UND-Glied R U für den Komzidenz- _fJ vorbereitet ist. Zu dem anderen Eingang dieses UND-Gliedes RU führt der Ausgang des Leitungs_{tektf en2umcrsctzers 2L} ^ _{ebenfalls als} Zahler entsprechenden Zählvolumens ausgebildet sein mag. Gelangt der Leitungstaktfrequenzuntersetzer ZLm Zuge eines Frequenzuntersetzungsvorganges auf den letzten Zählschritt, bevor der Amtstaktfrcquenzun-

tersetzer ZO im Zuge seines gerade laufenden Frc_quenzuntersetzungsvorganges auf den Men Zahlschritt gelangt ist oder nachdem er auf den (m-r)-ten Zählschritt gelangt ist, so ist die Koinzidenzbedmgune für das UND-Glied RU erfüllt, was eine Akt.-

vierung einer ihr nachgeschalteten bistabilen Kipp-

_{bistabile Rj fe Rp ein} _Rückstellsignal an den Rückstelleingang des Leitungstaktfrequenzunterset_{zers ZL ab}. _{s0 daß der} Leitungstaktfrequenzunterset-

60 zer ZL in seinen Anfangszustand zurückgestellt wird. ^^ ^ ^ ^ ^^ ^ _{An]kgens des Rüc}^.

_{setzsi ls} verbleibt Dies ist so lange der Fall, bis

die bistabile Kippstufe RP wieder zurückgestellt wird

was in der in Fi g. 1 dargestellten Schaltungsanord-

_{d h Zufühnmg} eines Rückstdlslgnah vom

Zahfausgang ml des Amtstaktfrequenzunterseuers

^ ^ geschieht. Der Leitungstaktfrequenzunterset-

_{ZL bes}j_nnt nunmehr mit einer zeitlichen Verset-

zung von 180^c gegenüber dem Amtstaktfrequenzuntersetzer mit einem neuen Frequenzuntersetzungsvorgang. In F i g. 1 ist angedeutet, daß in die vom Ausgang des Leitungstaklfrequenzuntersctzers ZL zu dem zugehörigen Eingang des UND-Gliedes RU führende Verbindung noch ein ODER-Glied RO eingefügt sein kann, über das gegebenenfalls auch durch von außen zugeführte Signale Referenzphasenbildungen ausgelöst werden können. In entsprechender Weise kann die die Referenzphasenbildung überwachende Steuereinrichtung RS auch mit den übrigen Leitungstaktfrequenzuntersetzern Z/ ... zusammenarbeiten, ohne daß dies jedoch in F i g. 1 noch im einzelnen dargestellt wäre.

Neben der den Amtstaktfrequenzuntersetzer ZO, die Leitungstaktfrequenzuntersetzer Z/ ... ZL, die Phasendiskriminatoren KI ... KL und das summen- bzw. mittelwertbildende Glied RI ... RL enthaltenden ersten Synchronisierschaltung mit einem Regelbereich, welcher der durch die maximal auftretende Leerlauffrequen/differenz der Taktoszillatoren zweier Netzknoten (Vermittlungsstellen oder Streckenregeneratoren) bedingten Phasendifferenz entspricht und bei dessen Überschreiten eine Referenzphasenbildung einsetzt, ist nun eine zweite Synchronisierschaltung mit einem Amtstaktfrequenzuntersetzer OZ, Leitungstaktfrequenzuntersetzern IZ ... LZ und Phasendiskriminatoren IK ... LK vorgesehen, deren Arbeitsbereich der durch die Summe der für den Regelbereich der ersten Synchronisierschaltung maßgebenden Phasendifferenz und der maximalen Laufzeitschwankung einer zwei Netzknoten verbindenden Zeitmultiplexleitung gegebenen Phasendifferenz entspricht. Die zweite Synchronisierschaltung kann eine im Prinzip ähnliche Steuereinrichtung (SR in Fig. 1) aufweisen wie die erste Synchronisierschaltung. jedoch wird der Phasenregelbereich so groß gewählt, daß es während des Betriebes zu keinen Referenzphasenbildungen in der zweiten Synchronisierschaltung kommt. Hierzu hat der Phasenregelbereich p, der zweiten Synchronisierschaltung der Bedingung

zu genügen, worin ztn-_muy die maximale Laufzeitschwankung auf einer zwei Netzknoten /<. ν verbindenden Leitung und ρ, der oben bereits erwähnte Phasenregelbereich der ersten Synchronisierschaltung ist. der seinerseits der Bedingung

