DE2515801A1 - Verfahren und schaltungsanordnungen zur zeitmultiplexen datenuebertragung - Google Patents

Description

ßöblingen, den 1. April 1975 ker-hr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: FR 974 001

Verfahren und Schaltungsanoränungen
zur zeitmultiplexen Datenübertragung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zeitmultiplexen Datenübertragung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Schaltungsanordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die zeitmultiplexe übertragung wird sowohl bei der Datenübermittlung als auch im Pernsprechwesen verwendet. Beim Fernsprechen werden die einzelnen Verbindungen periodisch abgetastet, die sich jeweils ergebende Tonsignalamplitude digital codiert und als Bitfolge (z. B. in Gruppen zu je sieben Bits) auf ähnliche Weise übermittelt, wie es bereits in der Datenverarbeitung üblich ist.

Eine standardisierte zeitmultiplexe Übertragungsart hat in neuerer Zeit auch in Europa Eingang gefunden. Es handelt sich dabei um die sogenannte Puls-Code-Modulation (PCM), bei der Daten ζ. 3. mit einer Geschwindigkeit von 2,048 Megabits pro Sekunde in Rahmen von 32 Kanälen zu je acht Bits übermittelt werden. Diese Zeitkanäle sind in der Literatur auch als Zeitabschnitte bekannt geworden. In je einem Rahmen werden ein oder zwei Kanäle für den Betreiber des jeweiligen Fernmeldesystems reserviert. Der Kanal 0 wird dabei z. B. für Synchronisierzwecke und der Kanal 15 für besondere Übermittlungszwecke verwendet.

Die PCM-Übertragung eignet sich speziell für Übertragungen zwi- !sehen weit voneinander entfernten Orten. In einem solchen System

509845/0891

verbindet die Hauptübertragungsleitung _s über die üblicherweise Nachrichten im PCM--Verfahren in beiden Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 2,048 Megabits pro Sekunde übermittelt werden, die Vermittlungsstellen von größeren Städten, wie z. B. Paris, Lyon, Marseille, Nizza. Jede der einzelnen Vermittlungsstellen hat mittels Hilfsleitungen Zugang zu einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten. Dabei ist gewöhnlich die übertragungsgeschwindigkeit über diese Hilfsleitungen kleiner als die PCM-Geschwindigkeit auf der Hauptleitung. Die Verarbeitungseinheiten können zentrale Datenverarbeitungseinheiten, Datenkonzentratoren, Telephonvermittlungen usw. sein; allgemein gesagt kann es sich dabei um Geräte handeln, die Daten in digitaler Form übertragen.

Bei asynchronen Systemen wird die Synchronisation für einen gegebenen Kanal aus den empfangenen Daten abgeleitet. Wegen verschiedener Übertragungsgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen' Vermittlungsstellen muß die Geschwindigkeit für die Datenabgabe kleiner sein als die auf den einzeln benutzten Kanälen, um den Verlust von Datenbits zu vermeiden. Dazu wird eine Technik des Auf füllens und Wiederher au snehir.ens verwendet, wie sie z. B. in der französichen Patentanmeldung 2 025 897 und in der entsprechenden schweizerischen Anmeldung 18 449/68 beschrieben ist. Bei der darin verwendeten Technik umfaßt jeder Kanal eine Zahl von Datenbits, die kleiner als acht, also kleiner als die Kanalkapazität ist. Die übrigbleibenden Bitstellen der Kanäle werden mit Null-Bits besetzt; ausgenommen jedoch die Stelle, die dem ersten Datenbit vorangeht. Diese Stelle wird mit einem Kennzeichnungsbit "1" besetzt, das zur Sychronisierung zwischen den Vermittlungsstellen verwendet wird. Somit kann die Zahl eigentlicher Datenbits im Durchschnitt sechs Bits pro Kanal sein. Dabei kann ein Kanal z. B. zwei Bits "0" und danach ein Bit "1" enthalten, auf welches fünf Datenbits folgen, wohingegen in anderen Rahmen derselbe Kanal ein Bit "1" und danach sieben Datenbits umfassen kann; die meisten Rahmen enthalten Kanäle mit einem Bit "0", dem ein Bit "1" und sechs Datenbits folgen.

PR 974 001

509845/0891

In solchen Systemen ist jede Vermittlungsstelle mit Eingabe- und Ausgabeadaptern ausgestattet; ein Eingangsadapter wird in der Regel mit einem Ausgangsadapter zeitlich gekoppelt, um dabei ein Adapteraggregat für einen gegebenen Kanal zu bilden. Eine Vermittlungsstelle umfaßt so viele Eingabeadapter wie Kanäle pro Rahmen vorgesehen sind und selbstverständlich ebensoviele Ausgabeadapter für die Ausgangsleitungen. Zusätzlich dazu weisen die Vermittlungsstellen Adapter für die Hilfsleitungen auf, die die Vermittlungsstellen mit örtlichen Datenverarbeitungseinheiten verbinden.

