DE4200867A1 - Vorrichtung zur erkennung des rahmenbeginns in bipolaren uebertragungssystemen - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein bipolares Übertragungssystem und insbesondere eine Vorrichtung zur Erkennung des Rahmenbeginns in einem solchen System.

Stand der Technik

Es ist feststellbar, daß es zahlreiche Leitungs­ codes gibt, die spezifisch daraufhin ausgelegt sind, daß sie keine Gleichstromenergie enthalten und daher von Gleichstromentfernung unbeeinflußt sind. Ein solches Beispiel eines solchen Leitungscodes ist die bipolare Codierung, mit der durch Verwendung drei Ebenen zur Codierung von Binärdaten das Problem der Gleichstrom­ wanderung gelöst wird. Insbesondere wird dabei eine logische "0" mit Nullspannung codiert, während eine logische "1" wechselweise mit positiven und neagtiven Spannungen codiert wird. Der mittlere Spannungspegel wird daher auf Null gehalten, um Gleichstromkomponenten im Signalspektrum zu eliminieren. Da in der bipolaren Codierung Impulse mit wechselnder Polarität für die Codierung von logischen "1" benutzt werden, wird diese auch als bipolare Schrittinversion (AMI - alternate mark inversion) bezeichnet. Mark ist ein Begriff aus der Telegrafie, mit dem auf den aktiven oder "1"-Zustand einer pegelcodierten Übertragungsleitung Bezug genommen wird. Die bipolare Codierung ist das in vielen Fernsprechsystemen benutzte grundlegende Leitungs­ codierverfahren, wie beispielsweise auf T1-Leitungen im Fernsprechnetz. Im wesentlichen ist die Benutzung von AMI-Übertragungssystemen wie oben angedeutet im Fernsprechwesen weit verbreitet. In einem solchen Übertragungssystem werden Rahmen als Mittel zur Herstellung von Kommunikationskanälen benutzt. Dieses Verfahren der Aufteilung von Rahmen in Felder wird manchmal als Pulslagenmodulation (PPM - pulse position modulation) bezeichnet. Die Mindestanzahl von Feldern in einem Rahmen ist zwei. Ein Feld wird für die Rahmen­ bildung benutzt und das andere Feld enthält einige Daten. Die Mindestanzahl von Bit pro Kanal in einem Rahmen ist eins. Im wesentlichen werden Rahmen in AMI-, Manchester­ und verwandten bipolar codierten Übertragungssystemen eingesetzt. Die Rahmen werden durch Verletzung einer Eigenschaft der Modulation oder eine Codierverletzung abgegrenzt. Es kann festgestellt werden, daß eine Verletzung in der AMI-Modulation zu verschiedenen unterschiedlichen Zeitpunkten auftritt.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Auftretens einer Ver­ letzung in einem bipolaren Übertragungssystem und zur Bereitstellung von geeigneten Signalen bei Bestimmung einer solchen Verletzung bereitzustellen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vor­ richtung zur Bestimmung ob ein ankommendes AMI-Signal ein Bit enthält, das für eine angegebene Zeitdauer wahr war und zur weiteren Bestimmung, ob zwei oder mehr Bit mit derselben Polarität von AMI-codierten Daten empfangen worden sind, die eine Verletzung anzeigen, bereit­ gestellt.

Es ist daher ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bit-Gültigkeitsprüfung und Rahmenbeginnerkennung für ein AMI- oder bipolares Übertragungssystem bereitzustellen.

