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Nachrichtenübertragungasystem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenübertragungssystem,
bestehend aus einem ersten von Pulscodemodulation (PCM) und einem zweiten von Deltamodulation
( M) Gebrauch machenden Teilnehmernetz, bei dem ein dem einen Netz angehörende Teilnehmer
mit einem dem anderen Netz angehörenden Teilnehmer einzelkanalmäßig über eine übergangs
stelle hinweg miteinander verbindbar ist und bei dem die übergangsstelle hierzu
einen Wahlumsetzer für die Kennzeichenumsetzung und einen Signalumsetzer für die
Umsetzung der Modulationaufweist.
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Bei Nachrichtenübertragungssystemen zur leistungsgebundenen und/oder
drahtlosen übertragung von Sprache, Musik, Text, Bildern oder Daten haben die großen
Fortschritte auf dem Gebiet der Mikroelektronik eine Entwicklung hin zu integrierten
digitalen Netzen eingeleitet. Für öffentliche Fernmeldenetze wird nach der CCITT-Empfehlung
G.711 die Bitrate für einen Digital-Fernsprechkanal auf 64 kbit/s festgelegt. Wie
einschlägige Untersuchungen - vgl. beispielsweise AIEE Transactions on Communications
and Electronics, Mai 1957, Seiten 142 bis 147-zeigen, können für die digitale Übertragung
von Sprache verschiedene Pulsmodulationsarten zur Anwendung kommen. Unter bestimmten
Voraussetzungen hat jedoch die Pulscodemodulation, kurz PCM genannt, insbesondere
dann Vorteile, wenn die mit 64 kbit/s zu übertragende Nachricht über mehrere Modulationsabschnitte
geführt werden soll, so daß ihr in öffentlichen Netzen der Vorzug gegeben wird.
Entsprechendes gilt auch für nicht öffentliche Netze, sofern sie stationär sind.
Bei
mobilen taktischen Netzen wird dagegen der PCM die a M vorgezogen,
weil sie mit einer wesentlich geringeren Bitrate auskommt. Bei mit Deltamodulation
arbeitenden Netzen ist die Bitrate für einen Digital-Fernsprechkanal auf 16 bzw.
32 kbit/s festgelegt.
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Während im Zuge dieser Entwicklung im Bereich der öffentlichen Netze
lediglich während einer übergangsphase besondere übergangsstellen vorgesehen sein
müssen, über die bereits digital arbeitende Netzabschnitte mit analogen Netzabschnitten
zusammenarbeiten, werden solche über gangsstelle bei digitalen Netzen überall dort
benötigt wo ein mit PCM arbeitendes Netz, beispielsweise ein stationäres Netz,mit
einem von a M Gebrauch machenden Netz, beispielsweise ein mobiles Netz, zusammenarbeiten
soll. Eine solche Ubergangsstelle kann in einfacher Weise so ausgebildet sein, daß
das ankommende Signal in der einen Modulationsart zunächst demoduliert und anschließend
neu in der Modulationsart des anderen Netzes moduliert wird. In gleicher Weise müssen
die Hilfsinformationen wie Ruf und Wahl beim übergang vom einen in das andere Netz
über Kennzeichenumsetzer in eine dem Netz hinter der übergangsstelle konforme Signalform
gebracht werden. Eine solche Ubergangsstelle stellt ein Hindernis dann dar, wenn
ein Teilnehmer des eines Netzes mit einem Teilnehmer des anderen Netzes eine abhörsichere
Verbindung eingehen will. Das verschlüsselte Signal müßte nämlich in diesem Falle
auf der ubergangsstelle zunächst entschlüsselt demoduliert anschließend in die andere
Modulationsform umgesetzt und neu verschlüsselt werden. Eine solche Prozedur ist
aber im Interesse der Geheimhaltung unerwlnscht, weil in diesem Falle zumindest
theoretisch die Möglichkeit besteht, die geheimzuhaltende Nachricht auf der übergangsstelle
abzuhören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Zusammenarbeiten
zweier digitaler Netze mit unterschiedlicher Modulation eine einfache Möglichkeit
aufzuzeigen, die eine Einzelkanalverschlüsselung ohne eine Zwischenentschlüsselung
auf der übergangsstelle zuläßt.
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Ausgehend von einem Nachrichtenübertragungssystem, das aus einem ersten
von Pulscodemodulation und einem zweiten von Deltamodulation Gebrauch machenden
Teilnehmernetz besteht, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
die mit einer Verschlüsselungseinrichtung ausgerüsteten Teilnehmerstationen. des
ersten Netzes, das hinsichtlich des zweiten Netzes synchron bzw.