Diese Adapter sind im wesentlichen Einheiten zur Kanalsynchronisierung sowie zur Auffüllung und umgekehrt. Jeder Eingabeadapter verarbeitet die Datenbits des zugehörigen Kanals, der entweder die Vermittlungsstelle mit einer örtlichen Verarbeitungseinheit über eine Hilfsleitung verbindet oder der einfach für den Durchgangsverkehr benutzt wird. In beiden Fällen genügen die Ausgabejadapter wiederum der Auffüllungstechnik für die einzelnen Kanäle und bewirken die Anpassung an die verschiedenen Bitgeschwindigkeiten zwischen Hilfsleitungen und PCM-Leitungen.

Wenn ein Kanal einer über eine Hilfsleitung bedienten örtlichen Verarbeitungseinheit zugeordnet ist, dann wird der entsprechende Eingabeadapter mit dem Ausgabeadapter über eine Schaltmatrix der Art z. B. verbunden, wie sie im französischen Patent 2 089 501 und j in der entsprechenden holländischen Anmeldung 70/05143 beschrieben : ist. Dasselbe gilt auch für die Verbindung zwischen dem Eingabeadapter einer Hilfsleitung und einem Ausgabeadapter zur Haupt-* leitung. Die Schaltmatrix dient dabei der räumlichen Durchschaltung 'zwischen Kanälen und Hilfsleitungen.

Damit läßt sich einsehen, daß eine Vermittlungsstelle der genannten Art ebensoviele Eingabe- und Ausgabeadapter aufweisen muß, wie Datenkanäle in den Rahmen der Hauptleitung vorgesehen sind. Bei üblichen PCM-Verbindungen sind somit 30 Eingabeadapter und 30 Ausgabeadapter vorzukehren.

FR 974 OO1

S09845/0891

Eine solche Vermittlungsstelle benötigt eine Schaltmatrix, die nur wenig Kreuzungspunkte aufweist, da die den örtlichen Verarbeitungseinheiten zugeordnete Kanalzahl klein ist gegenüber der Kanalzahl, die dem Durchgangsverkehr vorbehalten ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Übertragungsverfahrens, bei dem jede Vermittlungsstelle nur einen Eingabeadapter und einen Ausgabeadapter für die Hauptübertragungsleitung aufweist; dabei soll auch die Vorkehrung von Vermittlungsstellen ohne Schaltmatrix möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben .

Der Gegenstand ist ein Verfahren, bei dem jede Vermittlungs- :stelle als örtliche Verarbeitungseinheit betrachtet wird, die die j Verarbeitung von Übertragungsrahmen durchführt. Dabei enthalten jdie einzelnen Rahmen ein Synchronisierzeichen, auf das ein Kanal ihoher Arbeitsgeschwindigkeit folgt, in welchen Füllbits "O" und ein Kennzeichnungsbit "1" eingefügt werden. Die Datenbits werden in Schaltrahmen unterteilt mit je einem besonderen Synchronisierzeichen am Anfang und danach Datenunterkanälen variierbarer Länge L deren einzelner Adresse durch ihre zeitliche Stellung im Schalt- ! rahmen in bezug auf dessen Synchronisierzeichen gegeben ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Vermittlungsstelle konventioneller PCM-übertragungstechnik.

Fig. 2 zeigt einen Kanal eines Übertragungsrahmens unter

Verwendung der Auffülltechnik.

FR 974 001

509845/0891

E-

Fig. 3 zeigt die Aufeinanderfolge von Datenbits zur

Erläuterung der Struktur des übertragungsrahmens und des Schaltrahmens entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung einer Vermittlungs

stelle nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 die eines Empfangsadapters innerhalb einer Ver

mittlungsstelle entsprechend der Erfindung und

Fig. 6 die eines entsprechenden Sendeadapters.

Anhand der Fig. 1 soll zuerst ein Übertragungssystem mit einer konventionellen PCM-Vermittlungsstelle kurz "beschrieben werden.

Angenommen, daß die Leitung L eine solche der Art ist, wie sie seitens der französischen Postverwaltung zur Übermittlung von Daten in PCM-Form vermietet wird. Diese Leitung L läuft durch eine Vermittlungsstelle mit einem Empfangsadapterteil 1 und einem Sendeadapterteil 2 hindurch. Der Teil 1 umfaßt einen Empfangssynchronisierer 1a, dessen Hauptaufgabe es ist, Synchronisationsrahmen anhand des Synchronisierzeichens im ersten Kanal zu erkennen. Dabei ermöglicht der Synchronisierer die exakte Zeitgebung für die Datenkanäle, die unmittelbar auf das Synchronisierzeichen folgen, und die Verteilung auf die Empfangsadaptergruppe 1b. Angenommen z. B., daß der Kanal 1 dem Empfangsadapter 1', der Kanal 2 dem Empfangsadapter 2' und so fort zugeordnet sind. Die Verteilung könnte dabei auch anders sein.