Darstellung der Erfindung

Eine Vorrichtung zur Erkennung einer Codever­ letzung in einem ankommenden bipolaren Informationssignal mit Impulsen unterschiedlicher Polarität mit jeweils gegebener Dauer, mit Taktmitteln zur Bereitstellung eines Ausgangstaktsignals mit einer größeren Frequenz als der Frequenz des besagten bipolaren Signals, auf besagtes ankommendes bipolares Signal reagierenden Zählmitteln zum Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Pegeln einer Polarität des besagten bipolaren Signals in bezug auf besagtes Taktmittel zur Bereitstellung eines Ausgangs­ signals, wenn der Pegel mit der besagten einen Polarität nach Erhalt einer Zählung der besagten vorbestimmten Zahl nicht zum Pegel der anderen Polarität wechselt, und auf das besagte Ausgangssignal vom besagten Zählmittel und auf besagtes bipolares Informationssignal reagierenden Mitteln zur Erkennung einer Verletzung im besagten Signal, wobei die besagte Verletzung anzeigt, daß der Pegel mit der besagten einen Polarität nacheinander von einem weiteren Pegel mit der besagten einen Polarität gefolgt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 besteht aus Fig. 1A-1G, die eine Reihe von Wellenformen enthalten, die zur Erklärung der Funktionsweise der Erfindung benötigt werden.

Fig. 2 ist ein Schaltbild, das eine Vorrichtung zur Trennung eines AMI-Signals in die positiven und negativen Datensignale zeigt.

Fig. 3 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Rahmenerkennungsschaltung nach dieser Erfindung.

Fig. 4 ist eine Reihe von durch die Schaltung der Fig. 3 erzeugten Wellenformen in Fig. 4A bis 4F.

Fig. 5 ist eine Reihe von Wellenformen, die zur Erklärung der Funktionsweise dieser Erfindung benötigt werden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bezug nehmend auf Fig. 1 wird darin eine Reihe von Wellenformen gezeigt, die bei der Erklärung der Funk­ tionsweise der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Wie angedeutet werden Rahmen in einem bipolaren Übertragungs­ system wie in einem AMI-System oder beispielsweise einem Manchester-System durch Verletzung einer Eigenschaft der Modulation oder der Codierung abgegrenzt. Bei AMI-Modula­ tion tritt eine Verletzung, auf, wenn die Polarität der Impulse zwei oder mehr Impulse lang nacheinander dieselbe bleibt. Im AMI-System sind Rahmen von fester Länge und jeder kann beispielsweise aus 20 Bit bestehen. Die Polarität der Verletzung ist in Abhängigkeit von der Anzahl von im Rahmen enthaltenen "1" Bit veränderlich. Es ist daher notwendig, den Zustand der ankommenden Daten als Funktion der Polarität der Daten zu prüfen. Darüber hinaus ist es notwendig, sicherzustellen, daß die zu prüfende Information gültig ist. Ein Verfahren der Gültigkeitsprüfung ist, die Dauer der ankommenden Daten zu prüfen. Wie noch erläutert werden wird, wird dies mit der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt.

Bezug nehmend auf Fig. 1A wird darin ein AMI- Signal darstellt. Fig. 1A zeigt das Signal über 20 Bit, was einen Rahmen darstellt. Es ist ersichtlich, daß Bit 17 ein invertiertes Signal oder eine "1" ist und danach Bit 18 und 19 auf dem Null-Bezugspegel oder einer "0" liegen, wobei Bit 20 ebenfalls eine "1" ist, aber eine negative Polarität und dieselbe wie Bit 17 besitzt. Es ist daher ersichtlich, daß eine Codierverletzung besteht, da aufeinanderfolgende "Einsen" stets wechselnder Polari­ tät sind. Zwei aufeinanderfoldende negative Impulse können daher nicht auftreten. Die Wellenform der Fig. 1A zeigt daher eine Verletzung zwischen Bit 17 und 20, da die Polarität der Impulse für den in Fig. 1A gezeigten Aufbau dieselbe bleibt.