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quasi synchron ist, neben der PC-Modulationseinrichtung eine den Teilnehmerstationen
des zweiten Netzes entsprechende -Modulationseinrichtung aufweisen, daß ferner bei
Durchführung einer verschlüsselten übertragung zwischen einem schlüsselfähigen Teilnehmer
des ersten Netzes und einem schlüsselfähigen Teilnehmer des zweiten Netzes A -Modulation
verwendet ist und daß die Ubergangsstelle zusätzlich oder anstelle eines Signalumsetzers
eine digitale Durchschaltung für eine verschlüsselte Einzelkanalverbindung zwischen
einem schlüsselfähigen Teilnehmer des einen Netzes und einem schlüsselfähigen Teilnehmer
des anderen Netzes aufweist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Einzelkanalverschliisselung
zwischen Teilnehmern digitaler Netze mit unterschiedlicher Pulsmodulation, bei der
die Ver- und Entschlüsselung ausschließlich in den Endstellen darstellenden Teilnehmerstaticnen
vorgenommen wird, nur dann möglich ist, wenn in der übergangsstelle von einer Modulationsumsetzung
abgesehen werden kann. Dies ist gemäß der Erfindung dann möglich, wenn bei Schldsselbetrieb,
unabhängig von der Netzzugehörigkeit der Teilnehmer, immer nur eine bestimmte Modulation
zur Anwendung kommt.
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In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß hier der Deltamodulation
der Vorzug gegeben wird, weil die Bitrate eines Digital-Fernmeldekanals hier wesentlich
geringer, nämlich 16 oder 32 kbit/s, ist. Bei einem mit PCM arbeitenden Digital-Fernmeldekanal
weist die Bitrate wie bereits ausgeführt wirden ist, einen Wert von 64 kbit/s auf.
Im umgekehrten Falle müßten zwei bzw.
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vier Digital-Fernmeldekanäle in dem mit Deltamodulation arbeitenden
Netz für die Ubertragung eines PCM verwendenden digitalen Fernsprechsignals in Anspruch
genommen werden. Hinzu kommt noch, daß bei Anwendung von PCM zusätzliche Information
für die Wortsynchronisation mit übertragen werden müßte. Dies würde jedoch gegenüber
der Verwendung von Deltamodulation bei Einzelkanalverschlüsselung einen erheblichen,
nicht zu vertretenden Mehraufwand mit sich bringen.
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Die übergangsstelle, die für eine verschlüsselte Einzelkanalverbindung
zwischen einem schlüsselfähigen Teilnehmer des einen Netzes und einem schlüsselfahigen
Teilnehmer des anderen Netzes lediglich eine digitale Durchschaltung benötigt, kann
beispielsweise als Handvermittlung ausgelegt werden, bei der nach Bedarf die Umschaltung
vom Signalumsetzer auf die digitale Durchschaltung vom Operator durchgeführt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführung weist die übergangsstelle eine Umschalteinrichtung
zum automatischen Umschalten vom Signalumsetzer auf die digitale Durchschaltung
bei Herstellen einer verschlüsselten Einzelkanalverbindung zwischen einem schlüsselfähigen
Teilnehmer des einen Netzes und einem schlüsselfähigen Teilnehmer des anderen Netzes
auf.
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Besonders vorteilhaft gestalten sich die Verhältnisse, wenn auch bei
der Durchführung einer verschlüsselten übertragung zwischen zwei schlüsselfähigen
Teilnehmern TN11, TN12 des ersten Netzes (1) A-Modulation verwendet wird.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 das Prinzipblockschaltbild eines von der Erfindung Gebrauch machenden Nachrichtenübertragungssystems
Fig. 2 eine Variante der übergangsstelle des Nachrichtenübertragungssystems nach
Fig. 1.
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Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt schematisch ein erstes
Teilnehmernetz 1 in Form eines PCM-Netzes PCM-N und ein zweites Teilnehmernetz 2
in Form eines Deltamodulationsnetzes a M-N, das mit dem ersten Netz über die übergangsstelle
US zusammenarbeitet. Die Verbindung der Teilnehmer TN11, TN12 und TN1n des ersten
Netzes 1 erfolgt über eine PCM-Vermittlung V1. In gleicher Weise sind die Teilnehmer
TN21, TN22 und TN2n des zweiten Netzes 2 über eine A M-Vermittlung V2 mit der übergangsstelle
ÜS verbunden. Die Teilnehmer TN11 und TN12 des ersten Netzes weisen sowohl eine
PCM- als auch eine bM-Einrichtung auf, an die sich das Schlüsselgerät SG, eine Wahleinrichtung
PCM-W und ein Interface PCM-I anschließen.
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Die Teilnehmer TN1n, von denen nur einer dargestellt ist, sind normale
Teilnehmergeräte, die kein Schldsselgerät aufweisen. Die Teilnehmer TN21 und TN22
des zweiten Netzes weisen ihrerseits nur eine A M-Einrichtung auf, an die sich wiederum
der Schlüsselgerät SG die Wahleinrichtung b M-W und das Interface # M-I anschließen.
