DE2917675A1 - Digitales zeitmultiplex-nachrichtensystem - Google Patents

Description

HEINRICH-HERTZ-INSTITUT FÜR NACHRICHTENTECHNIK BERLIN GMBH

1.01/79 DE Digitales Zeitmultiplex-Nachrichtensystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Zeitmultiplex-Nachrichtensystem der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art und zielt darauf ab, die Anzahl von Kanälen, die von einer Vielzahl von Teilnehmern im Netz für die Abwicklung von Schmalband- und/oder Breitbanddiensten benötigt wird, zu verringern bzw. die Anzahl von Teilnehmerstationen, die in einem Netz mit einer gegebenen Übertragungsbitrate vorhanden sein können, entsprechend zu erhöhen. Hierzu muß die Nachrichtenübertragung im Netz gerichtet erfolgen, wobei in Abzweigknoten, die für die Nachrichteneinkoppelung und -auskoppelung in das Leitungsnetz eingefügt sind, eine Nachrichtenlenkung durchzuführen ist.

Aus der DE - OS 23 24 854 ist ein Verfahren zur gerichteten Nachrichtenübertragung in einem vielfach verzweigten Netz bekannt, bei dem Nachrichten nur in solchen Zeitintervallen gesendet werden sollen, in denen gleichzeitig kein anderes Teilnehmergerät sendet. Die Lenkung der Nachrichtenflüsse soll dadurch herbeigeführt werden, daß beim Aufbau einer Verbindung den in beiden Richtungen in das gesamte Netz mit antiparallel übertragenden Doppelleitungen ausgesendeten codierten Rufnummern des rufenden Teilnehmers aufgrund eines mitgeführten Signalisierzeichens beim Durchlaufen von Netzknoten jeweils ein Kennzeichen angefügt und aus der Gesamtheit solcher Kennzeichen eine Leitwegadresse gebildet wird, die den zurückgelegten Weg der Rufnummer eindeutig erkennen läßt. Einer dieser über das gesamte Netz verteilt ausgesendeten Rufe, nämlich derjenige, der am Empfangsort des gerufenen Teilnehmers eintrifft, besitzt dann die für die gewünschte Verbindung "richtige" Leitwegadresse, die es ermöglicht, eine Rufquittung gezielt zurückzusenden. Die Leitwegadressen, einschließ-

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lieh eines Ortkennzeichens für die Lage des Teilnehmergerätes zwischen zwei Knoten, werden den Teilnehmergeräten gegenseitxg mi-tgeteilt und sind während der gesamten Dauer einer Verbindung in den Zeitintervallkanälen zusammen mit den zu übertragenden Nachrichten zu senden. Außerdem sind die Netzknoten mit Einrichtungen auszustatten, mit denen die für sie maßgebenden Teile der Leitwegadressen erkannt und daraus Steuersignale abgeleitet werden können, die die Weiterleitung der jeweiligen Nachrichteiiblöcke in den zugeordneten Netzzweig bewerkstelligen.

Obwohl die Nachrichtenübertragung mit den den Nachrichtenblöcken beigefügten Leitadressen und Ortskennzeichen gerichtet über nur diejenigen Netzzweige zu erfolgen braucht, die für die Verbindung zwischen zwei Teilnehmergeräten unbedingt erforderlich sind, ermöglicht dieses bekannte Verfahren nicht, einen Zeitintervallkanal in solchen Netzzweigen für mehrere gleichzeitige Verbindungen zi verwenden, die sich bezüglich dieser Verbindungen und dieses Zeitintervallkanals nicht überlappen, und somit die Anzahl von Kanälen zu verringern bzw. von angeschlossenen Teilnehmerstationen zu erhöhen. Probleme, die sich in diesem Zusammenhang ergeben, werden bei diesem Leitwegadressenprinzip dadurch ausgeschlossen, daß - wie weiter oben bereits erwähnt - Nachrichten nur in solchen Zeitintervallen gesendet werden dürfen, in denen gleichzeitig kein anderes Teilnehmergerät sendet. Da zudem die auszutauschenden Nachrichtenblöcke hierbei noch die Leitwegadressen und Ortskennzeichen mit enthalten müssen, ist die Ausnutzung der Zeitintervallkanäle für die Nutzinformation nicht besonders gut.

Im Hinblick auf die Ausnutzung eines Kanals für Nutzinformation sind solche Nachrichtensysteme günstiger, bei denen mit Zeitlagenadressierung gearbeitet wird. Ein solches Nachrichtenübertragungssystem mit Vielfachzugriff der angeschlossenen Teilnehmer ist z.B. aus der DE - OS 22 08 396 bekannt. Bis auf ein Zeitplatzbelegungskennzeichen und ein Nachrichtenkennzeichen kann nach erfolgtem Verbindungsaufbau während der eigentlichen

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Nachrichtenübertragung der betreffende Zeitkanal Nutznachrichten übertragen, da während des Verbindungsaufbaus der betreffende Kanal ausgewählt und durch seine Ordnungszahl gegenüber dem Rahmenanfang für diese Verbindung festgelegt wird. Die Zieladresse braucht während der übertragung von Nachrichten also nicht mehr mitgesendet zu werden, da sie unverwechselbar als Zeitinformation in der zeitlichen Lage des Kanals gegenüber dem Rahmenanfang enthalten ist. Bei diesem bekannten Nachrichtenübertragungssystem mit einem Übertragungsnetzwerk, das aus einem reinen Verzweigungsnetzwerk ohne geschlossene Schleifen und bei den einzelnen Zweigen aus einer Doppelleitung besteht, auf der jeweils antiparallele Übertragung stattfindet, wird die Gesamtheit aller gesendeten Nachrichten im gesamten Netz geführt. Bei Betrachtung eines Zustandes, in dem nicht gerade eine Verbindung aufgebaut wird, sind von allen bestehenden Verbindungen nur solche Zeitschlitze belegt, deren Ineinanderschachtelung in den Knoten ohne Zwischenspeicherung möglich ist. In einem solchen System mit ungerichteter Nachrichtenübertragung belastet das Verkehrsaufkommen der bestehenden Verbindungen das gesamte Leiternetz, selbst wenn eng benachbarte Teilnehmer Nachrichten austauschen.

Gemäß der Erfindung wird eine mehrfache Nutzung eines Nachrichtenkanals für mehrere gleichzeitig bestehende Verbindungen und damit eine erhöhte Kanalausnutzung bei gerichteter Nachrichtenübertragung und Zeitlagenadressierung der Nachrichtenblöcke durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale ermöglicht. Dabei liegt in der Regel auf jedem Abschnitt des Leiternetzes, d.h. auf jedem Pfad der Doppelleitungen zwischen zwei Abzweigknoten, ein anderer Kanalbelegungszustand vor. Deshalb ist für die Erfindung die Ermittlung eines durchgängig freien Kanals zwischen zwei Teilnehmerstationen von wesentlicher Bedeutung. Hierzu dienen die Maßnahmen während der Signalisierungs- bzw. Verbindungsaufbauphase und die Struktur der Abzweigknoten, die nachfolgend näher erläutert werden.

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Eine gerichtete Nachrichtenübertragung bei gleichzeitiger Zeitlagenadressierung der Nachrichtenblöcke erfolgt bei dem hier vorgestellten leitergebundenen digitalen vollsynchronen Nachrichtensystem, in dem die Teilnehmer über ihnen zugeordnete Abzweigknoten im Vielfachzugriff auf gemeinschaftlichen Zeitmultiplex-Übertragungskanälen ihre Nachrichten austauschen, durch eine Lenkung der Nachrichtenblöcke in den in das Doppelleiternetz antiparalleler Übertragungsrichtung für die Nachrichteneinkopplung und -auskopplung eingefügten Knoten. Diese können die für die Nachrichtenlenkung benötigte Steuerinformation während der Signalisierphase selbst generieren oder auch von einer zentralen Einheit im Netz empfangen.

Im Hinblick auf eine möglichst einheitliche Struktur für die Abzweigknoten sind nur solche mit drei Abzweigen vorgesehen, die je einen bezüglich des Nachrichtenflusses kommenden und gehenden Leiter aufweisen. Eine aus einer Abzweigrichtung in einem Kanal kommende Nachricht wird auf den gleichen Kanal der gehenden Richtungen der beiden übrigen Abzweige oder nur einen Abzweig durchgeschaltet bzw. unterdrückt, vrenn der Kanal in den beiden anderen Abzweigen belegt ist. Wird ein Kanal in einem Leiter belegt, so wird im zugehörigen zweiten Leiter des Leiterpaares der gleiche Kanal ebenfalls belegt (paarweise Kanalbelegung).

Für den Nachrichtenaustausch zwischen den Teilnehmern des Netzes muß in den Abzweigknoten für jeden Kanal der kommenden Richtungen der drei Abzweige die Richtung ermittelt werden, in die die Nachrichten durchzuschalten sind, so daß Nachrichtenblöcke nur den durch die unbedingt erforderlichen Pfade gegebenen Weg zwischen korrespondierenden Teilnehmern durchlaufen und in anderen Netzteilen die gleichen Kanäle für weitere Verbindungen zur Verfugung stehen.

Für die Steuerung der Nachrichtendurchschaltung in den Abzweigknoten ist dort der Belegungszustand der Kanäle der einzelnen Abzweige zu

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speichern (z.B. Belegung mit freien Zeitschlitzen, Signalisier-Zeitschlitzen oder Nachrichten-Zeitschlitzen). Die Knoten verfügen deshalb für jeden Abzweig über einen Speicher für die Belegungszustände. Da die Phasenlage der Rahmenanfänge auf den Leitern am Abzweigknoten im allgemeinen Fall beliebig ist, sind noch Laufzeitausgleichsglieder (Speicher) vorzusehen, die eine phasenrichtige Einkopplung der Nachrichten der Zeitschlitze eines Abzweiges in die der anderen Abzweige des Knotens gewährleisten.

Der maximal notwendige Laufzeitausgleich zwischen den Abzweigen der Knoten beträgt eine halbe Zeitrahmenlänge. Abzweigknoten, die Leiternetzzweige verbinden, benötigen zwei Speicher mit einer der halben Zeitrahmenlänge entsprechenden maximalen Speicherplatzzahl. Durch Parallelisierung des seriellen Bit-Stromes der Leiter kann im Abzweigknoten die Arbeitsgeschwindigkeit der Laufzeitausgleichspeicher gesenkt werden, wobei jedoch vier schnelle Serien-/Parallelwandler von halber oder voller Zeitschlitzlänge, je nach Parallelisierungsgrad, erforderlich sind. Abzweigknoten, an die an einem Abzweig nur eine Teilnehmerstation angeschlossen ist, benötigen nur zwei Speicher für je einen Zeitschlitz.