WII — W ΙΟ

zu genügen hat, worin mit wu - ui_mus die maximal auftretende Leerlauffrequenzdifferenz zwischen zwei Netzknoten .//. >■ und mit η die Regelsteilheit bezeichnet wird. Im Betrieb laufen dann die Taktfrequenzuntersetzer der zweiten Synchronisierschaltung starr mit den einzelnen Leitungstakten bzw. mit dem Amtstakt, wobei zur Sicherstellung eines solchen starren Betriebes erforderlichenfalls noch entsprechende Sicherungsmaßnahmen z. B. in Form einer Schaltungsverdoppelung und'oder Ersatzschaltung von Taktfrequenzuntersetzern vorzusehen sind. Die Ausgangssignale der Phasenvergleicher IK ... LK der zweiten Synchronisierschaltung repräsentieren daher zu jedem Zeitpunkt die momentane Phasenverschiebung zwischen dem Amtstaktpulsrahmen und dem Pulsrahmen des betreffenden Leitungstaktes. Die Ausgangssignalc der leitungsindividucllen Phasendiskriminatoren IK ... LK der zweiten Synchronisierschaltung werden wiederum über ein Widerstände IR ... LR aufweisendes Addierglied zusammengefaßt, das ausgangsseitig über einen Tiefpaß zu einem sein Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Sollwert vergleichenden· Vergleicher V führt. Dieser Vergleicher V kann durch eine Schwellwertschaltung gebildet sein. Sein Ausgang führt in der

xo Schaltungsanordnung nach F i g. 1 direkt zu dem einen Vorbereitungseingang und über einen Negator zu dem anderen Vorbereitungseingang einer einen Binärsignalgenerator BG bildenden bistabilen Kippstufe, deren den beiden Vorbereitungseingängen gemeinsamer auslösender Eingang an die die Referenzphasenbildung in der ersten Synchronisierschaltung überwachenden Steuereinrichtung RS angeschlossen ist.

Die zweite Synchronisierschaltung unterlagert dem

ao von der ersten Synchronisierschaltung gelieferten Regelsignal ein binares Zusatzsignal, das bei positiver Differenz- zwischen der Amtstaktphasenlage und der mittleren Leitungstaktphasenlage einen unterhalb der Oszillatorleerlauffrequenz (/,, in F i g. 2) liegenden

as Frequenzregelbereich (/, in Fig.2) und bei negativer Differenz zwischen der Amtstaktphasenlage und der mittleren Leitungstaktphasenlage einen oberhalb der Oszillatorleerlauffrequenz (/„ in Fig.2) liegenden Frequenzregelbereich (/., in Fig. 2) festlegt, in welehern die Frequenz des Amtstaktoszillators O durch das von der ersten Synchronisierschaltung gelieferte Reeelsignal geregelt wird, wobei eine Zusatzsignaländerung nur im Zusammenhang mit einer Referenzphasenbildung in der ersten Synchronisierschaltung vorgenommen wird. Hierzu ist zwischen das summen- bzw. mittelwertbildende Glied RI ... Rl. der ersten Synchronisierschaltung und den Amtstaktoszillator O eine beispielsweise ein Addierglied in Form zweier Widerstände aufweisende Unterlagerungsslufe US eingefügt, welcher außerdem das jeweilige Zusatzsignal von dem jeweils nur bei einer Rcferenzphasenbildung umschaltbaren Binärsignalgenerator BG her zugeführt wird. Diesem Binärsignalgenerator BG wird von dem ihm vorgeschalteten Vergleicher V her bei einem Ausgangssignal des summen- bzw. mittchvertbildenden Gliedes IR ... LR. das eine einem Impuls-Pause-Verhältnis der Diskriminatoren IK ... LK von 1 : 1 entsprechende Schwelle überschreitet, ein Ansteuersignal zugeführt, das die Umschaltung des Binärsignalgenerators BG in denjenigen Betriebszustand ermöglicht, der mit der Abgabe des den unteren Frequenzregelbereich (f, in Fig. 2) festlegenden Zusatzsignals verbunden ist; bei Unterschreiten des vorgegebenen Schwellwerts wird vom Vergleichcr V an den Binärsignalgenerator BG ein Vorbereitungssignal abgegeben, daß die Umschaltung des Binärsignalgenerators BG in denjenigen Betriebszustand ermöglicht, der mit der Abgabe des den oberen Frequenzregelbereich (/₂ in Fig. 2) festlegenden Zusatzsignals verbunden ist. Die Umsteuerung selbst geh! dann mit der Zuführung eines entsprechenden Auslösesignals von der die Referenzphasenbildung über wachenden Steuereinrichtung RS her vor sich.