Das zweite Netz weist wie das erste Netz ebenfalls weitere Teilnehmer TN2n auf,
die ohne Schlüsselgerät arbeiten.
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Die übergangs stelle US besteht aus dem Wahlumsetzer WU dem Signalumsetzer
SU, der digitalen Durchschaltung DD, und der Umschalteinrichtung aus den Umschaltern
Ul und U2 zum Umschalten der Anschlüsse der übergangsstelle vom Signalumsetzer SU
auf die digitale Durchschaltung DD bei Durchführung einer Einz elkanalverschlüs
5 elung zwischen einem der Teilnehmer TN1I bzw. TN12 des ersten Netzes 1 und einem
der Teilnehmer TN21 bzw. TN22 des zweiten Netzes 2.
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Beide Netze sind zueinander synchron bzw. quasisynchron, was für eine
digitale Durchschaltung im Falle einer Einzelkanalverschlüsselung Voraussetzung
ist. Unter dem Ausdruck quasisynchrone Netze" sind zwei Netze zu verstehen, deren
Taktfrequenzen eine so hohe übereinstimmung haben, daß in Verbindung mit Pufferspeichern
an den tbergangsstellen ein Bit-Schlupf nur in größeren Zeitabständen in der Größenordnung
eines Tages auftritt. In der angegebenen Schaltstellung der Umschalter Ul und U2
wird eine nicht verschlüsselte Verbindung zwischen einem Teilnehmer des ersten Netzes
1 und einem Teilnehmer des zweiten Netzes 2 hergestellt. Der Wahlumsetzer WU setzt
die Wahlzeichen des von PCM Gebrauch machenden ersten Netzes 1 in Wahlzeichen des
von a Gebrauch machenden zweiten Netzes 2 um und umgekehrt. In gleicher Weise erfolgt
die Modulationsumsetzupg im Signalumsetzer SU. Bei der Herstellung einer Verbindung
zwischen einem der Teilnehmer TN11 bzw. TN12 des ersten Netzes mit einem der Teilnehmer
TN21 bzw. TN22 des zweiten Netzes zur Durchführung einer verschlüsselten Einzelkanalübertragung
wird diese Verbindung zunächst ohne Verschlüsselung aufgebaut und dabei mit Hilfe
des Wahlumsetzers WU die Umschalter U1 in die unterbrochen gezeichnete Schaltstellung
gebracht. Außerdem wird gleichzeitig bei dem an der Verbindung beteiligten Teilnehmer
TN11 bzw. TN12 des ersten Netzes 1 von der PCM-
Einrichtung auf
die A M-Einrichtung umgeschaltet, also das ankommende analoge Signal in ein Deltamodulationssignal
umgesetzt und anschließend im Schlüsselgerät SG verschlüsselt. Das so gewonnene
Signal wird über die Vermittlung V1 und die digitale Durchschaltung DD der Übergangsstelle
US zum angewählten Teilnehmer TN21 bzw. TN22 des zweiten Netzes 2 unter Zwischenschaltung
der dargestellten Vermittlung V2 übertragen, dort entschlüsselt und demoduliert.
Von Deltamodulation wird im ersten Netz 1 auch dann von den Teilnehmern Gebrauch
gemacht, wenn eine Verbindung in Form einer Einzelkanalverschlüsselung ausgeführt
werden soll. Auf diese Weise braucht nicht unterschieden zu werden, ob eine verschlüsselte
Einzelkanalverbindung zwischen Teilnehmern des gleichen Netzes oder des einen und
des anderen Netzes aufzubauen ist, was einen entsprechend geringeren Schaltungsaufwand
bedingt.
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Fig. 2 zeigt noch eine übergangsstelle US die als Variante der Uberleitstelle
US nach Fig. 1 dann ausreichend ist, wenn sie ausschließlich für die Durchführung
einer verschlüsselten Einzelkanalverbindung zwischen einem Teilnehmer des ersten
Netzes 1 und einem Teilnehmer des zweiten Netzes 2 benötigt wird und hierzu von
den die Verbindung wünschenden Teilnehmern ausgewählt werden kann. In diesem Falle
beschränkt sich eine solche Ubergangsstelle, wie in Fig. 2 angegeben, auf die Parallelschaltung
eines Wahlumsetzers WU mit eins digitalen Durchschaltung DD.
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Eine weitere Vereinfachung der übergangs stelle ist dann gegeben,
wenn zwei verschiedenen Netzen zugehörige mit Schlüsselgeräten ausgerüstete Teilnehmer
über eine Standleitung miteinander in Verbindung stehen. Die Übergangsstelle reduziert
sich dann in ihrem technischen Aufwand auf die digitale Durchschaltung.
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4 Patentansprüche 2 Figuren
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