Auf der Sendeseite umfaßt die Vermittlungsstelle einen Sendeadapterteil 2, der den Sendesynchronisierer 2a enthält, welcher hauptsächlich die Synchronisierung der einzelen abgehenden Rahmen durchführt. Diese bestehen aus Kanälen, deren Inhalt von der Sendeadaptergruppe 2b mit den einzelnen Adaptern 1" bis n" abgegeben wird.

FR 974 001

509845/0891

In Fig. 2 ist ein Kanal eines über die Leitung L empfangenen PCM-· Rahmens dargestellt. Dieser Kanal möge acht Bits umfassen mit nur sechs Datenbits. Um Datenverluste zu vermeiden, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit einer Vermittlungsstelle zu hoch ist, enthält jeder Kanal eine Zahl von Datenbits, die kleiner ist als die Gesamtkapazität des Kanals, nämlich acht Bits. Wenn ein solcher Kanal gemäß Fig. 2 von rechts nach links betrachtet in einem Empfangsadapter der Empfangsadaptergruppe 1b empfangen wird, löscht der Adapter das Bit "O" in der ersten Stelle aus, berücksichtigt jedoch, daß die zweite Stelle durch das Kennzeichnungsbit "1" besetzt ist. Dann weiß der Adapter, daß die dem Kennzeichnungsbit "1" folgenden Bits Datenbits sind. Es kann vorkommen, daß ein Kanal nur mit fünf Datenbits besetzt ist; dann sind die ersten beiden Bits "0" und das Kennzeichnungsbit "1" steht in der dritten Bitstelle. Ähnlich ist ein Kanal ohne Nullbits am Beginn möglich, wobei das Kennzeichnungsbit "1" in der ersten Stelle steht; dieser Kanal kann dann sieben Datenbits umfassen.

Der Inhalt eines im PCM-Rahmen enthaltenen Kanals kann entweder einer örtlichen Verarbeitungseinheit zugeordnet sein oder dem Durchgangsverkehr durch die Vermittlungsstelle dienen. Im letzteren Falle dient die Vermittlungsstelle lediglich als Durchgangsübertragungseinheit. Der Adapter (z. B. der Empfangsadapter 3') wählt die Datenbits des zugehörigen Kanals aus und gibt sie zum zugeordneten Sendeadapter weiter. Dieser führt dann die erforderliche Auffülltechnik durch und bildet dabei einen neuen Kanal, der Datenbits, ein Kennzeichnungsbit "1" und Bits "O" umfaßt. Dabei kann der Adapter bei Absenkung der Geschwindigkeit jeweils sofort das Kennzeichnungsbit des nächstfolgenden Kanals beginnen, wobei sich eine Zahl von sieben Datenbits im Kanal ergibt. Entsprechend kann der Adapter gegf. das letzte Datenbit aufbewahren und es in den nächstfolgenden Kana^einsetzen, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit erhöht wird; dabei ergibt sich im

FR 974 001

509845/0891

— 7 —
Kanal eine auf fünf Bits abgesenkte Datenbitzahl.

Wenn der Kanal einer örtlichen Verarbeitungseinheit zugeordnet ist, wird die Schaltmatrix 3 verwendet. Wenn z. B. der Kanal 2 der Verarbeitungsexnheit 6 zugeordnet ist, benutzt die Schaltmatrix 3 einen Kreuzungspunkt A, der den Empfangsadapter 2¹ mit dem örtlichen Adapter 5 verbindet, der seinerseits die Verarbeitungseinheit 6 bedient. Der örtliche Adapter 5 führt ähnliche Funktionen durch wie der vorbeschriebene Sendeadapter 2", d. h. er führt die Auffüllfunktionen eines weiterübertragenen Kanals durch bzw. paßt die üatenübermittlungsgeschwindigkeit an die Empfangs·- geschwindigkeit der Verarbeitungsexnheit 6 an.

Die örtliche Verarbeitungsexnheit kann von der Vermittlungsstelle in gewisser Entfernung angeordnet sein. Z. B. kann bezüglich Kanal 1 der Kreuzungspunkt B der Schaltmatrix die Weitergabe der Daten vom Kanal 1 zum Adapter 7 bewirken, der seinerseits über Modems 9 und 10 mit seiner Verarbeitungsexnheit 8 verbunden ist.

Ebenfalls kann z. B. die Verarbeitungseinheit 11 mit einer Verarbeitungseinheit über die abgehende Seite der PCM-Leitung verbunden sein. In diesem Falle dient der örtliche Adapter 12 als Empfangsadapter und ist mit dem zugehörigen Sendeadapter n" der Adaptergruppe 2b über den Kreuzungspunkt C verbunden.

Die Kreuzungspunkte der Schaltmatrix werden unter Kontrolle der Steuereinheit 4 durchgeschaltet. Solch eine Steuereinheit muß imstande sein, den Verbindungsanforderungen von lokalen Verarbeitungseinheiten ebenso wie von entfernten Verarbeitungseinheiten über die PCM-übertragungsleitung zu entsprechen. Im allgemeinen sind einer oder mehrere Kanäle fest zugeteilt.