Bei Sternnetzen sind in einer zentralen Knotenstelle die einzelnen Leiternetzzweige miteinander verbunden. Um dort eine blockierungsfreie Nachrichtendurchschaltung zu erreichen, kann eine Parallel- und Reihenschaltung mehrerer Abzweigknoten vorgesehen werden. Eine ausschließliche Reihenschaltung von Abzweigknoten führt zu Blockierungen.

Die Abzweigknoten sind für alle Netzkonfigurationen bis auf die für den Laufzeitausgleich benötigten Speicher baugleich, so daß die Knoten aus wenigen Einheitsmodulen aufgebaut werden können, die die Möglichkeit zur

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Großintegration bieten.

Für den Aufbau einer Verbindung zwischen einem rufenden Teilnehmer A, kurz Tin A, und einem gerufenen Teilnehmer B, kurz Tin B, muß während einer Signalisierphase von der Teilnehmerstation des Tin A ein Ruf an die Teilnehmerstation des Tin B über die zugeordneten Abzweigknoten und einen freien Kanal im Leiternetz gesendet werden. Der Ruf enthält die Adresse des rufenden und des gerufenen Teilnehmers. Ein Kanal ist an einem Abzweigknoten in der gehenden Richtung dann frei, wenn aus der zugehörigen kommenden Richtung im gleichen Kanal freie Zeitschlitze empfangen werden.

In jedem Abzweigknoten im Netz werden alle freien Kanäle der kommenden Richtungen auf Rufe überwacht. Die Kanal- und Abzweignummern der Kanäle und Abzweige, auf denen Rufe eintreffen (z.B. Ruf auf Kanal 10, Abzweig 2), werden gespeichert. Der Ruf wird dann auf die Kanäle mit der gleichen Zeitlage der beiden anderen gehenden Richtungen verteilt„ falls der Kanal dort frei ist (Kanal 10, Abzweig 1,3), anderenfalls unterdrückt. Danach erwartet der Abzweigknoten aus den Richtungen der Abzweige 1_S3 eine Rufbestätigung durch Tin B in Kanal 10. Jede Teilnehmerstation sendet eine solche Rufbestatigung aus, falls sie ein Ruf erreicht. Die Rufbestätigung wird nur in die Richtung gesendet, aus der der Ruf empfangen wurde. Die Rufbestätigung findet bis zum TIn Ä einen durchgängig freien Kanal, da ein Ruf in einem Kanal die Abzweigknoten veranlaßt, den entsprechenden Rückkanal für die Rufbestätigung zu reservieren.

Die Richtung, aus der nach einem Ruf eine Rufbestätigung beim Knoten eintrifft (z.B. Abzweig 3), kennzeichnet die Richtung, in der Tin B vom Abzweigknoten aus erreichbar ist, d.h. die Richtung in der im gewählten Beispiel der Kanal 10 des Abzweigs 2 für weitere Rufe, Rufbestätigungen oder Nachrichten durc.hzuschalten ist.

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Trifft nach mehreren Rufen keine Rufbestätigung am Abzweigknoten ein, so wird der betreffende Kanal als "frei" interpretiert. Die den Belegungszustand der Kanäle der drei Abzireige kennzeichnenden Speicherplätze können im Knoten auf "freier Kanal" gesetzt werden.

Empfängt die Teilnehmerstation des Tin A eine Rufbestätigung, so erkennt sie am Zeitschlitzformat, ob Tin B frei oder besetzt ist. Für die weitere Signalisierung sind zwei Fälle zu unterscheiden:

a) Für den Fall, daß Tin B frei ist, setzt die Teilnehmerstation des TIn A ihren Ruf fort und empfängt als Rufbestätigung eine Rufquittung, bis Tin B in den Nachrichtenaustausch übergeht. An dem Format der Nachrichtenzeitschlitze erkennt die Teilnehmerstation des Tin A den Beginn des Gesprächs und schaltet ihrerseits auf Nachrichtenaustausch um. Das Auslösen einer Verbindung erfolgt durch Senden von Zeitschlitzen mit einem dafür vorgesehenen Zeitschlitzformat von der rufenden oder gerufenden Teilnehmerstation.

Das Senden spezieller Ende-Zeitschlitze hat gegenüber einer Verbindungsauslösung durch freie Zeitschlitze den Vorteil, daß zwischen beabsichtigter und unbeabsichtigter Verbindungsauslösung unterschieden werden kann.

b) Für den FaIl₅ daß Tin B besetzt ist und Tin A als Rufbestätigung den Ruf zurückerhält, kann Tin A entscheiden, ob er den Ruf beendet oder fortsetzt, bis Tin B frei ist.

Wird der Ruf des Tin A von der Teilnehmerstation des Tin B nicht bestätigt, z.B. werden in dem dem Rufkanal zugeordneten Rückkanal freie Zeitschlitze empfangen, hat der Ruf den Tin B aufgrund einer bereits bestehenden Belegung des Rufkanals auf einem Kanalabschnitt zwischen den beiden Teilnehmern nicht erreicht. Der Rufkanal ist also nicht durchgehend frei. Die /eilaehmerstation des Tin A setzt dann auf anderen an ihrem Abzweigknoten

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freien Kanälen neue Rufe ab, bis entweder eine Rufbestätigung eintrifft oder alle diese Kanäle sich als nicht durchgängig frei bis zum Tin B erwiesen haben.

Auf sich bezüglich bestimmter Verbindungen nicht überlappenden Leiternetzabschnitten ermöglicht eine gerichtete Nachrichtenübertragung dieser Art eine mehrfache Nutzung eines Nachrichtenkanals im Netz für mehrere gleichzeitige Verbindungen. Dieses Prinzip für die Nachrichtenverkehrsabwicklung läßt sich auf Leiternetze mit linien-, ring-, sternförmiger und verzweigter Struktur anwenden. Die Netze besitzen zur Erzeugung einer einheitlichen Zeitrahmen-und Zeitschlitzstruktur für die Zeitmultiplexkanäle einen Synchronisierzeichengenerator und sind im Fall der Linien-, Verzweigungs- und Sternnetze an allen Leiternetzenden mit Generatoren zur Reflexion und ggfs. Verzögerung der empfangenen Synchronisierzeichen ausgerüstet, so daß überall auf beiden Leitern des Leiternetzes die Synchronisierinformation verfügbar ist. Der Nachrichtenfluß jedoch tritt bei dem Nachrichtensystem gemäß der Erfindung immer nur in Teilen des Netzes auf.

Bei Ringnetzen mit antiparalleler Doppelleitung stehen für eine Verbindung zwischen zwei Teilnehmern zwei Verbindungswege zur Auswahl, so daß während der Signalisierphase entschieden werden kann, auf welchem der beiden Wege der Nachrichtenaustausch im Gesprächszustand erfolgen soll. Für eine ökonomische Nutzung der Kanäle ist es wichtig, daß das Verkehrsaufkommen einer Verbindung nur möglichst kurze Kanalabschnitte bzw. Kanalabschnitte mit wenigen Teilnehmern belastet. Dazu kann in der Signalisierphase z.B. zur Ermittlung des Weges mit der kleineren Teilnehmerzahl zwischen zwei Teilnehmern A und B von der gerufenen Teilnehmerstation des Tin B ein besonderes Zählrufzeitschlitzformat ausgesendet werden, dessen Inhalt beim Durchlaufen von Abzweigknoten jeweils um einen bestimmten Wert erhöht wird. Die bei der Teilnehmerstation des Tin A aus zwei

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Richtungen eintreffenden Zählrufzeitschlitze geben dann Auskunft über die Anzahl der Teilnehmer auf den beiden Wegen. Die Teilnehmerstation A entscheidet sich daraufhin für den günstigeren Weg und sendet dann nur noch dort Rufe aus. Nach mehrmaligem erfolgreichen Austausch von Rufen und Rufquittungen findet der Nachrichtenaustausch zwischen diesen Teilnehmerstationen A und B über diesen ausgewählten Weg statt. Sollte einer der beiden Verbindungswege bereits vollständig belegt sein, wird die Verbindung über den verbleibenden, eventuell auch ungünstigeren Weg hergestellt.

Das Nachrichtensystem gemäß der Erfindung führt gegenüber bekannten Netzen mit einer ungerichteten Übertragung zu einer Reduzierung der vom Leiternetz zu verarbeitenden Verkehrsflüsse auf bis zu 25 %, d.h. um bis zu 75 % bei Ring-, Linien- und Verzweigungsnetzen und bis zu 50 % beim Sternnetz. Die benötigten Kanalzahlen für das Leiternetz lassen sich hierdurch näherungsweise im selben Verhältnis verringern bzw. es läßt sich bei vorgegebener Kanalzahl etwa die 2- bis 4-fache Teilnehmerzahl an das Leiternetz anschließen. Diese Verhältnisse verbessern sich noch weiter, wenn ein Nachrichtenaustausch zwischen benachbarten Teilnehmern häufiger erfolgt, als zwischen weiter entfernt liegenden Partnern.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung liegt in den geringen Auswirkungen von 2Q Störungen. Fei einfacher oder mehrfacher Unterbrechung des Doppelleiternetzes und unter der Voraussetzung, daß: eine gegenseitige Synchronisation der Abzweigknoten auch ohne eine zentrale. Taktversörgung stattfindet, bleiben z.B. bei Kabelbruch oder Ausfall von Abzweigknoten die entstehenden Netzteile voll funktionsfähig. Nur die die Schadenstelle überquerenden Ver— bindungen werden gestört. Das sind -maximal 25 % der Verbindungen bei Ringnetzen und zwischen &.. *5fr % der Verbindungen bei Linien-,-

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Verzweigungs- und Sternnetzen, wenn im Zeitpunkt des Auftretens des Schadens alle Kanäle des Doppelleiternetzes belegt sind.

Beim Sternnetz sinkt die Anzahl der durch Kabelbruch gestörten Verbindungen mit der Abzweigzahl des Netzes.

