DE2632193C3

DE2632193C3 - Verfahren zur Puls-Fehlerortung in einem PCM-System hoher Bitrate

Info

Publication number: DE2632193C3
Application number: DE19762632193
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Moehrmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE2632193A1; DE2632193B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulsfehlerortung auf der Übertragungsstrecke eines PCM-Systems durch aufeinanderfolgende Schleifenbildung in den mit Regeneratoren bestückten Zwischenstellen nach Empfang jeweils eines, von einer der beiden überwachenden Endstellen ausgesandten und eine Adresse enthaltenden Ortungssignals.

Eine zwischen zwei Endstellen befindliche Übertragungsstrecke eines PCM-Systems benötigt ab einer gewissen Mindestlänge Impulsregeneratoren, die in gewissen räumlichen Abständen in die Übertragungsstrecke eingefügt sind. Die Einfügung geschieht dabei so, daß der Regenerator für die eine Übertragungsrichtung zusammen mit den Regeneratoren für die Gegenrichtung in einer Zwischenstelle vereinigt sind.

Für die Überwachung dieser Übertragungsstrecken mit den Zwischenstellen werden eine Reihe von Verfahren angewendet. Mit Gleichstrom betriebene Überwachungsverfahren und auf der Reflexion ausgesandter Wellen beruhende Überwachungsverfahren

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dienen dabei hauptsächlich zum Erkennen sehr grober Fehler wie beispielsweise vollständige Unterbrechung der Übertragungsstrecke, Erdschluß eines Kabels oder Kurzschluß zwischen zwei benachbarten Kabeln, Für die Feststellung feinerer Fehler, beispielsweise Änderungen der Dämpfungscharakteristik der in den Regeneratoren enthaltenden Entzerreranordnungen oder Veränderungen von .Schwellwerten, dient das sogenannte Schleifenschlußverfahren, das beispielsweise in de:· DE-AS 22 H 8J6 beschrieben fet. Bei diesem Verfahren wird zunächst von einer Endstelle aus ein Ortungssignal mit einer Adresse ausgesandt, das in dem auf die Adresse ansprechenden Regenerator zum Abtrennen des Regeneratorausgangs von der nachfolgenden Übertragungsstrecke und zum Verbinden dieses Regeneratorausgangs mit dem Eingang des in der gleichen Zwischenstelle vorhandenen Regenerators für die Gegenrichtung führt. Das Ortungssignal läuft dabei vom Sendeausgang der Endstelle über die angeschlossene Übertragungsstrecke bis zum angesteuerten Regenerator und über den Schleifenschluß und die Gegenrichtung zur Empfangsstelle der ortenden Endstelle zurück. Durch stufenweises Durchschalten des Schleifenschlusses über die einzelnen Zwischenstellen ist eine Feststellung der gestörten Zwischenstelle und des gestörten Streckenabschnitts möglich.

Bei einer größeren Feldlänge, also bei einem größeren Abstand zwischen den einzelnen Regeneratoren sowie auch be. PCM-Systemen mit höherer Bitrate ergeben sich Schwierigkeiten bei der beschriebenen Art des Schleifenschlusses. In diesen Fällen wäre zunächst eine Leitungsnachbildung nötig, die das Regeneratorausgangssignal auf den Pegel herabsetzt und in die durch das Kabel verzerrte und im Pegel verringerte Form bringt, die normalerweise am Eingang des Regenerators der Gegenrichtung ansteht. Aufgrund der Breitbandigkeit des Systems ist somit ein Netzwerk zur Leitungsnachbildung erforderlich, das die frequenzabhängige Dämpfung des Übertragungskabels berücksichtigt und bei einer maximalen Dämpfung von beispielsweise 70 dB bei einer gegebenen L"<nge eine Bandbreite von mehreren 100 MHz haben muß, so daß sich ein sehr großer Aufwand ergibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren zur Pulsfehlerortung der eingangs beschriebenen Art zu finden, das auch bei PCM-Systemen mit höherer Bitrate und bei einer größeren Anzahl von Zwischenstellen anwendbar ist und ohne Leitungsnachbildungsnetzwerk auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schleifenschlußbildung vom Ausgang des auf die im übertragenen Ortungssignal enthaltene Adresse ansprechenden Regenerators der einen Übertragungsrichtung zu dem mit dem Entzerrerausgang verbundenen Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den erheblichen Vorteil, daß es den für die Realisierung einer PCM-Übertragungsstrecke notwendigen Aufwand erheblich verringert, ohne daß eine zusätzliche Verbindung für die Adressierung und/oder die Rückmeldung zur sendenden Endstelle benötigt wird und daß die bei der Realisierung der Übertragungs-Strecke am Orte der einzelnen Zwisehenstellen notwendigen Meß- und Abgleicharbeiten erheblich verringert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht dabei auf der Erkenntnis, daß das Ausgangssignal des Regenerators der einen Übertragungsrichtung sowohl nach Signalform als auch nach Signalpegel weitgehend

dem am Eingang des Entscheiderieils des Regenerators der Gegenrichtung benötigten-Signal entspricht.

