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Verfahren und Schaltungsanordnung zum Ubertragen von Daten-
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sianalen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
zum Übertragen von Datensignalen zwischen Leitungsabschnitten, auf denen die Datensignale
nach einem asynchronen Ubertragungsverfahren mit einer ersten Übertragungsgeschwindigkeit
übertragen werden, und mindestens einer Übertragungsleitung einer Fernmeldeanlage,
in der auf der jeweiligen Ubertragungsleitung Signale in Zeitfächern von Zeitkanälen
mit zyklisch wiederholt in aufeinanderfolgenden Pulsrahmen auftretenden Zeitfächern
übertragen werden, die Signale mit einer zweiten, gegenüber der ersten Ubertragungsgeschwindigkeit
höheren Übertragungsgeschwindigkeit zu übertragen gestatten.
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Es ist bereits bekannt, über digital arbeitende Fernmeldeanlagen mit
PCM-Durchschaltung sowohl Sprachsignale in codierter Form als auch Datensignale
zu übertragen. Bei einer solchen PCM-Durchschaltung können in den einzelnen Zeitkanälen
üblicherweise Signale mit einer Ubertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s übertragen
werden. Diese Übertragungsgeschwindigkeit stellt zugleich die maximal ausnutzbare
Übertragungsgeschwindigkeit dar. Sollen nun über eine solche digital arbeitende
Fernmeldeanlage Datensignale mit einer gegenüber der maximal möglichen Übertragungsgeschwindigkeit
niedrigeren Ubertragungsgeschwindigkeit übertragen werden, so ist für die Durchschaltung
eine geschwindigkeitsmäßige Anpassung erforderlich. Ist dabei für die zu übertragenden
Datensignale ein asynchrones Übertragungsverfahren vorgesehen, so ist es häufig
erwünscht,
daß vor der Durchschaltung zusätzlich zu der geschwindigkeitsmäßigen
Anpassung auch eine Entzerrung der über die Fernmeldeanlage zu übertragenden Datensignale
vorgenommen wird.
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Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu zeigen,
wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Art auf Leitungsabschnitten asynchron
auftretende Datensignale mit einem geringen Steuerungsaufwand entzerrt über mindestens
eine Ubertragungsleitung einer Fernmeldeanlage übertragen werden können.
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Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Verfahren
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Leitungsabschnitte jeweils
zu Abtastzeitpunkten periodisch abgetastet werden, die in der Dauer eines Pulsrahmens
entsprechenden zeitlichen Abständen aufeinanderfolgen, daß nach Auftreten einer
vorgegebenen ersten Anzahl von einem Signal zur Kennzeichnung des Beginns der Ubertragung
eines Datensignals entsprechenden Abtastwerten von ein und demselben Leitungsabschnitt
der diesen Abtastwerten unmittelbar folgende Abtastwert und von den diesem wiederum
nachfolgenden Abtastwerten jeweils lediglich in einem einer zweiten, gegenüber der
ersten Anzahl von Abtastwerten größeren Anzahl von Abtastwerten entsprechenden zeitlichen
Abstand ermittelte Abtastwerte in jeweils eine Mehrzahl von Bits umfassende, dem
jeweiligen Abtastwert entsprechende Bitgruppen umgesetzt werden und daß diese Bitgruppen
jeweils bis zum Auftreten einer ihnen nachfolgenden Bitgruppe in aufeinanderfolgenden
Zeitfächern eines dem jeweiligen Leitungsabschnitt auf der jeweiligen Ubertragungsleitung
zugeordneten Zeitkanals über die jeweilige Ubertragungsleitung übertragen werden.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die periodische Abtastung
der Teilnehmeranschlußleitungen mit Hilfe
von in der Fernmeldeanlage
bereitstehenden Taktsignalen erfolgen kann. Bei diesen Taktsignalen handelt es sich
um Signale, die in der Dauer eines Pulsrahmens entsprechenden zeitlichen Abständen
auftreten. Diese weisen für eine PCM-Durchschaltung im allgemeinen eine Frequenz
von 8 kHz auf.