Bei einem Bruch des Doppelleiternetzes kann eine Verbindung automatisch über den zweiten Weg erneut aufgebaut werden, wobei dieser Verbindungsaufbau Priorität gegenüber'anderen Neuverbindungen erhalten kann.·

Aufgrund der gerichteten Nachrichtenübertragung wird beim erfindungsgemäßen Nachrichtensystem an jedem Ort des Netzes nur ein Teil des Gesamt-Verkehrsaufkommens geführt, so daß an einer bestimmten Stelle des Netzes nicht der gesamte, sondern nur ein eingeschränkter Verkehrsfluß einer möglichen" Abhörung zugänglich wäre. - - ■

Für die gerichtete Nachrichtenübertragung müssen die Abzweigknoten auf beiden Leitern des Doppelleiternetzes senden und empfangen können. Der hierdurch erforderliche schaltungstechnische Aufx^and führt jedoch bei dem im wesentlichen für alle Abzweigknoten baugleichen modularen Konzept und der dadurch in großen Stückzahlen möglichen Ausführung in integrierter Technik zu verhältnismäßig geringen· Stückpreisen. '

Ein weiterer Vorzug des Nachrichtensystems gemäß der Erfindung liegt darin, daß sich ohne Schwierigkeiten mehrere vorteilhafte Leistungsmerkmale realisieren lassen. Da z.B. die Richtung der Kanaldurchschaltung in den Abzweigknoten nur aus den Empfangsrichtungen von Rufen und Rufbestätigungen ermittelt wird, ohne die Adressen im Signalisierzeitschlitz auswerten zu müssen, ist sowohl eine ortsunabhängige als auch eine flexible Rufnummernverteilung möglich. Die Gebührenzählung kann, wenn die Kanäle für die Verbindungen zwischen den Teilnehmern zentral gesteuert zugeteilt werden, an derselben zentralen Stelle erfolgen. Werden die Verbindungen dezentral gesteuert von den Teilnehmerstationen auf- und abgebaut, müssen die Gebüh-

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ren bei den einzelnen Teilnehmerstationen erfaßt und können zur Langzeiterfassung an eine zentrale Einheit mittels besonderer Signalisiermaßnahmen übermittelt werden. Dieser Umstand erlaubt, wahlweise beim rufenden oder gerufenen Teilnehmer die Gebührenzählung durchzuführen und während einer Verbindung den Zählort im gegenseitigen Einverständnis zu wechseln. Während der Signalisierung wird der gerufenen Teilnehmerstation die Adresse des rufenden Teilnehmers mitgeteilt; damit kann ein Anklopfen und eine Anzeige der Rufnummer des rufenden Teilnehmers beim besetzten gerufenen Teilneher erfolgen. Ein weiteres Leistungsmerkmal ist die automatische Rufwiederholung, die darauf aufgebaut werden kann, daß schon für das erste Rufen in der rufenden Teilnehmerstation die Rufnummer der gerufenen Station ohnehin gespeichert wird.

Weitere Einzelheiten, insbesondere von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, auf die sich auch die Unteransprüche beziehen, werden im Zusammenhang mit den in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: einen Ausschnitt aus einem Doppelleiternetz mit gerichteter

Nachrichtenübertragung und mehrfacher Kanalausnutzung, Fig. 2: ein Liniennetz,
Fig. 3: ein Doppelringnetz,

Fig. 4: ein Verzweigungsnetz,
Fig. 5: ein Sternnetz,

Fig. 6: die Struktur eines Abzxieigknotens, Fig. 7: ein Blockschaltbild eines Abzweigknotens für drei. Doppelleitungs-Abzweige,

Fig. 8: ein Blockschaltbild eines Abzweigknotens für den Anschluß

einer Teilnehmerstation am dritten Abzweig, Fig. 9: ein Blockschaltbild eines Multiplexers für die Zusammenführung

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von Nachrichtenströmen ohne Laufzeitausgleich, Fig.10: ein Blockschaltbild eines Multiplexers für die Zusammenführung von Nachrichtenströmen mit Laufzeitausgleich,

Fig. 11: ein Blockschaltbild eines Multiplexers für die Weiterführung eines Nachrichtenstromes in die eine Richtung mit Laufzeitausgleich und in die andere Richtung ohne Laufzeitausgleich, Fig. 12: ein Blockschaltbild einer zentralen Knoteneinrichtung für ein

Sternnetz,

Fig. 13: einen Ausschnitt aus einem Doppelleiternetz mit der Darstellung der Unterdrückung eines Rufes, der auf einen bereits

belegten Kanal trifft,

und Fig. 14: ein Schaubild für die Struktur des Zeitmultiplexrahmens und die Formate einzelner Zeitschlitze.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausschnitt aus einem Netz mit antiparallel übertragender Doppelleitung DL sind für die Ein- und Auskopplung der Nachrichten, an jeder Abzweigstelle Abzweigknoten AK vorgesehen. Die Äbzweigknoten AK besitzen jeweils drei Abzweige^ von denen hier jeweils einer zu einer Teilnehmerstation TS führt. Im dargestellten Beispiel· bestehen zwi-

2Q- sehen Tin A und B eine Verbindung über den K%nal t, zwischen-Tin G und B eine Verbindung über den Kanal 2, zwischen den Tin E und F eine Verbindung wiederum, über Kanal t und= zwischen nicht dargestellten Teilnehmern eine Verbindung über den. Kanal J. Der Kanal t wird hier also für zwei voneinander unabhängige, gleichzeitige bestehende Verbindungen lh sick nicht, überläppenden Pfaden verwendet. Bie vom Tin A über den in der Darstellung oberen Leiter zum TIn & xnr Kanal I gesendeten Nachrichten werden- von der Teilnehmerstation TS des Tin B empfangen- und dem Kanal 1 entnommen und gelöscht, so daß der Kanal 1 in der nicht zum: Tin A führenden Richtung, wieder frei ist- Er kann also für die vom Tin E an-Tln F zu sendenden Nachrichten verwendet werden. Für die Rüekwege von- Tin F zu-ΪΙη E bzw. von Tin B zu Tin A gelten die Verhältnisse entsprechend. Da sich der Tin C örtlich zwischen

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den Tin A und B befindet, kann für die Verbindung zwischen Tin C und D z.B. nicht auch der Kanal 1 verwendet werden, der zuvor von den Tin A und B belegt wurde.

Das in Fig. 2 dargestellte Liniennetz ist mit einem Synchronisierzeichen-Generator SG und einem Synchronisierzeichen reflektierenden Generator SR (Sync-Reflex) ausgerüstet. Vom Synchronisierzeichen-Generator SG werden die Zeitrahmen generiert und in den einen Leiter der Doppelleitung DL gesendet. Diese periodisch wiederkehrenden Zeitrahmen besitzen am Anfang ein Rahmen-Synchronisierzeichen sowie leere Zeitschlitze, die als Zeitmultiplexkanäle den angeschlossenen Teilnehmern zur Verfügung gestellt werden (s.a. Fig. 14). Der Sync-Reflex SR oder der letz-te Abzweigknoten AK empfängt das Synchronisierzeichen und sendet es auf dem anderen Leiter der Doppelleitung DL aus. Die angeschlossenen Teilnehmerstationen TS können damit auf. beiden Leitern der Doppelleitung DL die Zeitrahmen erkennen-

Obwohl be:L den Äusführungsformen der Erfindung von allen empfangenden Teilnehmerstationen TS die für sie bestimmten Nachrichten entnommen und gelöscht werden, am Sync-Ref lex SR alsa nur noch Synehranisierzeichen und leere Zeitschlitze ankommen: können, ist es vorteilhaft", a-acfr hier prinzipiell die beim bekannten-Stand-der Technik vo-rgeseheneir Schaltungen einzu—

ZO setzen^., die die einlaufenden Nachrichten, his- auf das Synchronisier zeichen, Löschen und nicht wieder¹ aussenden. RIerdureEf wird sicher vermieden, daß aufgrund"-eventueller Störungen bei Netzkomponenterr nicht ordnungsgemäß gelöschte Nachrichtetifrl öcke auf-den anderen Leiter der-D&ppelleitung DL gelangen, Feim Liniennetz braucht int Sync-Ref lex-_ SR- aucitkeine V-erzegerung auszusendenden-Synchrcraisierzeichens stattzufinden, da an keiner Stelle des Netzes die im allgemeinen unterschiedliche Phasenlage der Zeitmuttiplexrahmen_ einen besonderen- Wert einnehmen mußV Jede Teilnehmerstätibn T& muß= ohnehin für das Senden und Empfangen die Rahmenanfänge auf jedem der beiden Leiter der Doppelleitung DL unabhängig voneinander- bestimmen. Sofern

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also keine Sicherheitsvorkehrungen mit dem Sync-Reflex SR im Liniennetz getroffen werden sollen, kann an seiner Stelle auch ein Kurzschluß beider Leiter der Doppelleitung DL an dem Abzweig des letzten Abzweigknotens AK vorgesehen werden, der das Ende des Liniennetzes bildet.

Bezüglich der gerichteten Nachrichtenübertragung zwischen Teilnehmerpaaren im Liniennetz gelten dieselben Verhältnisse, die im Zusammenhang mit Fig. erläutert worden sind. Zur Veranschaulichung sind deshalb in Fig. 2 nur zwei Verbindungen, nämlich zwischen den Tin A und B bzw. den Tin C und D über die Kanäle 1 bzw. 2 angedeutet.

Bei einem Doppelringnetz gemäß Fig. 3 ist die Doppelleitung DL in sich geschlossen, d.h. der eine Leiter der Doppelleitung DL bildet einen in sich geschlossenen äußeren Ring Ra, der andere Leiter einen in sich geschlossenen inneren Ring-Ri. Hierbei muß an- einer Stelle jedes Ringes ein Laufzeitausgleich auf eine volle Rahmenlänge durchgeführt x<rerden, wozu vorteilhaft der Abzweigknoten AK herangezogen wird, an dessen drittem Abzweig der Syn— chronisierzeichen-Generator SG angeschlossen ist. Die Einzelheiten hierzu werden weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung der Abzweigknoten näher erläutert. Für einige der in Fig. 3 dargestellten Teilnehmerstationen TS sind bestehende Verbindungen mit den betreffenden Kanälen angedeutet. Da sich z.B. die Pfade für die Verbindungen zwischen den Tin A und B bzw. C und D überlappen, müssen für diese Verbindungen zwei getrennte Kanalpaare vorgesehen werden. Für eine Verbindung zwischen den Tin E und F kann hingegen der Kanal 1, wie angegeben, oder auch genauso der Kanal 2 belegt werden. Dem dargestellten Beispiel entsprechend kann für eine Verbindung zwischen den Teilnehmern G und H weder in der einen noch in der anderen Richtung der Kanal 1 verwendet werden, da sich die Teilnehmerstationen TS des Tin H in einem Bereich befindet, wo der Kanal 1 bereits von der Verbindung zwischen Tin A und B belegt ist. Außerdem befindet sich auf dem über den in Fig. 3 linken Teil des Doppelringes führenden Weg zwischen den Tin G

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und H ein Netzabschnitt, in dem der Kanal 1 für die Verbindung zwischen den Tin E und F belegt ist. Hingegen kann über diesen Weg der Kanal 2 für eine Verbindung zxiischen den Tin G und H verwendet werden, der über den anderen Weg, den in Fig. 3 rechten Teil des Doppelringes, bereits für die Verbindung zwischen den Tin C und D verwendet wird.