Fig. 1 zeigt einseitig gerichteten Verkehr; hier von links nach rechts. Es ist klar, daß für Vollduplexbetrieb die Vermittlungsstelle ähnlich ausgestattet ist, mit einem Empfangsadapterteil, einer Schaltmatrix und einem Sendeadapterteil auch für die ent-

FR 974 OO1

509845/0891

gegengesetzte Verkehrsrichtung, d. h. von rechts nach links, was in der Figur nicht dargestellt ist.

Nun soll die Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand der Fign. 3, 4, 5 und 6 erläutert werden.

Wie eingangs ausgeführt, umfaßt ein PCM-Rahmen Kanäle hoher Geschwindigkeit im Anschluß an sein Synchronisierzeichen. Bisher wurde betrachtet, daß die über die Leitung im PCM-Verfahren übermittelten Daten alle in der Vermittlungsstelle enden, d. h. = daß die Vermittlungsstelle als Verarbeitungseinheit betrachtet ' wird. - Auch ist, wie bei Verfahren nach dem Stande der Tech- | nik, die Übertragungsgeschwindigkeit kleiner als die PCM-Ge- ; schwindigkeit mit 2,O48 Megabits pro Sekunde, wobei die Daten- j übertragungsgeschwindigkeit an die PCM-Übertragungsgeschwindig- ^]-keit angepaßt wird. Wenn das Synchronisierzeichen im PCM-Rahmen acht Bitstellen besetzt, dann ist die Geschwindigkeit des PCM-Datenrahmens (d. h. des PCM-Rahmens mit subtrahiertem Synchronisierzeichen} t,98 Megabits pro Sekunde. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit muß dann kleiner als 1,98 Megabits pro Sekunde gewählt werden, so daß eine Reihe von Füllzeichen "O" und je ein Kennzeichen "1" pro Rahmen möglich ist, ähnlich wie dies für die Kanäle eines PCM-Rahmens vorgesehen wird.

Fig. 3 erläutert den Aufbau der PCM-Rahmen. Die zeitliche Betrachtungsweise erfolgt wiederum von rechts nach links. Das Synchronisierzeichen SYNC I geht dem Kanal hoher Geschwindigkeit voran, der zuerst Füllbits Platz bietet. Wie dargestellt, folgt auf nur ein Bit "O" ein Kennzeichnungsbit "1". Wie bereits betrachtet wurde, können jedoch mehr als zwei Bits "O" oder auch keines vorkommen. Dann folgen auf das Kennzeichnungsbit "1" jewells Datenbits, als X in Fig. 3 bezeichnet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, befindet sich ein Synchronisierzeichen j SYNC II im Hochgeschwindigkeitskanal. Dieses Synchronisierzeichen

FR 974 OO1

509845/0891

kennzeichnet unabhängig vom PCM-Rahmen den Beginn eines Rahmens_/ der als Schaltrahmen bezeichnet werden möge. Dieser umfaßt außer dem Synchronisierzeichen SYNC II ünterkanäle SC1, SC2,...,SCn, die auf zwei verschiedene PCM-Rahmen verteilt sein mögen, wie in Fig. 3 dargestellt. Die ünterkanäle können verschiedene Kapazitäten aufweisen. Z. B. umfaßt der Unterkanal SC1 zehn Bitstellen, wohingegen der ünterkanal SC2 nur deren sechs aufweist. Dabei ist zu bemerken, daß jeder ünterkanal Füllbits neben dem Kennzeichnungsbit "1" enthalten kann, wie dies auch bei Kanälen herkömmlicher PCM-Rahmen der Fall ist.

Der Schaltrahmen ist vom PCM-Rahmen völlig unabhängig. Zur Auswertung eines Schaltrahmens müssen das Synchronisierzeichen SYNC I und das zur Kennzeichnung, ob es sich z. B. um eine Telephonübertragung handelt, vorgesehene Zeichen aus dem PCM-Rahmen ebenso wie seine Füllbits "O" und sein Kennzeichnungsbit "1" herausgezogen werden. Der Schaltrahmen besteht dann nur noch aus den Bits ab seinem Synchronisierzeichen SYNC II einschließlich bis zum nächstfolgenden, nicht mehr zugehörenden Zeichen SYNC II.

Fig. 4 erläutert das Ausführungsbeispiel einer Vermittlungsstelle entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die über die Leitung L einlaufenden Daten werden in der Empfangsadapteranordnung 21 aufgenommen, die einen Empfangssynchronisierer 21a gemäß 1a in Fig. 1 und eine eigentliche Empfangsadaptereinheit 21b aufweist, die noch weiter beschrieben werden soll. Diese Einheit 21b gibt über eine Leitung 22 alle vorbeschriebenen Schaltrahmen ab. Nach Aufnahme eines Zeichens SYNC I gibt der Empfangssynchronisierer 21a einen Hochgeschwindigkeitskanal zur Einheit 21b ab, welche vor der Weitergabe diesen noch von seinen eigenen Füllbits bereinigt. Die Einheit 21b erkennt nun das Synchronisierzeichen SYNC II, um einen Zähler 24, der jeweils mittels Taktinipulsen über eine Leitung 25 aufgezählt wird, mit einem beim letzten Bit des Zeichens SYNC II über eine Leitung 23 gesendeten Steuerimpuls zu löschen. Somit beginnt der Zähler 24 seine Aufzählung jeweils nach jedem Zeichen SYNC II und zählt danach

FR 974 OO1

509845/0891

25158G1

- IO während der Gesamtzeit eines Schaltrahmens fortlaufend auf.