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Da bei dieser Frequenz der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender
Taktimpulse wesentlich geringer ist als die Dauer eines Bits bei der Ubertragung
von Datensignalen nach einem asynchronen Ubertragungsverfahren, ist mit Hilfe der
genannten Taktimpulse gleichzeitig eine Entzerrung der zu übertragenden Datensignale
möglich. Die Entzerrung erfolgt dabei vorteilhafterweise dadurch, daß zunächst für
den jedem Datensignal vorangestellten Anlaufschritt die Schrittmitte ermittelt wird.
Erst danach wird für jedes der Bits (Schritte) des zu übertragenden Datensignals
ein Abtastwert, der jeweils zur Schrittmitte eines unverzerrten Bits (Schrittes)
gewonnen wird, in eine dem jeweiligen Abtastwert entsprechende Bitgruppe umgesetzt.
Die auf diese Weise gewonnenen Bitgruppen werden dann jeweils bis zum Auftreten
einer ihnen nachfolgenden Bitgruppe in aufeinanderfolgenden Zeitfächern über die
jeweilige Ubertragungsleitung übertragen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen einer Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im folgenden wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielsweise
näher beschrieben.
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In der Zeichnung ist eine Anschlußschaltung ANS dargestellt, die einerseits
über eine Ubertragungsleitung PCM mit einer Fernmeldevermittlungsstelle VST und
andererseits über eine Mehrzahl von Anschlußleitungen Ltg1 bis Ltg8 mit Teilnehmereinrichtungen
Tln1 bis Tln8 verbunden ist. Bei diesen Teilnehmereinrichtungen mag es sich um übliche
Fernschreib-
bzw. Telex-Endgeräte handeln. Diese Telex-Endgeräte
mögen mit einer Datenübertragungsrate von 50 Bd und unter Ausnutzung des internationalen
Telegraphenalphabets Nr. 2 arbeiten, also mit einem Start-Stop-Datenformat. Anstelle
der genannten Anschlußleitungen können auch beliebige Leitungsabschnitte, die eine
Ubertragung von Signalen der gerade genannten Art ermöglichen, mit der Anschlußschaltung
ANS verbunden sein.
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Bei der gerade genannten Übertragungsleitung PCM möge es sich beispielsweise
um eine Leitung handeln, auf der in Zeitfächern von Zeitkanälen mit zyklisch wiederholt
in aufeinanderfolgenden Pulsrahmen auftretenden Zeitfächern Signale übertragen werden
können. Die in den einzelnen Zeitkanälen dabei übertragenen Signale werden von der
mit dieser Ubertragungsleitung verbundenen Fernmeldevermittlungsstelle VST weitergeleitet.
In der Zeichnung ist angedeutet, daß über die Ubertragungsleitung PCM Signale in
beiden Richtungen übertragen werden können. Diese Ubertragung kann beispielsweise
dadurch erfolgen, daß in den Zeitfächern der einzelnen Zeitkanäle in aufeinanderfolgenden
Pulsrahmen Signale an die Anschlußschaltung ANS abgegeben bzw. Signale von dieser
aufgenommen werden.
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Die Anschlußschaltung ANS weist für jede der Anschlußleitungen Ltg1
bis Ltg8 eine gesonderte Schnittstellenschaltung SST1 bis SST8 auf. Diese Schnittstellenschaltungen
dienen im wesentlichen der Anpassung der Anschlußschaltung an die genannten Anschlußleitungen.
Jede dieser Schnittstellenschaltungen ist außerdem zur Abgabe von ihr über die zugehörige
Anschlußleitung zugeführten Signalen mit einer gesonderten Registerzelle eines Registers
Reg1 verbunden. Von einem weiteren Register Reg3, das für jede der Anschlußleitungen
Ltg1 bis Ltg8 eine gesonderte Registerzelle aufweist, erhalten die Schnittstellenschaltungen
SST1 bis SST8 Signale zugeführt, die an die Telex-Endgeräte wei-
terzuleiten
sind.