Die Fig. 4 läßt das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip an einem Verzweigungsnetz erkennen, wobei der Übersichtlichkeit halber nur zwei vom Hauptast abgehende Zweige dargestellt sind. Da sich die Tin A und B in verschiedenen Zweigen befinden, muß der von ihnen für ihre Verbindung verwendete Kanal 1 über den Hauptast geführt werden. Die Tin C und D sind nicht unmittelbar benachbart, und der zwischen ihnen befindliche Tin B hat bereits den Kanal 1 belegt. Die Verbindung zwischen den Tin C und D erfolgt deshalb z.B. über den Kanal 2, der aber sowohl im Hauptast als auch im anderen Zweig frei bleibt. Für eine Verbindung zwischen den Tin E und F kann deshalb sowohl der Kanal 2 als auch, wie dargestellt, der Kanal 1 verwendet werden. Während der Kanal 1 deshalb für diese Verbindung beim gewählten Beispiel infrage kommen kann, weil sich die Tin E und F nicht zwischen den Tin A und B befinden, käme z.B. der Kanal 2 insbesondere dann in Betracht, wenn die örtliche Lage der Tin A und E (oder A und F) vertauscht wäre.

Ein Sternnetz, wie es in Fig. 5. angegeben ist, be.iötigt an einer zentralen Stelle eine Abzweigknoten-Einrichtutig ZAK, an-der alle Kanäle aller Zweige miteinander verbindbar sind. Eine solche Vermittlung über die zentrale Abzweigknoten-Einrichtung ZAK ist allerdings dann nicht erforderlich, wenn eine Verbindung innerhalb eines Abzweiges verbleibt, wie es in Fig. 5 für die Tin A und B gilt. Wird für eine Verbindung zwischen den Tin C und Dz. B. der Kanal 1 ausgewählt, kann für die Verbindung zwischen den Tin E und F nach den vorangegangenen Erläuterungen nicht der Kanal 1, dafür z.B. der Kanal 2 verwendet werden. Wollen die Tin G und H eine Verbindung aufbauen, fände der Tin G den Kanal 1 belegt, den Kanal 2 bis zur zentralen Abzweig-

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knoten-Einrichtung ZAK frei, von dort an aber in Richtung zum Tin H belegt vor. Ähnlich verhält es sich, wenn man vom Πη H ausgeht. In diesem Fall käme deshalb z.B. der Kanal 3 für die Verbindung zwischen den Tin G und H infrage.

Die zentrale Abzweigknoten-Einrichtung ZAK ist derart ausgebildet, daß eine Vielzahl gleichzeitiger Verbindungen auch dann blockierungsfrei durchgeschaltet werden kann, wenn die Verbindungen die gleiche Kanallage aufweisen, wie es ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Nachrichtensystems ist. Da nämlich, wie am Beispiel der Verbindung zwischen den Tin A und B in Fig. 5 zu erkennen und oben bereits erwähnt ist, einige Kanäle für Verbindungen verwendet werden, die nicht über die zentrale Abzweigknoten-Einrichtung ZAK laufen, sondern in einem Zweig verbleiben, braucht dort nicht die maximal mögliche Anzahl gleichzeitiger gleichkanaliger Verbindungen vermittelt zu werden*.

t5 Der Synchronisierzeichen-Generator SG ist in Fig. 5 unmittelbar neben der zentralen Ab zweigknoten-Einrichtung ZAK vorgesehen, kaniL sich Jedoch an jeder beliebigen Stelle des Netzes befinden.. Za denrdie Synchronisierzeiehen reflektierenden ßeneratorsnr SR- art- dent . Ehdeit- der Ketzzweige gelten fmr das Stern— und auch ein Verzweigungsnetz Cs. Fig- 3^ nicht die Vereinfachungenbezüglich eines' Laufzeitausgleiches, wit sie beim Liniennetz" Cs- Fig. 2J möglich sind»- Bei Stern- und VerzweigBngsnetzen_müssenrPhafsenlagen- der. ZeitmulEipIexrahmen durehr Einstellung^ der zugehörigen- Eaui zeit inr Syne—Re— flex SR auf diejenigen Verhältnisse singest el 1-t werdetr, die an- den- anderen Abzwexgen. de& zugehörigen^ Ab zweigknateirs^ AK herrscMenv

Hierzu ist aus der in Fig- 6 dargestellten: Struktur eines ABzweigknotens AK zu erkennen, daß dort auf denr kommenden Leiterr'des-"Abzweiges^ t eilt Zeitrmultiplexrahmerr beispielsweise-zum Zeitpunkt 6 beginnt. Dieser wird ohne Verzögerung- unmittelbar auf die gehenden- Leiter der Abzweige 2 und 3 durchr-

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geschaltet, so daß auch dort für den Beginn des Rahmens der Zeitpunkt t. gilt. Aus der Richtung des Abzweiges 2 trifft der Zeitrahmen wegen der im allgemeinen beliebigen Phasenlage zum Zeitpunkt t ein. Dieser Zeitpunkt t„ gilt auch für den gehenden Leiter des Abzitfeiges 1, womit also zwischen den Abzweigen 1 und 2 für jeden Leiter der Doppelleitung DL eine unverzögerte Durchschaltung erfolgt. Damit erhält man eine Vorzugsrichtung für die Durchschaltung der Kanäle im Abzweigknoten AK, die für die durchgehenden bzw. Hauptpfade des Netzes vorbehalten werden sollten. Da einerseits für den gehenden Leiter des Abzweiges 3 der Zeitpunkt t. für den Rahmenbeginn bereits durch den kommenden Leiter des Abzweiges 1 festgelegt ist, andererseits aber auch die auf dem kommenden Leiter des Abzweiges 2 zum Zeitpunkt t» eintreffenden Rahmenanfänge synchron auf den gehenden Leiter des Abzweiges 3 gelangen müssen, ist zwischen dem Eingang von Abzweig 2 und dem Ausgang von Abzweig 3 ein LaufzeitgliedC vorzusehen. Mit dem am Ende des vom Abzweig 3 abgehenden Leitungsabschnittes abgeschlossenen Sync-Reflex (nicht dargestellt) wird die Rahmenlaufzeit so eingestellt, daß der Rahmenanfang auf dem kommenden Leiter des Abzweiges 3 zum Zeitpunkt t„ eintrifft. Dieser Eingang kann dadurch direkt mit dem Ausgang des Abzweiges 1 verbunden werden. Gegenüber dem Ausgang des Abzweiges 2 besteht dann auch hier ein Laufzeitunterschied, der durch ein gleiches Laufzeitglied t ausgeglichen wird. Diese Laufzeitglieder brauchen nur maximal eine halbe Rahmenlänge auszugleichen. Liegt der Zeitpunkt t_ um weniger als eine halbe Rahmenlänge nach t., werden die Laufzeitglieder "C elektronisch zwischen die Abzweige 1 und 3 statt zwischen die Abzweige 1 und 2 geschaltet.

Im Zusammenhang mit dem in Fig. 7 dargestellten Blockschaltbild eines Abzweigknotens AK wird sowohl dessen Aufbau als auch dessen Wirkungsweise beim Aufbau, Durchschalten und Auslösen von Verbindungen erläutert:

Ein auf dem kommenden Leiter des in Fig. 7 linken Abzweiges in einem Kanal i eintreffender Ruf gelangt zu je einem Multiplexer - MUX I - am Ausgang

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des rechten und MUX II am Ausgang des unteren Abzweiges. Außerdem gelangt dieser Ruf über einen Serien-Parallel-Wandler S/P zur Knoten-Steuerung KS-Aus den gespeicherten Daten für den Belegungszustand des Kanals i erkennt die Knotensteuerung KS, ob der Ruf in Richtung des rechten und des unteren Abzweiges weitergeleitet werden kann, oder nicht. Zunächst soll der Fall betrachtet werden, daß der Kanal i dort frei ist.

Von der Knotensteuerung KS werden die Multiplexer MUX I und MUX II an den Ausgängen der Abzweige so gesteuert, daß alle am linken oder am rechten Abzweig kommenden Kanäle durchgeschaltet werden, sofern ihr keine andere Information vorliegt. Eine solche andere Information soll für diesen Teil der Betrachtung nicht vorliegen. Der Ruf durchläuft also den Abzweigknoten AK von links nach rechts und von links nach unten. Außerdem reserviert die Knotensteuerung KS die Kanäle i, die von rechts und von unten am Abzweigknoten AK eintreffen, für die zu erwartende Bestätigung des Rufes. Das geschieht z.B. dadurch, daß in Richtung des linken Abzweiges vom Abzweigknoten AK trotz empfangener leerer Zeitschlitze aus den beiden anderen Richtungen im Kanal i eigens für die zu erwartende Bestätigung gekennzeichnete Zeitschlitze ausgesendet werden. Diese Prozedur findet an allen Abzweigknoten AK statt, die den Ruf empfangen. Trifft nun der Ruf bei der gerufenen Teilnehmerstation ein, wird er von ihr gelesen, dem Kanal i entnommen und gelöscht, und über den zugehörigen Abzweigknoten AK wird auf dem ande— ren Leiter der Doppelleitung DL in die Richtung, aus der der Ruf kam, im Kanal i eine Bestätigung gesendet. Diese Bestätigung hat eine spezifische Kennung des Zeitschlitzes und enthält die Adressen der gerufenen und der rufenden Teilnehmerstation in gegenüber dem Ruf vertauschter Reihenfolge. Es treffen nunmehr bei den einzelnen durchlaufenen Abzweigknoten AK aus jeweils einer Richtung im Kanal i die RufbestatIgung, aus der anderen Richtung weiterhin leere Zeitschlitze ein. Da in den Abzweigknoten AK von den

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Knotensteuerungen KS bereits in die zum rufenden Teilnehmer führende Richtung der Kanal i für die Rufbestätigung reserviert ist, gelangt diese Rufbestätigung bis zur rufenden Teilnehmerstation, wobei die Knotensteuerungen KS der einzelnen Abzweigknoten AK registrieren, aus welcher Richtung die Rufbestätigung eintraf. Diese Information wird von der Knotensteuerung KS als Steuerinformation zur kanalxjeisen Durchschaltung der Pfade für die weitere Signalisierung und die Dauer der Verbindung festgehalten, während in die für diese Verbindung nicht benötigte Richtung freie Zeitschlitze im Kanal ausgesendet werden.