Zur Illustration soll angenommen werden,, daß ein Unterkanal des Schaltrahmens der örtlichen Verarbeitungseinheit I zugeordnet ist. Diese Verarbeitungseinheit I enthält eine Decodiereinheit 26 _r die über ein Verteilernetz 27 mit dem Ausgang des Zählers 24 verbunden ist. Wenn der Zähler 24 den Zählwert erreicht, der der ersten Bitposition des der ersten Verarbeitungseinheit I zugeordneten Unterkanals entspricht, gibt die Decodiereinheit 26 über eine Leitung 28 ein Signal "1" ab. Während der gesamten Zeit, in der der Zähler 24 die Bitpositionen des der Einheit I zugeordneten ünterkanals abzählt, schickt die Decodiereinheit dieses Signal über die Leitung 28. Sobald die letzte Bitstelle des ünterkanals erfaßt ist, beendet die Decodiereinheit 26 die Übermittlung des Signals. Somit können die über die Leitung 22 und ein zweites Verteilernetz 29 übermittelten Daten durch die Verarbeitungseinheit I über das UND-Glied 30 empfangen werden, welches während der Gesamtzeit des ünterkanals aktiviert bleibt. Die Datenbits können somit im Adapter 31 empfangen werden, der die Umkehrung der Auffülloperation des ünterkanals durchführt.

Um die Fig. 4 übersichtlich zu gestalten, wurde nur eine Verax-beitungseinheit mit ihrer zugehörigen Decodiereinheit und ihrem Adapter dargestellt. Weitere daneben möglichen Verarbei- \ tungseinheiten, die Daten empfangen sollen, könnten in ähnlicher ' Weise dazugezeichnet werden. Mit anderen Worten: Der Zähler ist dazu mit allen erforderlichen Decodiereinheiten über das ' Verteilernetz 27 verbunden; die übermittelten Daten gelangen ; zu den Adaptern über das Verteilernetz 29.

Wenn die Verarbeitungseinheit den Inhalt eines Unterkanals aufnimmt, sendet die zugehörige Decodiereinheit 26, wie beschrieben, das Signal "1" über die Leitung 28. Diese Leitung 28, wie \ auch die anderen gleichartigen Leitungen von den einzelnen Decodiereinheiten der anderen Verarbeitungseinheiten, bilden die

FR 974 00t

509845/0891

Eingangsleitungen eines ODER-Glieds 32. Somit ist während der gesamten Zeit, in der die Verarbeitungseinheit I oder eine der anderen nicht dargestellten Verarbeitungseinheiten Daten empfängt, eine der Eingangsleitungen des ODER-Glieds 32 auf "1" geschaltet, womit die Ausgangsleitung von 32 ebenfalls "1" ist. Nach Umkehrung in einem Inverter 34 steht somit ein Signal "O" auf der Eingangsleitung 35 eines UND-Glieds 36 an. Damit steht auch eine "0" auf der Eingangsleitung 37 eines ODER-Glieds 38. Wenn zu dieser Zeit keine dem betrachteten Unterkanal zugeordnete Verarbeitungseinheit empfängt, sind die Unterkanäle mit Bits "0" gefüllt. Daß keine Verwechslung zwischen Bits "0" von Datenzeichen mit einem Unterkanal ohne Daten möglich ist, ist eine Vorkehrung getroffen, daß kein Datenzeichen mehr als eine vorgegebene Zahl von Bits "O" enthält.

Wenn andererseits der über die Leitung 22 durchgeschaltete Unterkanal nicht einer örtlichen Verarbeitungseinheit zugeordnet ist und die Vermittlungsstelle nur als Durchgangsstation dient, wird keine der Eingangsleitungen des ODER-Glieds 32 eingeschaltet. Dann wird eine "0" über die Leitung 33 abgegeben und nach Umkehrung im Inverter 34 ein Signal "1" über die Leitung 35 zum UND-Glied 36 weitergegeben. Damit werden die über die Leitung 22 laufenden Daten über die Leitung 37 zum ODER-Glied 38 und weiter übermittelt. !