Bezug nehmend auf Fig. 1B wird wiederum ein Rahmen eines ankommenden AMI-Signals gezeigt. In Fig. 1B ist Bit 16 positiv und wird dann von einem weiteren positiven Bit für Bit 20 gefolgt, wobei Bit 17, 18 und 19 auf Nullspannung oder Bezugspotential liegen. Die Wellenform der Fig. 1B zeigt wiederum einen falschen AMI- Übergang, wo die Polarität der Impulse, nämlich des 16. und des 20. Impulses nacheinander dieselbe bleibt. Dies stellt ebenfalls eine Verletzung der Codierung dar, die zur Bestimmung des Beginns eines Rahmens (SOF - start of frame) benutzt werden kann.

Bezug nehmend auf Fig. lC wird dort noch eine weitere Verletzung in einem weiteren Rahmen mit 20 Bit dargestellt. Es ist aus Fig. 1C ersichtlich, daß Bit 16 und Bit 20 beide negativ sind, wobei Bit 17, 18 und 19 auf Null-Pegel liegen, woraus eine weitere Verletzung entsteht, die das Rahmenbeginn-Signal darstellen kann.

In Fig. 1D wird eine Verletzung dargestellt, die wiederum hinsichtlich der Bit 12 und 20 besteht, die einen Pegel mit derselben Polarität und nicht der von der Systemcodierung verlangten wechselnde Polarität besitzen.

Aus obigem ist ersichtlich, daß es viele mögliche Verletzungsarten gibt, die einen Rahmenbeginn (SOF) oder falsche Daten und so fort anzeigen können.

Bezug nehmend auf Fig. 1E wird ein als P_DATA bezeichnetes Signal dargestellt. Es ist ersichtlich, daß das P_DATA-Signal Daten mit positiver Polarität dar­ stellt, die im AMI-Signal vorhanden sind. Das P_DATA- Signal der Fig. 1E entspricht der in Fig. 1D darge­ stellten AMI-Übertragung. Es gibt daher für jeden positi­ ven Impuls der Fig. 1D einen positiven Impuls mit dersel­ ben Dauer in Fig. 1E.

In Fig. 1F wird ein N_DATA-Signal dargestellt. Wie aus Fig. 1F ersichtlich, stellt das N_DATA-Signal Daten mit negativer Polarität dar, die der bipolar codierten Übertragungssystemwellenform (AMI) der Fig. 1D entnommen sind. Das N_DATA-Signal bietet für jeden negativen Impuls des AMI-Signals der Fig. 1D einen positiven Impuls. Das P_DATA-Signal und N_DATA-Signal werden in einem ODER-Gatter oder gleichartigem Gatter verknüpft, um das in Fig. 1G dargestellte Signal zu bilden. Dieses Signal wird als R_DATA bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß das R_DATA-Signal die geODERte Ver­ knüpfung von P_DATA und N_DATA enthält.

Der Schaltkreis der Fig. 2 ist ein typisches Beispiel eines Schaltkreises, der zur Trennung der P_DATA- und N_DATA-Signale vom AMI-Signal und zu ihrer Verknüpfung zur Bereitstellung des R_DATA-Signals benutzt werden kann. Wie noch erläutert werden wird, werden die Signale der Fig. 1E, 1F und 1G, nämlich die P_DATA-, N_DATA- und R_DATA-Signale in Verbindung mit der vorlie­ genden Erfindung dazu benutzt, um eine Bit-Gültigkeits­ prüfungs- und Rahmenbeginnerkennungs-Schaltung bereitzu­ stellen, die im AMI-Übertragungssystem von Nutzen ist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Vorrichtung der Fig. 2 Gegenstand einer mitangemeldeten Anmeldung mit der Bezeichnung APPARATUS FOR CONVERTING AN ALTERNATE MARK INVERSION SIGNAL TO UNIPOLAR SIGNALS (Vorrichtung zur Umwandlung eines Signals mit bipolarer Schrittinver­ sion in Unipolarsignale) ist, das am . . . mit Serien-Nr. . . . eingereicht und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung abgetreten worden ist.