Alle an dieser Verbindung nicht beteiligten Abzweigknoten AK empfangen nunmehr im Kanal i leere Zeitschlitze, so daß auch die vorsorgliche Reservierung des Kanals i auf dem anderen Leiter der Doppelleitung DL rückgängig gemacht werden kann, d.h. auch dort werden wieder leere Zeitschlitze ausgesendet, die anderen Teilnehmern zur Verfügung stehen.

Von den an der Verbindung beteiligten Abzweigknoten AK werden für die Verbindung über den Kanal i nur zwei der drei Abzweige benötigt. Die entsprechende Information wurde während der Rufphase von jedem Abzweigknoten AK ermittelt und von seiner Steuerung KS registriert. Die Steuerung KS sorgt nun dafür, daß auf dem gehenden Leiter des für die Verbindung nicht benötigten Abzweiges im Kanal i leere Zeitschlitze ausgesendet werden, so daß auch den sich dort anschließenden Teilnehmerstationen TS der Kanal i zur Verfügung steht.

Sollte nun aus dieser Richtung ein Ruf eines bisher nicht beteiligten Teilnehmers im Kanal i an einem Abzweigknoten AK eintreffen, bei dem die Kanäle i in den beiden anderen Abzweigen bereits besetzt sind - das ist der Fall, der bisher nicht betrachtet wurde -, wird dieser Ruf nicht weitergeleitet und unterdrückt, indem die von diesem ankommenden Leiter an die Multiplexer MUX I bzw. MUX II der beiden anderen Abzweige führenden Leitungen während der Dauer des Kanals i nicht auf die gehenden Leiter

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durchgeschaltet werden. Über den zugehörigen Serien-Parallel—Wandler S/P erkennt die Knotensteuerung KS nämlich den eintreffenden Ruf und sendet in die Richtung, aus der der Ruf eintraf, der rufenden Teilnehmerstation im Kanal i ein Belegtzeichen, das noch dazu verwendet werden kann, in der rufenden Teilnehmerstation das Aussenden der Rufe in diesem Kanal einzustellen, oder sie sendet leere Zeitschlitze. Treffen gleichzeitig auf zwei Abzweigen in einem Kanal i Rufe bei einem Abzweigknoten AK ein, so wird zumindest einer der beiden unterdrückt, d.h. beispielsweise so behandelt, als träfe er dort auf eine bereits bestehende Verbindung. Der andere Ruf kann dann auf den verbleibenden Abzweig durchgeschaltet werden.

Der im Zusammenhang mit Fig. 6 erläuterte Laufzeitausgleich findet dadurch statt, daß an den kommenden Leiter des in Fig. 7 unteren Abzweiges ein Multiplexer III angeschlossen ist, der die ankommenden seriellen Daten, von der Knotensteuerung KS gesteuert, sowohl mit als auch ohne Laufzeitverzögerung in die eine und die andere Richtung zu den Multiplexern MUX I am linken bzw. rechten Abzweig weiterleitet. Entsprechend werden in einem Multiplexer MUX II am Ausgang des in Fig. 7 unteren Abzweiges die vom linken bzw. vom rechten Abzweig eintreffenden seriellen Daten mit bzw. ohne Laufzeitverzögerung weitergeleitet.

Da die Knotensteuerung KS für die Funktion des Abzweigknotens AK die Rahmen- und Zeitschlitzsynchronisierzeichen benötigt, die sie sich entweder aus den empfangenen Nachrichten ableitet oder gegebenenfalls selbst generieren muß, können die Abzweigknoten AK auch als Sync-Reflex SR, u.U. auch als Synchronisierzeichen-Generator SG eingesetzt werden. Außer den von Abzweigknoten AK ohnehin auszusendenden leeren oder speziellen Zeitschlitzen ist dann nur noch die Generierung des Rahmensynchronisierzeichens für den Zeitmultiplexrahmen vorzusehen.

An der Knotensteuerung KS ist noch ein Anschluß für eine Steuerleitung

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vorgesehen (gestrichelter Doppelpfeil), die zu einer Knoten-Steuerung ZKS einer zentralen Abzweig-Knoten-Einrichtung führt, die bei Sternnetzen eingesetzt wird.

Der in Fig. 8 als Blockschaltbild dargestellte Abzweigknoten AK unterscheidet sich von dem Abzweigknoten AK gemäß Fig. 7 dadurch, daß der in Fig. 8 unten befindliche Abzweig zum Anschluß einer Teilnehmerstation TS ausgebildet ist. Die Wirkungsweise ist grundsätzlich die gleiche, lediglich wird für den kommenden Leiter der Parallel-Serien-Wandler als solcher und nicht wie gemäß Fig. 7 als Serien-Parallel-Wandler betrieben und entsprechend der Multiplexer MUX IV am Ausgang dieses Abzweiges aus mehreren Multiplexern MUX II zusammengesetzt und so angeschlossen, daß eine Paralüel-Serien- bzw. Serien-Parallel-Wandlung der von der Teilnehmerstation TS kommenden bzw. zu ihr gehenden Daten entfallen kann. In diesem Fall kann der im Multiplexer MUX III enthaltene Speicher für die Laufzeitverzögerung sowohl für Schmalband- als auch für Breitbanddienste auf den Inhalt eines Zeitschlitzes bemessen werden, also nicht auf einen halben Zeitrahmen. Dazu muß sich dann die Teilnehmerstation auf die Sende- und Empfangsrichtung eines Breitbanddienstes synchronisieren.

Die Fig. 9 zeigt den Aufbau eines Multiplexers MUX I, bei dem Nachrichtenströme a, b, c aus drei Richtungen ohne Laufzeitausgleich ineinander verschachtelt werden. Diese Nachrichtenströme stammen von den kommenden Leitern zweier Abzweige eines Abzweigknotens AK und der Knotensteuerung KS und werden kanalweise auf den gehenden Leiter des dritten Abzweiges gegeben. Hierzu sind drei von der Knotensteuerung KS über x, y, ζ gesteuerte UND-Gatter vorgesehen, die mit ihren Ausgängen an ein ODER-Gatter geschaltet sind, dessen Ausgang d mit dem gehenden Leiter des betreffenden Abzweiges identisch ist.

Die Fig. 10 zeigt den Aufbau eines Multiplexers MUX II, in dem zwei Nachrichtenströme a, b zusammengefaßt werden, die nicht rahmensynchron eintref-

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fen. Dazu sind zwei über x, y steuerbare Paare mit je einem UND-Gatter und einem UND-Gatter mit einem invertierten Eingang an ein ODER-Gatter angeschlossen, so daß jeder der beiden ankommenden Nachrichtenströme a, b seinen Weg sowohl über den einen Zx<reig ohne als auch den anderen Zweig mit Verzögerung X- nehmen kann. An einem weiteren ODER-Gatter werden dann die von der Knotensteuerung KS ausgesendeten Zeitschlitze c, und die eintreffenden Nachrichtenströme a, b kanalweise auf den gehenden Leiter d des entsprechenden Abzweiges eines Abzweigknotens AK ineinander verschachtelt. Ein Multiplexer IV für den Anschluß einer Teilnehmerstation, d.h. für parallele .Weiterführung von Daten, besteht aus je einem Multiplexer MUX II für jedes Bit eines Kanals.

Die Fig. 11 zeigt einen Multiplexer MUX III, mit dem ein eintreffender Nachrichtenstrom a sowohl über das Laufzeitglied T verzögert als auch unverzögert, über χ gesteuert von der Knotensteuerung KS, auf einen der beiden zu einem Multiplexer MUX I führenden Ausgänge d. oder d_ weitergeleitet werden kann. Hierbei wird, im Gegensatz zum Multiplexer MUX II gemäß Fig. 10, das Laufzeitglied X vor die Eingänge von zwei der vier UND-Gatter gelegt. Hierdurch kann auf elektronischem Wege ein im Zusammenhang mit Fig. 6 erwähntes Vertauschen der Abzweige stattfinden, so daß die Laufzeitglieder maximal die Kapazität für eine halbe Rahmenlänge aufzuweisen brauchen, da der Betrag der Phasendifferenz zwischen den Rahmenanfängen maximal eine halbe Rahmenlänge beträgt.

Die Fig. 12 zeigt eine zentrale Abzweigknoten-Einheit ZAK für ein Sternnetz. Für jeden Abzweig einer Doppelleitung DL des Sternnetzes ist in der zentralen Einheit ZAK je ein Modul vorgesehen, der aus Abzweigknoten AK, einem ODER-Gatter und einer Knotensteuerung ZKS für diese Module aufgebaut ist. Die Aufgabe der zentralen Abzweigknoten-Einheit ZAK besteht darin, eine Vielzahl gleichzeitiger Verbindungen, auch mit gleicher Kanallagej, zwischen den einzelnen Abzweigen durchzuschalten. Dazu sind alle Abzweige an mehrere

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parallelgeschaltete Linienstrukturen angeschlossen, wobei jede Linie je einen Abzweigknoten AK jedes Moduls enthält. Da über jede solche Linie im ungünstigsten. Fall nur eine einzige Verbindung je Kanal durchgeschaltet werden kann, ist für die gleichzeitige Durchschaltung weiterer Verbindungen mit derselben Kanallage jeweils eine weitere, parallelgeschaltete Linie vorgesehen. Die Knotensteuerungen ZKS in den Modulen sorgen dafür, daß eine Verbindung immer nur über eine Linie durchgeschaltet wird. Mit den ODER-Gattern werden die gehenden Leiter der Abzweigknoten AK für den gehenden Leiter der Doppelleitung DL des betreffenden Abzweiges des Sternnetzes zusammengefaßt. Um in der zentralen Abzweigknoten-Einheit ZAK zwischen m Abzweigen eines Sternnetzes blockierungsfrei die Kanäle durchschalten zu können, brauchen maximal m/2 parallelgeschaltete Linien vorgesehen zu sein. Ist, wie auch in Fig. 5 dargestellt, der Synchronisierzeichen-Generator SG unmittelbar der zentralen Abzweigknoten-Einheit ZAK benachbart, werden alle kommenden Leiter der parallelgeschalteten Linien an den Synchronisierzei— chen-Generator SG angeschlossen. Die gehenden Leiter der Linien bleiben offen. Die zentrale Abzweigknoten-Einheit ZAK läßt sich durch Einfügen weiterer Module in die parallelgeschalteten Linien für weitere Abzweige des Sternnetzes erweitern. Falls aufgrund solcher Erweiterungen die Blockie— rungsfreiheit nicht mehr gewährleistet sein sollte, lassen sich die Module durch weitere parallelgeschaltete Linien ebenfalls auf einfache Weise erweitern.