Während bei den üblichen Schleifenschluöyerfahren für jeden Regenerator eine Adresse erforderlich ist, ist es zur Verringerung der Anzahl der notwendigen Adressen zweckmäßig, daß die im Ortungssignal enthaltenen Adressen den Regeneratoren in der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und in der Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zugeteilt sind und daß der in der Gegenrichtung letzte Regenerator sine davon abweichende zusätzliche, noch freie Adresse erhält.

Eine weitere Variante des Verfahrens nach der Erfindung, die die Erzeugung einer Adresse mit relativ geringem Aufwand ermöglicht, ergibt sich dadurch, daß die im Ortungssignal enthaltene Adresse aus mindestens zwei abwechselnd gesendeten, im Vergleich zur Bitfolgefrequenz der übertragenen Signale relativ niederfrequenten Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz, die durch Frequenzteilung mit ganzzahligen Faktoren aus dem Bittakt abgeleitet und bitweise übertrager, werden, besteht.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorstehend geschilderten Variante des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß einzelne Bits des übertragenen Ortungssignals im Takte der die Adresse übertragenden niederfrequenten Schwingung derart moduliert sind, daß sie während der einen Halbwelle dieser Schwingung den binären Wert »Eins« und während der anderen Halbwelle den binären Wert »Null« annehmen und sich die beiden Halbwellen der Rechteckschwingung in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode unterscheiden.

Diese Verfahren können auch auf die in den Endstellen selbst befindlichen Regeneratoren angewandt werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung sind mit All bis R 15 die Regeneratoren der einen Übertragungsrichtung und mit /7 21 bis R 25 die Regeneratoren der anderen Übertragungsrichtung dargestellt. Jeder dieser Regeneratoren besteht aus einem eingangsseitigen entzerrenden Verstärker a und aus dem Entscheiderteil b des Regenerators, das neben den Anordnungen zur Takterzeugung einen Amplitudenentscheider und einen Zeitentscheider enthält. Zwischen den beiden Regeneratoren jeder Zwischenstelle sind in dec Figur die möglichen Schleifen mit zugehörigen Adressen dargestellt, wobei die Schleifen jeweils vom Ausgang des Regenerators, also vom Ausgang dessen Entscheiderteils zum Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung führen. Bei Aussenden des Ortungssignals mit der ersten Adresse .4 1 von der einen Endstelle aus wird vom Ausgang des Entscheiderteils b des Regenerators R U eine Schleife zum Eingang des Entscheiderteils b des Regenerators R 25 geschlossen. Nach vollendeter Prüfung dieser Schleife, nachdem also das mit der Adresse A 1 versehene Ortungssignal ausbleibt, öffnet sich die erste Schleife wieder, so daß durch Aussenden eines neuen Ortungssignals mit einer Adresse A 2 die Schleife zwischen dem Entscheiderteil b des Regenerators R 12 und dem Entscheiderteii b des Regenerators R 24 geschlossen werden kann. In entsprechender Folge kann von der einen Endstelle aus nacheinander der Schleifenschluß in jeder der Zwischenstellen bewirkt werden und so eine Fehlerortung über die gesamte Übertragungsstrecke durchgeführt werden. Wird bei-