Bezugnehmend auf Fig. 2 wird darin ein Schaltbild dargestellt, das einen Wandler von bipolarer Schrittin­ version zu unipolar darstellt, der zur Bereitstellung der P_DATA-, N_DATA- und R_DATA-Signale eingesetzt werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird ein auf einer Telefonleitung vorhandenes AMI-Signal an die Primärwick­ lung 20 des Transformators T1 angelegt. Die Primärwick­ lung 20 wird wie üblich mittels antiparallel geschal­ terter Zenerdioden oder eines Diodennetzwerks 21 geschützt, um die Höhe der kurzzeitig angelegten Signale zu begrenzen. Es sind viele Schutzvorrichtungen bekannt und können anstelle des Netzwerkes 21 benutzt werden. Die Primärwicklung 20 ist magnetisch mit einer Sekundärwick­ lung 22 verkoppelt, zu der ein mit einem Kondensator 24 parallel geschalterter Widerstand 23 im Nebenschluß geschaltet ist. Das AMI-Signal von der Fernsprechleitung ist daher mittels des Transformators T1 von dem noch zu beschreibenden AMI-Wandler abgetrennt. Die angedeutete antiparallel geschaltete Diodenvorrichtung 21 ist eine Schutzvorrichtung, um zu vermeiden, daß ankommende kurzzeitige Signale die elektronische Schaltung auf der anderen Seite des Transformators beschädigen. Die Kom­ bination des zu dem Kondensator 24 parallel geschalteten Widerstandes 23 wird zur Impedanzanpassung benutzt. An der Sekundärwicklung ist ein Anschluß mit Bezugspotential verbunden und der andere Anschluß mit dem nicht inver­ tierenden Eingang eines Operationsverstärkers 25 verbun­ den, der als Verstärker mit Verstärkung eins beschaltet ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 25 ist mit dem invertierenden Anschluß verbunden, was in der Technik wohlbekannt ist. Im wesentlichen ist der Operationsver­ stärker 25 als Verstärker mit Verstärkung eins angeordnet und als Impedanzwandler/-puffer benutzt.

Operationsverstärker sind wohlbekannt und für die Schaltung 25 können viele Typen davon eingesetzt werden. Der Ausgang des Verstärkers 25 mit Verstärkung eins ist zum invertierenden Eingangsanschluß 28 eines weiteren Operationsverstärkers 34 über einen Kondensator 26 in Reihe mit einem Widerstand 27 geführt. Der Kondensator 26 und der Widerstand 27 sind in Reihe geschaltet und ein Widerstand 30 liegt zu ihnen im Nebenschluß. Dieses Netzwerk dient als Eingangsimpedanznetzwerk (Z_in) für den Verstärker 34. In dem Netzwerk verändert sich die Impedanz mit der Fequenz, wie noch zu erläutern ist. Am Verstärker 34 ist der nicht invertierende Eingang zum Punkt des Bezugspotentials über Widerstand 33 zurückge­ führt. Der Ausgang des Verstärkers 34 ist zum Eingang 28 zurückgekoppelt über ein Rückkopplungsnetzwerk, das aus Widerstand 40 in Reihe mit der Parallelschaltung von Induktivität 31 und Kondensator 32 besteht. Der andere Anschluß der Induktivität 31 und des Kondensators 32 ist mit dem Anschluß 28 verbunden, der wie oben angedeutet der invertierende Eingang des Verstärkers 34 ist. Der Verstärker 34 besitzt eine Verstärkungskennlinie, die in Fig. 3 der Mitanmeldung dargestellt ist und einen Verlauf der Impedanz gegenüber der Frequenz darstellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich bildet die Induktivität 31 im Nebenschluß mit dem Kondensator 32 einen LC-Kreis, der eine bestimmte Resonanz besitzt. Der Resonanzpunkt wird so ausgewählt, daß er bedeutend höher als die effektive Eingangsfrequenz des AMI-Signals liegt. Für eine gegebene Verstärkungs-Bandbreitenfunktion würde der Resonanzpunkt so ausgewählt, daß er sehr viel höher als dieser Verstärkungs-Bandbreitenfaktor liegt. Mit dem Verstärker 34 wird die Verschlechterung der höheren Frequenzanteile des AMI-Signals aufgrund der Übertragungsleitungs­ dämpfungen und so fort kompensiert. Grundsätzlich wird mit Widerstand 30, Widerstand 27 und Kondensator 26 der Eingangsimpedanzkreis für den Verstärker 34 gebildet. Der Widerstand 40, die Induktivität 31 und der Kondensator 32 bilden den Rückkopplungsweg. Die Verstärkung eines Operationsverstärkers wie 34 folgt daher, wie wohlbekannt ist, der allgemeinen Gleichung. Diese Verstärkung ist gleich der Rückkopplungsimpedanz (Z_f) geteilt durch die Eingangsimpedanz (Z_in) bzw. Verstärkung = Z_f/Z_in.