Wenn die Vermittlungsstelle nicht nur als Durchgangsstation dienen soll, ist es möglich, daß ein Unterkanal ohne Datenbesetzung oder weil er an eine örtliche Verarbeitungseinheit wie I gerichtet ist, einer der örtlichen Verarbeitungseinheiten zugeordnet wird, die wie z. B. die Verarbeitungseinheit II über die abgehende Leitung L Daten abgeben möchte. Die Verarbeitungseinheit II weist eine Decodiereinheit 39 auf, die ebenfalls an das Verteilernetz 27 angeschlossen ist. Wenn der Zähler 24 bis zur ersten Bitposition des betrachteten Unterkanals aufgezählt hat, sendet die Decodiereinheit 39 ein Signal "1" über eine Leitung

FR 974 001

509845/0891

25158Ü1

und öffnet damit ein UND-Glied 41. Die vom Adapter 42 kommenden Datenbits werden somit zum ODER-Glied 38 über ein drittes Verteilernetz 43 übertragen und zur Sendeadapteranordnung 44 der Vermittlungsstelle weiterübermittelt, wobei diese Sendeadapteranordnung 44 die eigentliche Sendeadaptereinheit 44b und einen Sendesynchronisierer 44a umfaßt.

So wie die Empfangskreise ist auch nur eine zum Senden geeignete Verarbeitungseinheit II dargestellt; es können jedoch auch mehrere solcher Sendeeinheiten vorhanden sein. Dabei kann eine Verarbei- ■■ tungseinheit auch Daten über die ankommende Leitung aufnehmen iund über die abgehende Leitung Daten übermitteln. In diesem Falle kann der gleiche Unterkanal sowohl für das Empfangen als auch ,für das Senden benutzt werden.

Wie Fig. 1 zeigt auch Fig. 4 nur den Teil der Vermittlungsstelle, der dem von links nach rechts gerichteten Verkehr dient. Es ist offensichtlich, daß in einem Vollduplexsystem eine ähnliche Anordnung für die umgekehrte Richtung von rechts nach links vor-■ kehrbar ist.

'Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Empfangsadaptereinheit 21b gemäß Fig. 4. In dieser Figur sind drei Eingangsleitungen darjgestellt, die vom Empfangssynchronisxerer kommen. Leitung 51 ist 'die Taktleitung, Leitung 52 führt die Daten des Hochgeschwindigikeitskanals zu und Leitung 53 führt dann ein Ein-Signal, wenn [das Zeichen SYNC I ansteht. Wenn somit das Synchronisierzeichen des PCM-Rahmens SYNC I empfangen wird, steht das Signal über :die Leitung 53 am Rückstelleingang eines Verriegelungsglieds 54 an. Der Ausgang 55 dieses Verriegelungsglieds 54 nimmt dann den Schaltzustand "0" über die ganze Dauer des Zeichens SYNC I an und ein nachgeschaltetes UND-Glied 56 ist gesperrt; damit kann das Zeichen SYNC I nicht durchgegeben werden. Dann kommen im Anschluß an das Zeichen SYNC I die Füllbits ¹¹O"; diese haben keine Wirkung auf das Verriegelungsglied 54. Andererseits !schaltet dann das Kennzeichnungsbit "1" über die Leitung 52 und

FR 974 001

509845/0891

den Ein-Eingang des Verriegelungsglieds 54 dieses ein, wenn ein Taktimpuls über die Leitung 51 einläuft. Damit erscheint ein Signal "1" am Ausgang 55, welches das UND-Glied 56 durchschaltet und damit Datenbits über die Ausgangsleitung 57 des UND-Glieds 56 laufen läßt. Das erste durchgegebene Bit ist das erste Datenbit, das unmittelbar auf das Kennzeichnungsbit "1" folgt und nicht dieses Kennzeichnungsbit selbst; dies wird aufgrund einer Verzögerungswirkung des Verriegelungsglieds 54 bezüglich der Durchschaltung des UND-Glieds 56 im Zusammenhang mit Taktimpulsen über die Leitung 51 bewerkstelligt. Die über die Leitung 57 übermittelten Daten werden zur Synchronisiereinheit 58 durchgegeben, deren Aufgabe es ist, die beschriebenen Synchronisierzeichen SYNC II zu finden. Die Einheit 58 gibt dann Taktsignale über eine Leitung 59 und Datenbits über die Leitung 22, wie bereits anhand von Fig. 4 erwähnt, weiter. Die Einheit 58 erzeugt ebenfalls einen Impuls über die Leitung 23 zur Löschung des Zählers 24 nach dem letzten Bit des Zeichens SYNC II, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 bereits genannt wurde.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung der Sendeadaptereinheit 44b gemäß Fig. 4. Die Datenbits gelangen über eine Leitung 61 in ein Schieberegister 62, dessen Kapazität gleich der Bitzahl eines Zeichens SYNC I ist. Um die Auffülloperationen im Hochgeschwindigkeitskanal wie beschrieben durchzuführen, ist ein weiteres Register 63 mit der gleichen Kapazität wie das Schieberegister 62 vorgesehen; es enthält ein Bit "1" und danach lauter Bits "0". Wenn ein Zeichen SYNC I, das in den einzelnen Vermittlungsstellen durch den Sendesynchronisierer 44a eingeschoben wird, über die Leitung L übertragen werden soll, wird dies über eine Leitung 65 einer logischen Einheit 64 mitgeteilt. Wenn das erste Bit des zu sendenden Synchronisierzeichens SYNC I gegeben werden soll, schickt die logische Einheit 64 ein Signal "1" über eine Leitung 66, die eine UND-Anordnung 67 öffnet und damit den Inhalt des Registers 63 parallel in das Schieberegister 62 gelangen läßt. Wenn die erste Bitzeit des Zeichens SYNC I ansteht, enthält das Schieberegister 62 die Folge des Bits "1" mit dahinter lauter