Bezüglich des Ausgleiches von Laufzeiten ergeben sich bei Sternnetzen mit einer zentralen Abzweigknoten-Einheit ZAK dann besonders günstige Voraus— Setzungen, wenn mit Sync-Reflexen SR an den Enden der Doppelleitungen DL jedes Abzweiges Phasensynchronität zwischen allen kommenden und gehenden Leitern der Abzweige an der zentralen Abzweigknoten-Einrichtung ZAK eingestellt wird« Dadurch können alle Laufzeitglieder innerhalb der Abzweigkno— ten AK entfallen.

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In Fig. 13 ist dargestellt, daß ein auf dem Kanal i von der in der Darstellung linken Seite eintreffender Ruf an denjenigem Abzweigknoten AK unterdrückt wird, bei dem dieser Kanal i bereits für die Verbindung zwischen den Tin A und B belegt ist. Ein von der in der Darstellung rechten Seite im Kanal j ankommender Ruf wird hingegen in den betreffenden Äbzweigknoten AK weitergeleitet, die diesen Kanal j zu diesem Zeitpunkt nicht bereits für eine andere Verbindung durchschalten.

Aus der Fig. 14 ist der Aufbau eines Zeitrahmens für das Zeitmultiplex— Nachrichtensystem sowie einiger Zeitschlitze zu erkennen. Der Zeitraimen besteht aus η gleichlangen Zeitschlitzen, wobei am Anfang der periodisch aufeinanderfolgenden Zeitrahmen jeweils für die Dauer eines Zeitschlitzes ein sogenanntes Rahmensynchronisierzeichen oder Rahmen-Sync—Wort ausgesendet wird. Die darauf folgenden Zeitschlitze 1 bis n-1 des Rahmens stehen den angeschlossenen Teilnehmerstationen als Zeitmultiplexkanäle für die Signalisierung und den Nachrichtenaustausch zur Verfugung.

Jeder Zeitschlitz, auch der am Anfang eines Zeitrahmens für das Rahmen— Sync-Wort, beginnt mit einer "1", dem sogenannten Sync-Bit. An der zweiten Stelle wird zur Kenntlichmachung und Unterscheidung von Signalisierinformation und Nachrichtendaten das Bit auf "0" bzw. "1" gesetzt. Die darauf folgenden vier Bit sind für Signalisierungszwecke und eine Unterscheidung der verschiedenen Signalisierungen vorbehalten. So erhält ein Ruf beispielsweise den Code "1000", eine Rufquittung den Code "1010", eine Rufrückgabe den Code "0010", eine Verbindungsauslösung den Code "0001" und ein Zählruf den Code "1011" oder dr/ggleichen. Beim Austausch der Nachrichten innerhalb einer aufgebauten Verbindung stehen mit der bei den Ausfuhrungsformen der Erfindung angewendeten reinen Zeitlagenadressierung auch diese vier Bit für die Nutzin formation zur Verfügung. Ein freier Zeitschlitz enthält demnach ein mit einer "1" beginnendes Bitmuster, dem eine "0" als Signalisierungs— kennung und an dritter, vierter, fünfter und sechster Stelle ebenfalls je

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eine "O" als Kennzeichnung eines "freien" Zeitschlitzes folgen. Die darauf bis zum Ende des Zeitschlitzes folgenden Bit könnten alle auf "0" gesetzt sein, weisen in der Praxis jedoch ein besonderes Muster, z.B. eine Pseudo-Noise-Folge auf, die mit anderen Bit-Mustern nicht verwechselbar ist und aufgrund des Wechsels zwischen Nullen und Einsen Vereinfachungen in den elektronischen Übertragungs- und Schalteinrichtungen erlauben.

Für Nachrichtennetze mit örtlich festgelegter, hierarchischer Rufnummernverteilung der angeschlossenen Teilnehmerstationen besteht für die Kanalsuche die Möglichkeit, durchgängig freie Kanäle unmittelbar zu ermitteln, wozu die Adresse derjenigen Teilnehmerstation in einem freigegebenen Zeitschlitz aufzunehmen ist, die aus diesem Zeitmultiplexkanal die für sie bestimmten Nachrichten entnommen hat. Die anderen Teilnehmerstationen können durch Adressenvergleich erkennen, ob ein solcher freier Zeitschlitz für eine von ihnen gewünschte Verbindung geeignet ist, indem sie feststellen, ob die dieses Kanalpaar freigebenden Teilnehmerstationen außerhalb des für die gewünschte Verbindung benötigten Doppelleiterabschnitts liegen oder nicht.

Die nachfolgend näher erläuterten Einzelheiten des erfindungsgemäßen Nachrichtensystems ergeben sich teilweise bereits im Zusammenhang mit den ein— zelnen schematisch dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, und verdeutlichen deren vorteilhafte Eigenschaften.

Die Bestimmung der Richtung der Kanaldurchschaltung erfolgt bei Ausführungsformen der Erfindung nach einem Prinzip, das eine freie und variable Rufnummernverteilung im Netz erlaubt. Hierunter 'ist sowohl die Möglichkeit zu verstehen, daß ein Teilnehmer bei einem Umzug an einen anderen Ort innerhalb des Netzes seine Rufnummer behalten kann, als auch - bei entsprechend ausgerüsteten Teilnehmerstationen - während eines kurzzeitigen Aufenthaltes am Ort einer anderen Teilnehmerstation im Netz bei dieser unter seiner Rufnummer zu erreichen ist. Dabei braucht keine Teilnehmerruf-

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nummernabbildung- und umwertung in einem Vermittlungsknoten bzw. in einer Zentrale zu erfolgen. Die Ermittlung der Richtung der Verkehrslenkung erfolgt bei den dezentral vermittelnden Netzen aufgrund des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, ohne eine solche Auswertung, Abbildung oder Umwertung der Teilnehmerrufnummern in Netzknoten-.

Das Doppelringnetz weist in der Signalisierung folgende Besonderheiten auf:

Da der vom Tin A auf beiden Leitungen gleichzeitig gesendete Ruf den Tin B auf zwei Wegen bzw. aus zwei Richtungen erreichen kann, ist es für die Kanalausnutzung wichtig, mit der Verbindung nur möglichst kurze Abschnitte bzw. Abschnitte mit geringem Verkehr zu belegen. Dies erfolgt z.B. mittels des Zählrufverfahrens, das als Kriterium für die Weglänge die Anzahl der auf dem Weg liegenden Teilnehmerstationen verwendet. Diese Anzahl wird während der Zählrufphase im Zeitschlitz des Rufes in einem dafür reservierten Bereich registriert. Jeder Abzxreigknoten, an dem ein solcher Ruf-Zeitschlitz vorbeikommt, addiert auf dem Zählerstand im Zeitschlitz den Wert 1. Der rufende Teilnehmer hat zu Beginn den Zählerstand auf "0" gesetzt.

Beim Zählrufverfahren muß folglich jeder Abzweigknoten alle Zeitschlitze daraufhin prüfen, ob ein Zählruf vorliegt. Zur Verringerung des Aufwandes kann auch in jedem 5. oder 10. Abzweigknoten gezählt werden. Der dadurch entstehende Fehler bei der Bestimmung der kürzesten Weglänge kann im allgemeinen hingenommen werden.

Für die Auswahl eines Abschnittes mit geringem Verkehr ist eine Verkehrsmessung durchzuführen, die weiter unten näher erläutert wird.

Da beim Ringnetz zwischen zwei Teilnehmerstationen zwei Verbindungswege möglich sind, kann im Störungsfalle, z.B. bei einem Kabelbruch, die Verbin-

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dung erneut automatisch von der rufenden Teilnehmerstation aufgebaut werden. Sie erkennen den Störungsfall daran, daß anstelle von Nachrichten isere ieitscalitze empfangen werden. Ein reguläres Verbindungsende würde durch, das besondere Ende-Zeitschlitz-Format gekennzeichnet sein.

Zur Verminderung der Belastung eines Verzweigungsnetzes mit Rufen kann es günstig sein, je nach örtlicher Lage des rufenden Teilnehmers A im Netz, den Ruf zunächst in Richtung des Endes des Zweiges, in dem sich der Teilnehmer befindet, und danach in die andere Richtung zu senden, wenn keine Rufbestätigung des zuerst ausgesendeten Rufes erfolgt.

Unabhängig von der Netzstruktur behalten bei einem Kabelbruch oder Komponentenausfall alle Teilnehmer Zugriff zum Netz. Der Zugriff ist je nach Netzstruktur und Störungsfall u.U. auf bestimmte Netzbereiche beschränkt. Beim Doppelringnetz können damit bei einfachem Kabelbruch alle Teilnehmer, u.U. deiner verminderten Verkehrsgüte, erreicht werden.

Bei den Ausführungsformen der Erfindung gibt es keinen Ort, an dem der Gesamtbelegungszustand der Kanäle und die Funktion aller Netzkomponenten zentral erkennbar sind. Der Verkehr wird autonom in den einzelnen Netzbereichen vermittelt, so daß nur eine indirekte, zentrale Überwachung des Netzes möglich ist. Eine indirekte Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Netzes erfolgt, indem eine mit der Kontrollfunktion beauftragte Zentrale über die frei verfügbaren Kanäle oder einen Dienstkanal jede Komponente im Netz anwählt, Informationen bei ihr abfragt und steuernd auf sie einwirkt. Der Informationsaustausch kann hierbei während aller Betriebszu— stände der Komponenten erfolgen, d.h. im laufenden Betrieb (parallele Bearbeitung mehrerer Aufgaben durch die Komponenten). Die einzelnen Komponenten müssen die von der Zentrale benötigten Informationen in einem Speicher (Zustandsspeicher) bereithalten. Derartige Informationen sind z.B.:

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a) bei der Teilnehmerstation

- Station frei/besetzt

- Verbindungsaufbau-, abbau

- Rufwiederholung

— ausgeführte Dienstart: Schmalband-, Breitband-Dienst

- Fehlerkennung für

Datenaustausch mit dem Netz Datenaustausch mit den Endgeräten Signalisierung
Gebührenerfassung

b) Abzweigknoten

- Fehlerkennung für

Vermittlungsfunktion Datenaustausch mit dem Netz Beiegungszustand der Kanäle

c) Sync-Reflex-Generator

- Fehlerkennung für

Synchronisation
Datenaustausch mit dem Netz.