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Die genannten Register Reg1 und Reg3 erhalten für die Signalübernahme
Taktimpulse CL zugeführt. Diese Taktimpulse werden von der Fernmeldevermittlungsstelle
VST bereitgestellt. Es handelt sich bei diesen Taktimpulsen um 8 kHz-Taktimpulse,
die den zeitlichen Abstand aufeinanderfolgender Zeitfächer der auf der Ubertragungsleitung
PCM für eine Signalübertragung vorgesehenen Zeitkanäle festlegen. Damit ergibt sich
für unmittelbar aufeinanderfolgende Zeitfächer ein zeitlicher Abstand von 0,125
ms. In diesem zeitlichen Abstand werden auch Momentanwerte der auf den Anschlußleitungen
zugeführten Signale bzw. der an diese abzugebenden Signale in das Register Reg1
bzw. Reg3 übernommen.
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Jede der Registerzellen des Registers Regl ist jeweils mit einer Übertragungssteuerung
UES1 bis UES8 verbunden. In der Zeichnung sind lediglich die Ubertragungssteuerungen
UES1 und UES8 dargestellt. Die Ubertragungssteuerung UES1 möge dabei der Anschlußleitung
Ltg1 und die Ubertragungssteuerung UES8 der Anschlußleitung Ltg8 zugeordnet sein.
Sämtliche Übertragungssteuerungen weisen den gleichen internen Aufbau auf. Er ist
in der Zeichnung lediglich für die Übertragungssteuerung UES1 dargestellt und soll
im folgenden anhand dieser erläutert werden.
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Die Übertragungssteuerung UES1 weist eine Zähleranordnung Z1 auf,
der wie den Registern Reg1 und Reg3 Taktimpulse CL zugeführt werden. Mit einem Rücksetzeingang
R ist diese Zähleranordnung an den Ausgang eines UND-Gliedes Gl angeschlossen, dessen
einer Eingang die im zeitlichen Abstand von 0,125 ms in die der Übertragungssteuerung
UES1 zugeordneten Registerzelle des Registers Reg1 übernommenen Momentanwerte zugeführt
erhält. Diese Momentanwerte werden im folgenden auch als Abtastwerte bezeichnet
Ein weiterer Eingang des UND-Gliedes G1 ist mit dem Ausgang einer weite-
ren
Zähleranordnung Z2 verbunden. Diese Zähleranordnung ist eingangsseitig an den Ausgang
der bereits erwähnten Zähleranordnung Z1 angeschlossen. Mit diesem Ausgang ist außerdem
der Takteingang einer Kippstufe K1, hier einer sogenannten D-Kippstufe, verbunden.
An ihrem Dateneingang erhält diese Kippstufe die in der der Übertragungsstuerung
UES1 zugeordneten Registerzelle des Registers Regl nacheinander eingetragenen Abtastwerte
zugeführt.
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In der gerade erläuterten Schaltungsanordnung laufen folgende Steuerungsvorgänge
ab. Die Zähleranordnung Z1 möge sich zunächst in ihrem Ruhezustand befinden. Dies
ist immer dann der Fall, wenn von dem UND-Glied G1 ein logischer Pegel 1 abgegeben
wird. Tritt nun ein Anlaufschritt, mit dem der Beginn eines Datensignals angezeigt
wird, auf der zugehörigen Anschlußleitung, hier der Anschlußleitung Ltg1, auf, so
wird mit dem nächsten Taktimpuls CL ein Abtastwert dieses Anlaufschrittes (logischer
Pegel "0") in die dieser Anschlußleitung zugeordnete Registerzelle des Registers
Reg1 eingetragen. Dieser Eintrag bewirkt, daß das UND-Glied G1, das mit dieser Registerzelle
eingangsseitig verbunden ist, an seinem Ausgang nunmehr einen logischen Pegel "0"
abgibt. Durch diesen Pegel wird die Zähleranordnung Z1 in ihren Zählzustand überführt,
in dem sie eine vorgegebene erste Anzahl von Taktimpulsen CL zählt. Diese Anzahl
ist so gewählt, daß durch sie die Schrittmitte des gerade übertragenen Anlauf schrittes
festgelegt ist. Bei Erreichen eines dieser Anzahl entsprechenden Zählerstandes gibt
die Zähleranordnung Z1 an ihrem Ausgang ein Ausgangsimpuls ab.