FR 974 001

509845/0891

Bits "Ο". Dann beginnt entsprechend der für das Übertragungsnetz vorgegebenen Datenübertragungsgeschwindigkeit das erste Datenbit entweder sofort oder mit einer oder zwei Bitzeiten Verzögerung. Wenn das letzte Bit des Zeichens SYNC I kommt, ist das erste Bit "1" bereits um 5, 6 bzw. 7 Bitstellen verschoben. Wenn die letzte Bitzeit des Zeichens SYNC I ansteht, sendet die logische Einheit 64 ein Signal "1" über eine Leitung 68 und öffnet damit eine UND-Anordnung 69, über die die Bits im Schieberegister 62 parallel in ein weiteres Schieberegister 70 gelangen. Dieses Schieberegister 70 wird danach seriell über eine Leitung 71 zum Sendesynchronisierer 44a entladen und von dort weiter unter Kontrolle durch die über eine Leitung 72 empfangenen Taktimpulse über die abgehende Leitung L. Nach erfolgter erster Ladeoperation des Registers 62 wird die Parallelübertragung vom Register 62 zum Register 70 ausgeführt, wenn die UND-Anordnung 69 durch das Signal "1" von der logischen Einheit 64 geöffnet wird. Dies immer dann,wenn das Schieberegister voll geladen ist, und die logische Einheit 64 einen Impuls über die Leitung 73 empfängt. Somit enthält das Schieberegister 62 vor der Datendurchleitung das Kennzeichnungsbit "1" und eines, zwei oder kein Füllbit "0".

Entsprechend den vorstehenden Ausführungen enthalten sowohl die Unterkanäle als auch der Hochgeschwindigkeitskanal die Füllbits und das Kennzeichnungsbit vor den Datenbits. Die Plazierung des Kennzeichnungsbits und der Füllbits wäre jedoch auch hinter den Datenbits möglich. In einem solchen Falle wird die Entnahme der Auffüllbits natürlich erst nach dem Empfang des gesamten Kanals bzw. Unterkanals durchgeführt.

Aus Illustrationsgründen wurde die übertragung mit einer PCM-Geschwindigkeit von 2,048 Megabits pro Sekunde beschrieben. Ähnliches gilt selbstverständlich auch für ein PCM-System mit anderer Übertragungsgeschwindigkeit und ganz allgemein auch für jedes

FR 974 001

509845/0891

übertragungsverfahren mit Rahmen- und Kanal-Zeitmultiplexierung. Die gegebene Beschreibung mit örtlichen Verarbeitungseinheiten gilt andererseits auch für den Fall, daß die Vermittlungsstelle Übertragungsstrecken mit entfernt aufgestellten Verarbeitungseinheiten über zeitmultiplexe Übertragungsleitungen bedient.

Abstrakt: Ein Zeitmultiplex-Übertragungsverfahren und entsprechende Schaltungsanordnungen wurden angegeben, bei denen jede Vermittlungsstelle nur einen Adapter für jede Verkehrshauptrichtung und keine Schaltmatrix benötigt. Beim beschriebenen Verfahren umfaßt jeder Übertragungsrahmen ein Synchronisierzeichen SYNC I ^: mit einem nachfolgenden Hochgeschwindigkeitskanal, in den Auffüllbits "O" und ein Kennzeichnungsbit "1" in ähnlicher Weise eingesetzt werden, wie bei Kanälen herkömmlicher Rahmen. Die Nutzdatenbits sind zusätzlich in Schaltrahmen unterteilt, deren jeder ein Synchronisierzeichen SYNC II und danach Datenunterkanäle enthält, deren Adressen durch ihre zeitliche Stellung in den Schaltrahmen gegeben sind.

FR 974 001

509845/0891

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE

   .J Verfahren zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit aufeinanderfolgenden, in Zeit-Kanäle unterteilten und je ein erstes Synchronisierzeichen aufweisenden Datenübertragungsrahmen

   innerhalb eines Datenübertragungsnetzes mit einer Hauptleitung und an verschiedenen Punkten dieser Hauptleitung angeordneten Vermittlungsstellen, die jeweils mindestens eine angeschlossene Verarbeitungseinheit bedienen, dadurch gekennzeichnet,

   daß jeder Datenübertragungsrahmen (Fig. 3) einen zeitlichen: Hochgeschwindigkeitskanal umfaßt, dessen effektive Bitübertragungsgeschwindigkeit niedriger als die maximal mögliche Übertragungsgeschwindigkeit ist, daß jeder dieser Datenübertragungsrahmen außer Nutzbits und dem genannten ersten Synchronisierzeichen (SYNC I) Füllbits ("0") enthalten kann, deren Zahl innerhalb der •einzelnen Rahmen variierbar ist, und daß die übermittelten Daten unabhängig vom ersten Synchro- j nisierzeichen (SYNC I) und von Füllbits in untergeordnete ! Schaltrahmen unterteilt sind, '

   deren jeder ein zweites Synchronisierzeichen (SYNC II) und \ neben diesem aufeinanderfolgende Zeit-Unterkanäle (SC1... ! SCn) untereinander variierbarer Länge aufweist, wobei die Adressen der Unterkanäle durch ihre zeitliche Stellung zum zweiten Synchronisierzeichen (SYNC II) bestimmt werden

   und die Schaltrahmen in ihrer Einteilung von der der übergeordneten Datenübertragungsrahmen völlig unabhängig sind.