Die Schaltungsanordnung arbeitet dann in de; Weise, daß mit Hilfe des Vergleichers V jeweils fest gestellt wird, ob die Differenz zwischen der Amtstakt phasenlage und der mittleren Leitungstaktphasenlagi oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Werte

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von ζ. B. 180 liegt, und sobald aus irgendeinem portionale Frequenzregelbereich-Sprünge vorgesehen Grund eine Referenzphasenbildung in der ersten Syn- werden, wozu an die Stelle des Vergleichers V und chronisierscbaltung ausgelöst wird, wird die dem Ver- des Binärsignalgenerators BG ein entsprechender gleicher nachgeschaltete bistabile Kippstufe BG in Analogwertspeicher zu treten hätte,
einen vom jeweiligen Vergleicherausgangssignal ab- 5 Im Unterschied zu den oben an Hand der F i g. 1 händigen Betriebszustand gebracht, in welchem sie beschriebenen Verhältnissen ist es möglich, dem von der von der ersten Synchronisierschaltung abgegebe- der ersten Synchronisierschaltung gelieferten Regclnen Regelspannung für den Amtstaktoszillator O signal ein Zusatzsignai zu unterlagern, das bei einer eine solche Zusatzspannung hinzufügt, daß der Amts- einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden potaktgcnerator O in einem — im übrigen von der io sitiven Differenz zwischen der Amtstaktphasenlage ersten Synchronisierschaltung bestimmten — Fre- und der Phasenlage mindestens eines I «itungstaktes quenzregelbereich oberhalb bzw. unterhalb seiner mindestens einen unterhalb der Oszil'atorleerlauffre-Leerlauffrequenz arbeitet, in welchem die Differenz quenz (/„ in Fig. 2) liegenden Frequenzregelbereich zwischen Amtstaktphasenlage und Leitungstaktpha- (/, in Fig. 2) und bei einer einen vorgegebenen senlage abgebaut wird. Die Referenzbildung in der 15 Grenzwert unterschreitenden negativen Differenz ersten Synchronisierschaltung kann dabei ausgelöst zwischen der Amtstaktphasenlage und der Phasenlage werden durch Überschreiten des RegeSbereichs der mindestens eines Leitungstaktes mindestens einen ersten Synchronisierschaltung, wie dies oben bereits oberhalb der Oszillatorleerlauffrequenz liegenden erläutert wurde, und oder durch Überschreiten einer Frequenzregelbereich (/_ä in Fig. 2) festlegt, in welmaximal vorgegebenen Phasenverspannung zwischen ao chem die Frequenz des" Amtstaktoszillators O dann AmSstakt und Leitungstakt, was in entsprechender durch das von der ersten Synchronisierschaltung ge-Weise durch die Steuereinrichtung SR der zweiten lieferte Regebignal geregelt wird. Bei einer solchen Synchronisierschaltung festgestellt werden kann. Ausbildung einer Schaltungsanordnung gemäß der und oder durch eine routinemäßige Auslösung von Erfindung wü-de in Abweichung von den in Fig. 1 außen her. as dargestellten Verhältnissen in der zweiten Synchro-