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Der von der Zähleranordnung Z1 abgegebene Ausgangsimpuls bewirkt einerseits,
daß die Kippstufe K1 den in der mit ihr verbundenen Registerzelle des Registers
Regl eingetragenen Abtastwert, hier den dem Anlaufschritt entsprechenden logischen
Pegel "0", übernimmt. Andererseits wird die Zähleranordnung Z2 in einen Zustand
überführt, in dem sie
einen logischen Pegel "0" an das UND-Glied
G1 abgibt. Das Und-Glied hält damit die Zähleranordnung Z1 in ihrem Zählzustand,
auch wenn sich der logische Pegel der Abtastwerte infolge der im Anschluß an den
Anlaufschritt auf der zugehörigen Anschlußleitung auftretenden Datensignalbits ändert.
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Mit der Abgabe des erwähnten ersten Ausgangs impulses wird die Zähleranordnung
Z1 so eingestellt, daß nunmehr eine vorgegebene zweite Anzahl von Taktimpulsen CL
gezählt werden kann. Diese zweite Anzahl ist dabei so gewählt, daß durch sie der
zeitliche Abstand der Schrittmitte des Anlaufschrittes zur theoretischen Schrittmitte
des diesem nachfolgenden Datensignalbits festgelegt ist. Wird ein der vorgegebenen
zweiten Anzahl von Taktimpulsen ensprechender Zählerstand erreicht, so gibt die
Zähleranordnung Z1 erneut einen Ausgangsimpuls ab, der der Kippstufe K1 wieder als
Übernahmeimpuls für die Ubernahme eines Abtastwertes aus dem Register Reg1 zugeführt
wird und der in der Zähleranordnung Z2 registriert wird.
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Der gerade erläuterte Ablauf, d.h. das Zählen einer vorgegebenen zweiten
Anzahl von Taktimpulsen CL in der Zähleranordnung Z1 wird nun so lange fortgesetzt,
bis von der Zähleranordnung Z2 eine der Anzahl der zu einem Datensignal gehörenden
Bits entsprechende Anzahl von Ausgangsimpulsen der Zähleranordnung Z1 registriert
wird. Bei dieser Anzahl von Bits sind auch der Anlaufschritt und ein oder mehrere,
dem eigentlichen Datensignal angefügte Stopschritte berücksichtigt. Bei Erreichen
eines der vorgegebenen Anzahl von Ausgangsimpulsen entsprechenden Zählerstandes
gibt die Zähleranordnung Z2 einen logischen Pegel "1" ab, der die Zähleranordnung
Z1 in ihren Ruhezustand überführt und diese bis zum Auftreten eines weiteren Anlaufschrittes
in diesem Zustand hält.
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Durch die gerade am Beispiel der Ubertragungssteuerung UES1 erläuterte
Funktionsweise der Übertragungssteuerungen wird erreicht, daß sowohl für den Anlaufschritt
als auch für die diesem nachfolgenden Datensignalbits einschließlich eines oder
mehrerer Stopschritte lediglich jeweils ein in der Schrittmitte eines unverzerrten
Bits bzw. Schrittes liegender Abtastwert für eine Weiterleitung in die Kippstufe
K1 übernommen wird. Bei einer Datenübertragungsrate von 50 Bd, wie sie eingangs
angenommen wurde, bedeutet das, daß lediglich im zeitlichen Abstand von 20 ms auftretende
Abtastwerte in die Kippstufe K1 übernommen werden.