Für die Prüfung der Funktionsfähigkeit der Teilnehmerstation ist es notwendig, daß die Komponenten im Störungsfall selbsttätig Fehlermeldungen generieren, die in dem Statusregister gespeichert werden. Die Zentrale kann dieses Statusregister z.B. periodisch über einen Dienst- oder frei gewählten Kanal abfragen und erhält damit eine Information über die Funktionsfähigkeit der Komponenten.

Die Übertragungswege können dadurch geprüft werden, daß die Zentrale Pseudo-Nachrichten (Prüfsignale) in das Netz sendet, die an sie selbst,

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einen Abzweigknoten, eine Teilnehmerstation oder einen Sync-Reflex-Generator gerichtet sind. Die jeweiligen Komponenten reflektieren die Nachrichten, d.h. sie senden sie an die Zentrale zurück. Bei unverfälscht empfangenen Nachrichten ist der Übertragungsxieg störungsfrei.

In Abhängigkeit von der Struktur des Leiternetzes sind etwas modifizierte Verfahren zur Funktionsprüfung des Netzes erforderlich.

Ringnetz

Die Zentrale setzt zunächst in der einen und dann in der anderen Richtung auf einem beliebigen freien Kanal ihre Pseudo-Nachrichten ab und prüft anschließend die empfangenen Nachrichten. Die Suche eines durchgängig freien Kanals auf dem Ring läuft hierbei nach dem gleichen Prinzip ab, wie beim Verbindungsaufbau zxilschen zwei Teilnehmern.

Verzweigungsnetz

Beim Verzweigungsnetz werden nacheinander alle im Netz befindlichen Sync-Reflex-Generatoren von der Zentrale angewählt, so daß alle Netzzweige geprüft werden können. Anhand von Adressen der Sync-Reflex-Generatoren ist im Störungsfalle der defekte Netzzweig erkennbar.

Liniennetz

Im Liniennetz ist nur ein Weg vorhanden, der in der gleichen Weise wie beim Verzweigungsnetz geprüft wird.

Eine Fehlerlokalisierung in Netzpfaden kann dadurch erfolgen, daß die Zentrale jede Netzkomponente (Teilnehmerstation, Abzweigknoten und Sync-Reflex-Generator) anwählt und auffordert, das von ihr gesendete Prüfsignal an sie zurückzusenden. Trifft das Prüfsignal fehlerfrei bei der Zentrale wieder ein, so ist der Übertragungsweg bis zu der Komponente, die das Signal re-

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flektiert hat, störungsfrei. Durch die Anwahl immer weiter entfernt liegender Komponenten wird festgestellt, ab welcher Komponente ein Defekt auftritt.

Da die Teilnehmer eines dienstintegrierten Netzes, je nach ihrer Berechtigung, nur auf bestimmte Dienste zugreifen dürfen, muß während des Netzbetriebes geprüft werden können, ob Teilnehmerstationen für sie verbotene Dienste abwickeln. Welchen Dienst eine Station derzeit durchführt, ist in ihrem Statusregister gespeichert, so daß die Zentrale über eine Abfrage dieses Registers eine Kontrolle erhält. Falls es erforderlich ist, kann dann die Zentrale über einen Dienstkanal, oder beliebigen Kanal, mit einem bestimmten Codewort die Teilnehmerstation abwerfen, d.h. von diesem Dienst ausschließen.

Für den Betreiber eines Netzes ist es aus mehreren Gründen wichtig, Kenntnis über den Belastungszustand des Netzes zu erhalten. Hierzu dient die Messung der Verkehrsflüsse in den einzelnen Pfaden des Leiternetzes, für die folgendes Prinzip angewendet werden kann:

In jedem m-ten (m = 1, 5, 10) Abzweigknoten wird die Anzahl der im Mittel pro Zeiteinheit belegten Kanäle gemessen. Diese Anzahl dient z.B. auch als Kriterium für die Wahl des günstigsten Weges beim Doppelringnetz. Dieser Wert wird in den Abzweigknoten gespeichert und von der Zentrale abgefragt. Damit erhält die Zentrale ein Abbild der Verkehrsflüsse im gesamten Netz und kann daraus notwendige Maßnahmen zur Steuerung der Verkehrsflüsse ableiten, z.B. bei zentraler Kanalzuteilung.

Die Steuerung der Verkehrsflüsse im Netz kann derart erfolgen, daß die einzelnen Teilnehmer nicht auf alle, sondern nur auf einen Teil der verfügbaren Kanäle Zugriff haben. Die Teilnehmer sind jedoch über alle Kanäle anwählbar. Damit ist eine Beeinflussung der Wahrscheinlichkeit, mit der die einzelnen Teilnehmer einen freien Kanal im Netz finden bzw. eine Ver-

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bindung aufbauen können, möglich. Dies xiirkt sich dann auf die Gesamtbelastung des Übertragungsmediums aus.

Die Zuteilung der für den einzelnen Teilnehmer verfügbaren Kanäle kann statisch oder dynamisch erfolgen. Im ersten Fall werden die Kanäle in der Teilnehmerstation hard- oder software-mäßig fest programmiert, im zweiten Fall ist eine dynamische Zuweisung der Kanäle von der Zentrale aus möglich. Bei einer Netζerweiterung, die eine Auftrennung des Übertragungsweges erfordert, tritt eine Störung des über diese Trennstelle fließenden Verkehres ein. Eine Unterbrechung von Verbindungen kann vermieden werden, wenn einerseits verhindert wird, daß neue Verbindungen über die beabsichtigte Trennstelle aufgebaut werden und andererseits die Erweiterung erst nach dem Enden aller Verbindungen an dieser Stelle erfolgt.

Zur Durchführung dieser Maßnahmen muß an einem Abzweigknoten in der Nähe der beabsichtigten Unterbrechung ein spezieller Modul angeschlossen werden, der alle Rufe auf den Kanälen unterdrückt und das Enden aller Verbindungen an diesem Ort signalisiert.

Der Gebührenerfassung kann folgendes Prinzip zugrunde gelegt werden:

In jeder Teilnehmerstation befinden sich Gebührenzähler- und speicher, die die in einer festgelegten Zeitspanne auflaufender Gebühren ermitteln und speichern (Kurzzeitgebührenerfassung). Der Gebührenspeicher wird dann sporadisch oder periodisch, entsprechend der Kurzzeitgebühren-Erfassungsdauer, von der Zentrale abgefragt (Abfrageperiode z.B. 1 Stunde). Die Zentrale und die Teilnehmerstation summieren die Kurzzeitgebühren auf (Langzeitgebührenerfassung), so daß beiden Einheiten die Summengebühren bekannt sind. Die Ermittlung der Summengebühren erfolgt in beiden Einheiten deshalb getrennt, weil einerseits in der Zentrale eine sichere, vor Mißbrauch geschützte Gebührenerfassung notwendig ist, und andererseits der Teilnehmer über eine Anzeige der Summengebühren verfugen sollte, ohne daß eine Übermittlung der

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Gebühren von der Zentrale aus durchzuführen ist. Die von der Zentrale durchgeführte Kurzzeitgebührenabfrage bei der Teilnehmerstation kann zur Vermeidung von Übertragungsfehlern mehrfach erfolgen. Zur Funktionsprüfung der Gebührenerfassung sind Probegebührenzählungen von der Zentrale aus möglich. Dieses Prinzip der Gebührenerfassung gewährleistet mit den vorgesehenen Sicherheitsmaßnahmen eine korrekte Gebührenzählung für den Betreiber und die Benutzer des Fernmeldenetzes.

Die Gebührenzählung erfolgt bei Ortgesprächen beim rufenden, bei Ferngesprächen wahlweise beim rufenden oder gerufenen Teilnehmer. Sie erfordert die Generierung eines Zeittaktes, mit dem die Zählung durchgeführt wird. Der Zeittakt kennzeichnet die Gesprächsdauer, die einer Gebühreneinheit entspricht. Er kann während der Signalisierphase generiert und den beiden korrespondierenden Teilnehmern über den Signalisierzeitschlitz mitgeteilt werden. Für den Zeittakt ist zwischen Verbindungen innerhalb eines Tarifbereiches (meist Ortsnetzbereich) und solchen, die über einen Tarifbereich hinausgehen, zu unterscheiden. Bei Verbindungen innerhalb eines Tarifbereiches steht der Zeittakt, unabhängig von der Entfernung der korrespondierenden Teilnehmer zueinander, fest. Für Ferngespräche muß er aus der örtlichen Lage der Teilnehmer oder aus den Rufnummern ermittelt werden.

Für Verbindungen innerhalb eines Tarifbereiches (Fall a) bzw. über mehrere Bereiche (Fall b) lassen sich folgende Verfahren anwenden:

a) die Teilnehmerstationen setzen den Zeittakt T auf den Grundtakt (Orts-

takt) mit dem Wert T = kT (k dienstspezifischer Bewertungsfaktor, T Zeit-

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intervall für den Ortbereich). Über den Signalisierzeitschlitz wird den Teilnehmerstationen der Zeittakt gegensextxg mitgeteilt. Kommt eine Verbindung zustande, so wird mit dem Beginn des Datenaustausches der Gebühren— Zählerstand um eine Einheit erhöht. Entsprechend dem Zeittakt zählt dann der Gebührenzähler fortlaufend während des Gesprächs weiter.

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b) Die Generierung des Zeittaktes kann bei Verbindungen über mehrere Tarifbereiche auf zwei Arten erfolgen.
- Der Zeittakt wird dadurch ermittelt, daß der im Sxgnalisierzeitschlitz von beiden Teilnehmern eingeschriebene Grundtakt kT an jeder der η Ta-

rifbereichsgrenzen, die der Zeitschlitz durchläuft, um einen bestimmten Wert δΤ erniedrigt wird: T = k(T - ηώΤ ). Die an den Grenzen befindlichen

ζ ο

übernehmen diese Aufgabe.
- Der Abzweigknoten an der Grenze des Tarifbereiches berechnet den Zeittakt aufgrund der im Sxgnalisierzeitschlitz vorhandenen Teilnehmeradressen. Dieses Verfahren setzt voraus, daß die Rufnummern die örtliche Lage der Teilnehmer im Netz kennzeichnen. Eine flexible Rufnummernverteilung ist in diesem Falle nicht ohneweiteres möglich.