Die I age je eines oberhalb und eines unterhalb nisierungsschaltung kein summen- bzw. mittelwertder Oszillatorleerlauffrequenz /₀ liegenden Frequenz- bildendes Glied vorzusehen sein; statt dessen wurden regelbereiches /, und /₂ ist qualitativ in F i g. 2 ange- die Ausgangssignale der leitungsindividuellen· Phadeutet; strichpunktiert ist dort ferner ein Regelbe- sendiskriminatoren IK ... LK jeweils einer eigenen, reich angedeutet, wie er bei Nichtanwendung des er- 30 den genannten Grenzwert vorgebenden Schwellwertfindungsgemäßen Prinzips vorgesehen sein müßte. schaltung zuzuführen sein, die dann ihrerseits den

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanord- Zusatzsignalgenerator (SG in Fig. 1) ansteuern,
nung wird ein Frequenzregelbereich-Sprung jeweils In Abweichung von den in F i g. 1 dargestellten

gleichzeitig mit einer Referenzphasenbildung ausge- Verhältnissen ist es auch möglich, zur Bestimmung führt. Es sei indessen bemerkt, daß es auch möglich 35 der Phasendifferenz zwischen Amtstakt und Leiist. einen Wechsel des Frequenzbereichs in der Weise tungstakt nicht einen Analogvergleich, sondern einen mit einer Referenzphasenbildung zu verbinden, daß Digitalvergleich vorzunehmen. Als Phasenvergleicher zuerst der Frequenzsprung durchgeführt wird und ist dann nicht eine bistabile Kippstufe (IK ... LK in z.B. erst nach dem Einschwingen des Systems eine Fig. 1) vorzusehen, sondern es kann ein Volladdierer Referenzphasenbildung vorgenommen wird oder daß 40 vorgesehen werden, dem das dem jeweiligen Zählumgekehrt zuerst die Relerenzphasenbildung durch- schritt entsprechende Ausgangswort des durch einen geführt wird und erst nach dem Einschwingen des Binärzähler gebildeten Amtstaktfrequenzuntersetzers Systems der Frequenzsprung vorgenommen wird. direkt und das dem jeweiligen Zählschritt entspre-