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spielsweise die Schleife zwischen dem Ausgang des Entscheiderieils b des Regenerators R12 und dem Eingang des Regenerators des Entscheiderteils b des Regenerators R 24 durch Aussenden der Adresse 4 2 geschlossen, dann kann nach Vorliegen eines Fehlers dieser, sofern beim ersten Schleifenschiuß zwischen den Regeneratoren All und R25 kein Fehler auftrat, nurmehr in der Übertragungsstrecke zwischen den Regeneratoren R Il und R 12 oder R 24 und Λ 25, im Entzerrerteil a des Regenerators Λ12 oder in den Entscheiderteilen fades Regenerators R 12 oder R24 liegen. Durch Aussenden der Adresse A 1 vun der anderen Endstelle aus wird der Schleifenschluß zwischen dem Ausgang des Entscheiderteils b des Regenerators R 24 und dem Eingang des Entscheiderteils b des Regenerators R 12 bewirkt Tritt in diesem Falle kein Fehler auf, dann muß der vorher festgestellte Fehler entweder in den Übertragungsstrecken zwischen den Regeneratoren R 11 und R 12 bzw. R 24 und Λ 25 oder im Entzerrerteil a des Regenerators R 12 liegen. Tritt bei der mit A 1 erfolgenden SchleifenschluBbildung von der anderen Endsteile aus ebr «rails ein Fehler auf, dann ist das Entscheiderteii b ei^es der beiden Regeneratoren R 12, R24 fehlerhaft. In entsprechender Weise kann durch sukzessive Messung von beiden Endstellen aus der Fehler in den anderen Zwischenstellen geortet werden.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß nicht jedem der 10 Regeneratoren R H... RXS, R 21... R 25 eine eigene Adresse zugeordnet ist, sondern daß statt der eigentlich benötigten zehn nur sechs .Adressen benötigt werden. Allgemein kann man nachweisen, daß es möglich ist, mittels n+1 Adressen 2/7 Schleifen zwischen jeweils zwei Regeneratoren der beiden Übertragungsrichtungen zu schließen. Sofern man die im Ortungssignal enthaltenen Adressen des Regenerators der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und den Regeneratoren der Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zuteilt und dem in der Gegenrichtung letzten Regenerator eine davor: abweichende zusätzliche noch freie Adresse zuteilt, erreicht man gleichzeitig, daß keine sogenannten »verbotenen Z%klen« auftreten, bei denen durch eine Adresse gleichzeitig zwei Schleifen geschlossen werden. Natürlich kann man auch noch bei der Verteilung der Adressen Übertragungsrichtung und Gegenrichtung miteinander vertauschen und dem in der Übertragungsrichtung letzten Regenerator eine von der vorerwähnten Regel abweichende, zusätzliche Adresse zuteilen.

Zur Sicherung gegen das zufällige Auftreten einer Adresse, die beispielsweise durch eine Schwingung mit einer einzelnen Frequenz übertragen wird, wurden im vorliegenden Falle zur Adressierung jeweils zwei Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen benutz*, die in abwechselnder Folge übertragen werden. Da im vorliegenden Falle die Übertragungsstrecke etwa 85 Felder hat, sind für die Adressierung Il Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz notwendig, deren Kombination 91 verschiedene Adressen ergibt.

Die Auswertung der aus jeweils zwei Schwingungen unterschiedlicher Frequenz bestehenden Adresse ist in den Regeneratoren relativ leicht durch zwei auf die jeweilige Frequenz abgestimmte Schwingkreise, mit angeschlossenen Gleichrichtern, kapazitiven Speichern und einer nachfolgenden Schaltung möglich.

Entsprechend der deutschen Auslegeschrift 22 15 836 kann die Puls-Fe«!erortung in den geschlossenen Schleifen mit Hilfe eines Musters von Binärzeichen in

der f'orm

I ΙΑΆΌΟΛΑΊ 1ΑΆΌ0ΑΆΊ ΙΑΆΌ0

erfolgen. Die mit X bezeichneten Bits sind dabei durch eine niederfrequente Schwingung mit der Frequenz Λ. die der Frequenz des Ortungssignals entspricht, in der Weise moduliert, daß diese Bits während der einen Halbwelle der niederfrequenten rechteckförmigen Schwingung den binären Wert I und während der anderen Halbwelle den binären Wert 0 annehmen. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Anzahl der Bits innerhalb einer vollen Rechteckschwingung ungerade ist und daß sich die beiden Halbwcllcn der Rechteck schwingung in ihrer Dauer nur um eine ßitperiodc unterscheiden.

Durch diese Form des Ortungssignals ist auch während der Ortung die Takterzcugurig in den Regeneratoren gesichert, da in dem übertragenen Signal hinreichend viele I —O-Übergänge auftreten. So besteht das Ortungssignal während der einen I lalbwclle der niederfrequenten rechteckförmigen Schwingung aus abwechselnd zwei Nullen und sechs Einsen und während der anderen Halbwelle aus abwechselnd sechs Nullen und zwei Einsen.