Die Entscheidung, ob die Gebührenzählung beim rufenden oder gerufenen Teilnehmer erfolgen soll, kann während der Signalisierphase oder im Gesprächszustand getroffen werden. Ein Wechsel des Zählortes ist also jederzeit möglich; ohne eine solche Entscheidung erfolgt die Gebührenzählung automatisch beim rufenden Teilnehmer. Durch das Betätigen einer entsprechenden Taste wird die Kennung in einem Signalisxerzeitschlitz auf ein bestimmtes Codewort gesetzt, das den Gebührenübernahmewunsch kennzeichnet. Der gerufene Teilnehmer hat vor Gesprächsbeginn die Möglichkeit, sich anhand der ihm von der Teilnehmerstation angezeigten Rufnummer des anderen Teilnehmers zu entscheiden, ob er die Gebühren übernehmen will oder nicht, und kann dann durch Tastendruck eine entsprechende Quittung aussenden. Wird während des Gesprächszustandes ein Wechsel der Gebührenübernahme zwischen den Teilnehmern gewünscht, so wird der Datenaustausch hierbei kurzzeitig unterbrochen. Zur Vermeidung von Funktionsfehlern werden die Signalisiervorgänge über mehrere Rahmenperioden wiederholt.

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Claims (1)

1. HEINRICH-HERTZ-INSTITUT FÜR NACHRICHTENTECHNIK BERLIN GMBH

   1.01/79 DE

   Patentansprüche

   Digitales Zeitmultiplex-Nachrichtensystem mit einem Netz, das mit antiparallel übertragenden Doppelleitungen, Abzweigknoten und Generatoren zur Erzeugung bzw. Reflexion von periodischen Synchronisierzeichen aufgebaut ist und in dem alle Pfade dieselbe Anzahl von Übertragungskanälen aufweisen, die einander paarweise fest zugeordnet sind und den angeschlossenen Teilnehmerstationen im Vielfachzugriff zur Verfügung stehen, wobei zum Aufbau einer Verbindung Rufe in beiden Richtungen ausgesendet werden können und die Teilnehmerstationen alle Kanäle auf für sie bestimmte Nachrichten überwachen, während der Dauer einer hergestellten Verbindung jedoch nur Kanäle in denjenigen Pfaden und Abzweigknoten belegen, die während der Phase des Verbindungsaufbaus für den Weg zwischen den betreffenden Teilnehmerstationen bestimmt wurden, indem in den auf diesem Weg durchlaufenen Abzweigknoten aufgrund dort festgehaltener Informationen die einander fest zugeordneten Kanäle von den jeweils sendenden zu den jeweils empfangenden Teilnehmerstationen durchgeschaltet werden,
   gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   - an Abzweigknoten eintreffende Rufe werden auf die abgehenden Richtungen der anderen Pfade und dort in denjenigen zuvor freien Kanälen weitergeleitet, die im Zeitmultiplexrahmen dieselbe Lage haben, wie der eintreffende Ruf;

   — die Steuereinrichtungen der von einem Ruf durchlaufenen Abzweigknoten markieren vorsorglich die zugehörigen Rückkanäle als belegt; - ein bei der gerufenen Teilnehmerstation eintreffender Ruf wird

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   von ihr gelesen und aus dem ankommenden Kanal entnommen und gelöscht sowie im zugeordneten Rückkanal der rufenden Teilnehmerstation bestätigt;

   - die der rufenden Teilnehmerstation zugesandte Bestätigung wird

   von den Steuereinrichtungen der Abziieigknoten, die an der im Aufbau befindlichen Verbindung beteiligt sind, als Steuerinformation zur kanalweisen Durchschaltung der zu den betreffenden Teilnehmerstationen führenden Pfade für die Dauer der Verbindung festgehalten; - die bei der rufenden Teilnehmerstation eintreffende Bestätigung wird von ihr gelesen und aus dem ankommenden Kanal entnommen und gelöscht;

   - bei einem in einer hergestellten Verbindung erfolgenden Nachrichtenaustausch zwischen den beteiligten Teilnehmerstationen wird mit reiner Zeitlagenadressierung nur noch in der Richtung zur empfangenden Teilnehmerstation jeweils in einem der einander fest zugeordneten Kanäle eines Kanalpaares gesendet und die empfangene Nachricht von der empfangenden Teilnehmerstation gelesen und aus dem ankommenden Kanal entnommen und gelöscht; - auf allen Pfaden des Netzes, die an einer bestimmten Verbindung zwischen zwei Teilnehmerstationen nicht beteiligt sind, weil dort im betreffenden Kanalpaar nicht sowohl ein Ruf als auch dessen zugehörige Bestätigung übertragen werden bzw. ein Nachrichtenaustausch stattfindet, steht dieses Kanalpaar anderen Teilnehmerstationen zur gleichen Zeit für solche Verbindungen zur Verfügung, deren Pfade andere gleichzeitig über dieses Kanalpaar bestehende Verbindungen nicht berühren;
   - die Beendigung einer Verbindung wird durch Aussenden eine Ende-

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   information von einer Teilnehmerstation oder von beiden herbeigeführt.

   2. Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ein-/Auskoppelstellen im Netz mit baugleichen Abzweigknoten ausgerüstet sind, in denen jeweils drei Doppelleitungspfade zusammentreffen, von denen eine bezüglich des Nachrichtenflusses kommende Leitung während der Verbindungsaufbauphase auf die beiden gehenden Leitungen der beiden anderen Richtungen und nach beendetem Verbindungsaufbau auf eine dieser beiden gehenden Leitungen kanalweise durchschaltbar ist.

   3. Nachrichtensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden von Netzzweigen mit Generatoren für die bezüglich der Laufzeit auf den hierarchisch übergeordneten Abzweigknoten einstellbare Reflexion der Synchronisierzeichen versehen sind.

   4. Nachrichtensystem nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Abzweigknoten bei im allgemeinen beliebiger Phasenlage der Zeitmultiplexrahmen auf den Doppelleitungen zur Synchronisation die Doppelleitung eines Pfades über Laufzeitglieder an die Doppelleitung eines zweiten Pfades, die Doppelleitung des verbleibenden dritten Pfades, ohne solche Laufzeitglieder an die Doppelleitungen der beiden anderen Pfade angeschlossen sind.

   5. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigknoten sowohl für serielle als auch parallele Ausgabe der Daten auf einen der Abzweige ausgebildet sind.

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   6. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Suche eines durchgängig freien Kanals von der rufenden Teilnehmerstation solange gleichzeitige Rufe in mehreren bei ihr frei vorgefundenen Kanal ei) ausgesendet werden, bis auf einem der zugeordneten Kanäle von der gerufenen Teilnehmerstation die zugehörige Bestätigung eintrifft.

   7. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche T bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestätigung eines Rufes durch eine freie Teilnehmerstation aus einer Quittung und durch eine besetzte Teilnehmerstation aus einer Rufrückgabe besteht.

   8. Nachrichtensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine besetzte Teilnehmerstation mit der Bestätigung eines Rufes durch Rufrückgabe den empfangenen Ruf als Anklopfen registriert.

   9. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8r, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen einer Verbindung nach beendetem Saehr rchtenaustaus ch^und nach abgebrochenem Aussenden von Rufen durch mehrmaliges Aussenden eines besonderen Endekrxteriums und nachfolgend freier Zeitschtitze herbeigeführt wxrdv

   fO. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,^ daß Einrichtungen zur Erfassung der Gebühren in jeder Teilnehmerstation sowie an einer zentralen Stelle im Netz: vorgesehen sind» wobei die jeweils anfallenden Gebühreneinheiten von den Einrichtungen in der Teilnehmerstation erfaßt und dort aufgelaufene Gebühreneinheiten von Zeit zu Zeit an die Einrichtungen in der zentralen Stelle übermittelt und verbindlich registriert und ausgewertet werden.

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   11. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einer zentralen Stelle im Netz eine Rechen^· anlage zur Überwachung und Funktionenkontrolle vorgesehen ist, von der die einzelnen Systemkomponenten, insbesondere Teilnehmerstationen und Abzweigknoten, über diesen Einheiten ortsbezogen zugeordnete Prüfrufe mit einer besonderen Kennung erreichbar sind.

   12. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilnehmerstationen für eine im Netz flexib-Ie Rufnummernverteilung eingerichtet sind.

   13. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Teilnehmerstation durch Aufnahme und Löschung der für sie bestimmten Nachrichten freigegebene Kanal mit einer den Ort der Freigabe enthaltenden Kennung versehen wird, aus der für andere Teilnehmerstationen im Netz Rückschlüsse bezüglich der Verwendbarkeit eines solchen freien Kanals für eine gewünschte Verbindung ziehbar sind.

   14. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Einrichtung im Netz vorgesehen ist, die Verbindungswünsche von den Teilnehmerstationen über spezielle Signalisierkanäle entgegennimmt, für die gewünschte Verbindung zwischen den betreffenden Teilnehmerstationen ein Kanalpaar zuteilt und an die an dieser Verbindung betexligten Abzweigknoten die dort für die Dauer der Verbindung festzuhaltenden Informationen zur kanalweisen dezentralen Durchschaltung kommender und gehender Pfade übermittelt.

   15. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch

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   gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle eines Zeitmultiplexrahmens für die Abwicklung von Breitbanddiensten reserviert und einander fest zugeordnet sind.

   16. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die antiparallel übertragenden Doppelleitungen als voneinander unabhängige, jedoch mit einheitlichem Zeitmultiplexrahmen betriebene Übertragungswege in Ringstruktur geschaltet und die Abzweigknoten mit beiden Ringleitungen verbunden sind.

   17. Nachrichtensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einer Richtung aufgebaute und durch eine Störung auf diesem Wege unterbrochene Verbindung automatisch über den anderen Weg zwischen den betreffenden Teilnehmerstationen im Doppelringnetz über ein dort durchgehend freies Kanalpaar hergestellt wird.

   18. Nachrichtensystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zentralen Stelle des Netzes die Verkehrsflüsse der einzelnen Pfade registriert werden und eine Kanalpaarzuweisung für eine aufzubauende Verbindung über den Weg der geringeren Verkehrsbelastung erfolgt.

   19. Nachrichtensystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß ausgesendete Rufe eine der Anzahl der bis zur gerufenen Teilnehmerstation an der aufzubauenden Verbindung beteiligten Abzweigknoten entsprechende Kennung erhalten und die Kanalpaarauswahl nach der die geringere Anzahl beteiligter Abzweigknoten ausweisenden Kennung erfolgt.

   20. Nachrichtensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein einer Gebühreneinheit entsprechender

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   Grundzeittakt bei einer einen Tarifbereich verlassenden Verbindung an jeder Tarifbereichsgrenze verkürzt wird.

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