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Bezüglich der Funktionsweise der Zähleranordnung Z1 sei hier noch
darauf hingewiesen, daß diese vorzeitig in ihren Ruhezustand versetzt wird, wenn
in die dieser Zähleranordnung zugeordnete Registerzelle des Registers Reg1 während
des ersten Zählvorganges, d.h. beim Zählen der vorgegebenen ersten Anzahl von Taktimpulsen
CL, ein Abtastwert mit einem dem Anlaufschritt nicht entsprechenden logischen Pegel
eingetragen wird. Gesteuert wird diese Uberführung in den Ruhezustand durch das
UND-Glied Gl. Durch dieses vorzeitige Beenden des Zählvorganges werden Störimpulse
unterdrückt, deren Dauer geringer ist als die Dauer eines halben Anlaufschrittes.
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Die Kippstufen Kl der Übertragungssteuerungen UES1 bis UES8 sind mit
ihrem Ausgang jeweils mit einer Registerzelle eines Registers Reg2 verbunden. In
diese Registerzellen wird jeweils ein in der zugehörigen Kippstufe gespeicherter
Abtastwert eingetragen. Ausgangsseitig ist das Register Reg2 über eine bidirektional
betriebene Leitungsanordnung mit einer zentralen Steuerung ZST verbunden. Bei dieser
Leitungsanordnung handelt es sich um eine Anzahl von parallelen Einzelleitungen,
die durch die Anzahl der vorhandenen Ubertragungssteuerungen UES1 bis UES8 vorgegeben
ist.
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Die zentrale Steuerung ZST, die außerdem über die Übertra-
gungsleitung
PCM mit der Fernmeldevermittlungssteile tST verbunden ist, liest sämtliche Registerzellen
des Registers Reg2 gleichzeitig im zeitlichen Abstand von 0,125 ms aus und setzt
die dabei übernommenen Abtastwerte jeweils in eine Bitgruppe um. Eine Bitgruppe
besteht hierbei aus insgesamt 8 Bits mit gleichem Informationsinhalt, entsprechend
der in einem Zeitfach eines der jeweiligen Anschlußleitung auf der Ubertragungsleitung
PCM zugeordneten Zeitkanals übertragbaren Bits. Die auf diese Weise gewonnenen Bitgruppen
werden anschließend innerhalb eines Pulsrahmens, d.h.
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innerhalb eines Zeitintervalls von 0,125 ms, jeweils in einem Zeitfach
des für die jeweilige Anschlußleitung in Frage kommenden Zeitkanals über die Ubertragungsleitung
PCM zu der Fernmeldevermittlungsstelle VST hin übertragen. Bezüglich der Zuordnung
der einzelnen Zeitkanäle zu den Anschlußleitungen Ltg7 bis Ltg8 der Anschlußschaltung
ANS sei hier erwähnt, daß diese entweder fest vorgegeben oder im Zuge des Aufbaues
einer für die Ubertragung von Datensignalen zwischen Telex-Endgeräten aufzubauenden
Verbindung von der Fernmeldevermittlungsstelle VST festgelegt wird. In beiden Fällen
ist die Zuordnung der einzelnen Zeitkanäle zu den mit der Anschlußschaltung verbundenen
Anschlußleitungen in der zentralen Steuerung ZST hinterlegt. Dafür ist in der zentralen
Steuerung eine entsprechende Speicheranordnung vorgesehen.
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Vorstehend wurde lediglich die Übertragung von auf den Anschlußleitungen
Ltg1 bis Ltg8 auftretenden Datensignalen in Zeitfächern von diesen Anschlußleitungen
auf der Ubertragungsleitung PCM zugeordneten Zeitkanälen erläutert.