Das Ziel einer Eliminierung von laufzeitbedingten chende Ausgangswort eines ebenfalls durch einen Phasenverspannungen läßt sich mit der vorstehend an 45 Binärzähler gebildeten Leitungstaktfrequenzuntersel-Hand von F i g. 1 und 2 beschriebenen, gewisser- zers negiert (oder umgekehrt) zugeführt wird. An den maßen eine Zweipunktregelung vornehmenden Schal- Ausgängen des Volladdierers wird dann für jeden tungsanordnung mit weithin ausreichender Genauig- Taktimpuls für sich die momentane Phasendifferenz keit erreichen. Die Genauigkeit kann noch vergrößert zwischen Amtstakt und Leitungstakt durch ein entwerden. wenn an Stelle eines Hin- und Herspringens 50 sprechendes Binärwort angezeigt, das dann entweder zwischen zwei Frcqucnzregelbereichen jeweils der in einen Analogwert umgesetzt oder digital weiter-Differenz zwischen Amtstakt und Leitungstakten pro- verarbeitet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur gegenseitigen Synchronisierung der in den Netzknoten eines eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Netzknoten umfassenden Zeitmuluplexfernmeldenetzes, insbesondere PCM-Zeitmultiplexfernmeldenetzes, vorgesehenen Amtstaktoszillatoren, bei der in jedem Netzknoten ein mit dem Amtstakt beaufschlagter Aaitstaktfrequenzuntersetzer sowie mit den auf den im Netzknoten ankommenden Zeitmultiplexleitungen gegebenen Leitungstakten beaufschlagte Leitungstaktfrequenzuntersetzer vorgesehen sind, welche letzteren jeweils nach einer etwaigen Referenzphasenbildung zeitlich um etwa 180' gegenüber dem Amtstaktfrequenzuntersetzer versetzt arbeiten, und bei der die Ausgangssignale der einzelnen Leitungstaktfrequenzunterselzer jeweils zusammen mit dem Ausgangssignal des Amtstaktfrequenzuntersetzers leitungsindividuellen Phasendiskriminatoren zugeführt werden, deren Ausgangssignale über ein summen- oder mittelwertbildendes Glied zusammengefaßt das Regelsignal zur Frequenzregelung des Amtstak-toszillators innerhalb seines Frequenzbereiches bilden, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Amtstakt- und Leitungstaktfrequenzuntersetzer (ZO; Z/ ... ZL). Phasendiskriminatoren (KI... KL) und ein summen- oder mittelwertbildendcs Glied (RI ... RL) enthaltenden ersten Sj/nchronisierschaltung mit einem der durch die maximal auftretende Leerlau ff requcnzdifferenz der Taktoszillatoren (O) zweier Net/knoten bedingten Phasendifferenz entsprechenden Regelbereich, bei dessen Überschreiten eine Referenzphasenbilüung einsetzt, eine entsprechende Amtstakt- und Leitungstaktfrequenzuntcrsetzer (OZ; IZ ... LZ) und Phasendiskriminatoren (IK ... LK) aufweisende zweite Synchronisierschaltung mit einem der durch die Summe der zuvor genannten Phasendifferenz und der maximalen Laufzeitschwankung einer zwei Netzknoten verbindenden Zeitmultiplexleitung gegebenen Phasendifferenz entsprechenden Arbeitsbereich vorgesehen ist, welche dem von der ersten Synchronisierschaltung gelieferten Regelsignal ein Zusatzsignal unterlagen, das bei positiver Differenz zwischen der Amtstaktphascnlagc und der mittleren 1 dumüsiaktph.isenlage oder bei einer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden positiven Differenz zwischen der Amtstaktphasenlage und der Phasenlage mindestens eines Leitungstaktes mindestens einen unterlulb der Oszillatorleerhiuffrequenz (/„) liegenden Frequenzregelbereich (/,) und bei negativer Differenz zwischen der Amtstaktphasenlage und der mittleren Leitimgstaktphasenlage oder bei einer einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitenden negativen Differenz zwischen der Amtstaktphasenlage und der Phasenlage mindestens eines Leitungstaktes mindestens einen oberhalb der Oszillatorleerlauffrequenz (Z₀) liegenden Frequenzregelbereich (/.,) festlegt, in welchem die Frequenz des Amtstakt-Oszillators (O) durch das von der ersten Synchronisierschaltung gelieferte Regelsignal geregelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein je einen oberhalb und einen unterhalb der Oszillatorleerlauffrequenz (Z₀) liegenden Frequenzregelbereich (}.„ Z₁) festlegendes binäres Zusatzsignal.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein der Differenz zwischen Amtstakt- und Leitungstaktphasenlage proportionales Zusatzsignal.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzsignaländerung nur im Zusammenhang mit einer Referenzphasenbildung vorgenommen wird.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 4, daduich gekennzeichnet, daß zwischen das summen- oder mittelwertbildende Glied (RI ... RL) der ersten Synchronisierschaltung und den AmtstaktosziHator (O) eine Unierlagerungsstufe (US) eingefügt ist, welcher außerdem das jeweilige Zusatzsignal von einem jeweils nur bei einer Referenzphasenbildung umschaltbaren Binärsignalgenerator (BG) her zugeführt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das summen- bzw. miuelwertbildende Giied (IR ... LR) der zweiten Synchronisierschaltung zu einem sein Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Sollwert vergleichenden Vergleicher(V) führt, der bei Überschreiten des Sollwertes ein die Umschaltung des Binärsignalgenerators (BG) in den mit der Abgabe des den unteren Frequenzregelbereich (/,) festlegenden Zusatzsignals verbundenen einen Betriebszustand ermöglichendes Signal und bei Unterschreiten des Sollwertes ein die Umschaltung des Binärsignalgcnerators (BG) in den mit der Abgabe des den oberen Frequenzregclbercich (/.,) festlegenden Zusatzsignals verbundenen anderen Betriebszustand ermöglichendes Signal an den Bnärsignalgeneralor (BG) abgibt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des durch e»ne Schwellwertschaltung gebildeten Vergleichers (V) direkt zu dem einen Vnrbereitungseingang und über einen Negator zu dem anderen Vorbereitungscingang einer den Binärsignalcenerator (RG) bildenden bistabilen Kippstufe führt, deren den beiden Vorhercitungseincünpcn gemeinsamer auslösender F.ireang an die die Rcferenzphasenbililunc überwachende Steuereinrichtung [RS) angeschlossen ist.