   FR 974 001

   509845/0891
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Hochgeschwindigkeitskanal zu übermittelnde Datenbits mit einem diesen vorangehenden Kennzeichnungsbit ("1") umfaßt,

   wobei diesem Kennzeichnungsbit wiederum eine variierbare Zahl von Füllbits ("0") voranstellbar ist, deren Zahl von der möglichen Verschiedenheit der übertragungsgeschwindigkeit auf den Abschnitten der Hauptübertragungsleitung (L) abhängig ist.
3. 3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Datenübertragungsnetz mit Puls-Code-Modulation (PCM) bei einer Geschwindigkeit von 2,048 Megabits pro Sekunde und mit Rahmen zu 32 Kanälen arbeitet.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

   a) Empfangsadapteranordnung (21) zur Erkennung des ersten Synchronisierzeichens (SYNC I) im Datenübertragungsrahmen, zur Entfernung der Füllbits ("0") und zur Erkennung des zweiten Synchronisierzeichens (SYNC II).

   b) Zählanordnung, mit deren Hilfe aufgrund des zweiten Synchronsierzeichens (SYNC II) die Adressierung der Unterkanäle (SCi...SCn) entsprechend ihrer zeitlichen Lage zum zweiten Synchronisierzeichen (SYNC II) durchführbar ist.

   c) Sendeadapteranordnung (44) zur Weitergabe des ersten Synchronisierzeichens (SYNC I) für jeden weitergeleiteten Datenübertragungsrahmen und zur Einfügung von Füllbits ("0").

   FR 974 001

   509845/0891
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählanordnung einen Zähler (24) aufweist, der durch das zweite Synchronisierzeichen (SYNC II) gelöscht wird und der durch von den Bits der Schaltrahmen abgeleitete Taktimpulse schrittweise aufwärts gezählt wird.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine logische Schaltungsanordnung (UND-Glied 30), mit deren Hilfe die Lenkung von Datenbits von der Empfangsadapteranordnung (21) zum Adapter (31) einer örtlich angeschlossenen Verarbextungsexnhext (I) durchführbar ist, wenn eine Decodiereinheit (26), die zur örtlich angeschlossenen Verarbextungsexnhext (I) gehört und mit dem Ausgang des Zählers (24) verbunden ist, die Adreßzahl des der Verarbextungsexnhext (I) zugeordneten Unterkanals (SC...) im Zähler (24) erkennt.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch,

   eine logische Schaltungsanordnung (UND-Glied 41), mit deren Hilfe die Lenkung von Datenbits vom Adapter (42) einer örtlich angeschlossenen Verarbextungsexnhext (II) zur Sendeadapteranordnung (44) durchführbar ist, wenn eine Decodiereinheit (39) , die zur örtlich angeschlossenen Verarbextungsexnhext (II) gehört und mit dem Ausgang des Zählers (24) verbunden ist, die Adreßzahl des der Verarbextungsexnhext (II) zugeordneten Unterkanals (SC...) im Zähler (24) erkennt.

   FK~~974~ ÖÖT

   50984 5/0891
8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Empfangsadapteranordnung (21) einen Empfangssynchronisierer (21a) zur Erkennung des ersten Synchronisierzeichens (SYNC I) in den einzelnen Datenübertragungsrahmen und eine eigentliche Empfangsadaptereinheit (21b) aufweist,

   wobei diese Empfangsadaptereinheit (21b) Schaltkreise zur Entfernung der Füllbits ("O") aus dem Hochgeschwindigkeitskanal, Schaltkreise zur Erkennung des zweiten Synchronisierzeichens (SYNC II) und damit Löschung des vorgesehen Zählers (24) sowie Taktableitungskreise zur Ableitung von Taktsignalen von den Schaltrahmenbits für den Zähler (24) aufweist.
9. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Sendeadapteranordnung (44) einen Sendesynchronisierer (44a) zur Weitergabe des ersten Synchronisierzeichens (SYNC I) in den einzelnen Datonübertragungsrahmen und eine eigentliche Sendeadaptereinheit (44b) umfaßt, wobei diese Sendeadaptereinheit (44b) Schaltkreise zur Einfügung von Füllbits ("O") in den Hochgeschwindigkeitskanal und Steuerkreise zur zeitgerechten Übermittlung des weiterzugebenden ersten Synchronisiersignals (SYNC I) über die Hauptleitung (L) umfaßt.

   001

   509845/0891