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Diese den Anschlußleitungen für eine Signalabgabe zugeordneten Zeitkanäle
sind nun bei bestehenden Verbindungen jeweils einer Anschlußleitung für eine Signalübernahme
zugeordnet. Sind dabei mit der Anschlußschaltung ANS verbundenen Anschlußleitungen
(Ltg1 bis Ltg8) auf der Ubertragungsleitung PCM Zeitkanäle für eine Signalübernahme
zugeordnet,
so übernimmt die bereits erwähnte zentrale Steuerung
ZST die innerhalb eines Pulsrahmens in Zeitfächern der in Frage kommenden Zeitkanäle
übertragenen Bitgruppen. Wie bereits oben erwähnt, weisen die einzelnen Bitgruppen
einen gleichen Informationsinhalt auf. Aus diesen Bitgruppen wird jeweils ein einziges
Bit abgeleitet, welches den Informationsinhalt der jeweiligen Bitgruppe angibt.
Die Umsetzung einer Bitgruppe in ein einziges Bit erfolgt dabei in der Weise, daß
dieses Bit dem Abtastwert entspricht, der zuvor einer Datensignale abgebenden Anschlußleitung
entnommen und in Form der betreffenden Bitgruppe über die Ubertragungsleitung PCM
übertragen worden ist.
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Die auf die gerade erläuterte Weise ermittelten Bits werden anschließend
einer mit der bereits erwähnten bidirektionalen Leitungsanordnung verbundenen Registeranordnung
Reg4 zugeführt. Diese weist hierzu für jede der Anschlußleitungen Ltg1 bis Ltg8
eine gesonderte Registerzelle für die Aufnahme jeweils eines Bits auf. Diese Registerzellen
dienen lediglich zur Zwischenspeicherung der weiterzuleitenden Bits (Abtastwerte).
Die Inhalte dieser Registerzellen werden dann in die bereits erwähnten Registerzellen
des Registers Reg3 im zeitlichen Abstand von 0,125 ms übernommen. Wie bereits oben
erwähnt, wird dieses Register hierzu durch von der Fernmeldevermittlungsstelle VST
her abgegebene 8 kHz-Taktimpulse CL gesteuert. Die in die einzelnen Registerzellen
des Registers Reg3 übernommenen Abtastwerte werden dann über die jeweils zugehörige
Schnittstellenschaltung SST1 bis SST8 an die in Frage kommenden Teilnehmereinrichtungen
(Telex-Endgeräte) Tln1 bis Tln8 weitergeleitet.
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Das obengenannte Register Reg2 und die Registeranordnung Reg4, die
über die bidirektional betriebene Leitungsanordnung mit der zentralen Steuerung
ZST verbunden sind, werden im übrigen von dieser zentralen Steuerung zur Signalabgabe
bzw.
zur Signalaufnahme gesteuert.
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In der Zeichnung ist dargestellt, daß die Anschlußschaltung ANS lediglich
über eine einzige Ubertragungsleitung PCM mit der Fernmeldevermittlungsstelle VST
verbunden ist.
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Abweichend davon können aber auch mehrere derartige Ubertragungsleitungen
vorgesehen sein. Die Zuordnung der auf den einzelnen Übertragungsleitungen für eine
Signalabgabe bzw. Signalaufnahme zu benutzenden Zeitkanäle ist in diesem Fall wieder
in der zentralen Steuerung ZST hinterlegt.
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Die Zuordnung erfolgt dabei gegebenenfalls wieder im Zuge des Aufbaues
von Verbindungen von der Fernmeldevermittlungsstelle her.
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Bezüglich der Realisierung der Ubertragungssteuerungen UES1 bis UES8
sei hier noch angemerkt, daß die erwähnten Zähleranordnungen Z1 und Z2 der Ubertragungssteuerungen
aus Bausteinen des Typs 74LS699 der Firma Texas Instruments gebildet sein können.
Für die zentrale Steuerung ZST kann ein Baustein des Typs PEB2050 der Firma Siemens
AG verwendet werden.
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Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Ubertragungssteuerungen
UES1 bis UES8 ist auch eine einen Mikroprozessor enthaltende Schaltungsanordnung
einsetzbar, die die Funktionen der Ubertragungssteuerungen übernimmt.
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4 Patentansprüche Zeichnung