Statt des beschriebenen streng periodisch zusammengesetzten Ortungssignals ist es auch möglich, eine PseudoZufallsfolge als Ortun^signal zu verwenden, die aufgrund der höheren Vielfalt der möglichen Kombination aussagekräftigere Ergebn¹ :·-■? ■'·■> üciern im Stande ist. Eine Verschachtelung einer Pseudo-Zufallsfolgc mit den erwähnten niederfrequenten Schwingungen zur Übertragung der Adresse isl aber wesentlich aufwendiger, so daß im vorliegenden Falle von dieser Möglichkeit kein Gebrauch gemacht wurde.

Die Erzeugung der relativ niederfrequenten rechteckförmigen Schwingungen geschieht mittels eines programmierbaren synchronen Binärzählers in an sich bekannter Weise aus der bei etwa 570 MHz liegendei Bitfolgcfrequenz. Aufgrund der sehr hohen Frequen; der zugefiihrlcn Zählimpulse isl ein Synchronzähle nicht mehr direkt realisierbar. Fs kann aber ein al Asynchronzähler ausgeführter Binärzählcr durch Zu satz von Elementen für den Laufzeitausgleich zwischet den verschiedenen Ein- und Ausgangssignalen de Zählerstufen in einen Synchronzähler umgewandel werden Damit sich die Halbwellen der die mil > bezeichneten Bits modulierenden Rechteckschwingun gen in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode dei Taktfrequenz unterscheiden, wird jeder zweite Rück sct/impiils für die Flip F lop-Kcttc im Zähler auf ein< Dauer von 2 Bit verlängert, so daß der Zähler für eine /usäi/.lichc Bit/eit blockiert ist.

An die Realisierung der Ortungsschlcife zwischen der beiden Regeneratoren werden hohe Anforderunger gestellt. So ist beispielsweise in der ersten Zwischen«·?! Ie der Regenerator der einen ' !•■•cnraKungsrichtunE aiii dem Fcrnspeiscpotential von etwa +600V, währenc der Regenerator der anderen Übertragungsrichtung sich auf '.ineni Potential von etwa -600 V befindet. Bei einer ohmschen Verbindung würde die Fernspeisung in beiden Übertragungsrirhuingen zusammenbrechen A'.ich konnten bei Blitzschlag oder Beeinflussungsströmen die angeschlossenen Regeneratoren zerstörl werden. Aus diesen Gründen ist nur eine kapazitive ! 'Lerkooplung möglich. Zusätzlich muß dies" hoihspannungsteste kapazitive Überkopplung schaltbar sein und im Frequenzbereich zwischen wenigen KHz und beispielsweise 57OMtI/ nur einen geringfügigen Frequenzgang aufweisen. Es ist des.n;i!b ein mit einem hochspannungsfesten Kondensator kombinierter elektronischer Schalter für breitbandige Signale notwendig. Eine besondere einfache und zweckmäßige Lösung eines derartigen Schalters wird in einer parallelen Patentanmeldung beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Pulsfehlerortung auf der Übertragungsstrecke eines PCM-Systems durch aufeinanderfolgende Schleifenbildung in den mit Regeneratoren bestückten Zwischenstellen nach Empfang jeweils eines, von einer der beiden überwachenden Endstellen ausgesandten und eine Adresse enthaltenden Ortungssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifenschlußbildung vom Ausgang des auf die im übertragenen Ortungssignal enthaltene Adresse ansprechenden Regenerators der einen Übertragungsrichtung zu dem mit dem Entzerrerausgang verbundenen Eingang des Entscheiderteils des Regenerators der Gegenrichtung erfolgt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ortungssignal enthaltenen Adressen den Regeneratoren in der einen Übertragungsrichtung nach aufsteigender Ordnung und in 4er Gegenrichtung nach absteigender Ordnung zugeteilt sind und daß der in der Gegenrichtung letzte Regenerator eine davon abweichende zusätzliche, noch freie Adresse erhält.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ortungssignal enthaltene Adresse aus mindestens zwei abwechselnd gesendeten, im Vergleich zur Bitfolgefrequenz der übertragenen Signale relativ niederfrequenten Schwingungen, mit unterschiedlicher Frequenz, die durch Frequenzteilung mit ganzzahligen Faktoren aus dem Bittakt abgeleitet und bitweise übertragen werden, begeht.

4. Verfahren nacii Pate ianspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Bits des übertragenen Ortungssignals im Takte der Sie Adresse übertragenden niederfrequenten Schwingung derart moduliert sind, daß sie während der einen Halbwelle dieser Schwingung den binären Wert »Eins« und während der anderen Halbwelle den binären Wert »Null« annehmen und daß sich die beiden Halbwellen der Rechteckschwingung in ihrer Dauer nur um eine Bitperiode unterscheiden.