Die Impedanz Z_f des Resonanzkreises, der im wesentlichen aus der Induktivität 31 und dem Kondensator 32 besteht, steigt mit dem Anstieg der Frequenz in Richtung Resonanz, aber der Wert des Resonanzkreises ist so ausgewählt, daß Resonanz nicht erreicht wird. Die Impedanz Z_in des Eingangskreises fällt mit zunehmender Eingangsfrequenz auf Grundlage des Verstärkungsfaktors des Verstärkers. Es besteht daher ein bedeutsamer Anstieg der Verstärkung für die höheren Frequenzanteile des AMI- Signals. Der Ausgang der Verstärkerstufe 34 wird auch zum nicht invertierenden Eingang eines ersten Vergleichers 44 und zum invertierenden Eingang eines zweiten Vergleichers 45 geführt. Vergleicher 44 und Vergleicher 45 sind Operationsverstärker oder Vergleicher, die einen Bezugs- Vorspannungspegel von einem aus Widerständen 41, 42 und 43 bestehenden Spannungsteiler empfangen, der zwischen eine als +V bezeichnete positive Spannungsquelle und eine als -V bezeichnete negative Spannungsquelle geschaltet ist. Die Werte der +V- und -V-Quellen können ±12 Volt betragen. Die Widerstände sind so ausgewählt, daß an den nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 45 eine feste negative Spannung angelegt wird und an den in­ vertierenden Eingang des Vergleichers 44 eine gleiche feste positive Spannung angelegt wird. Die Widerstände 41, 42 und 43 sind so ausgewählt, daß 41 gleich 10K, 42 gleich 4K und 43 ebenfalls gleich 10K sein kann. Auf diese Weise bilden die Stufen einen Bipolar-zu-unipolar- Demodulator. Die Spannungspegel an den invertierenden und nicht invertierenden Eingängen der Vorrichtungen 44 bzw. 45 sind so ausgewählt, daß sie dem gegebenen Rauschen, bei dem das System betrieben werden soll, angepaßt werden können. Der Ausgang des Verstärkers 34 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 44 bzw. dem invertierenden Eingang des Verstärkers 45 verbunden. Wenn daher die Höhe der an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 44 angelegten Spannung die Spannung am invertierenden Eingang überschreitet, steigt der Ausgang des Verstärkers 44 zu dem TTL-Pegel einer logischen "1" an. Gleichermaßen steigt, wenn die Höhe der an den invertierenden Eingang 45 angelegten Spannung die Spannung am nicht invertierenden Eingang des Verstärkers überschreitet, der Ausgang des Verstärkers auf den TTL- Pegel einer logischen "1" an. Die Ausgänge bleiben so lange auf den Pegeln der logischen "1", wie die Eingangs­ spannung die entsprechenden Höhen überschreitet. Der Ausgang des Vergleichers 44 ist über Widerstand 46 auf einen Spannungspegel bezogen und der Ausgang des Vergleichers 45 ist über Widerstand 48 auf denselben, als +V/N bezeichneten Spannungspegel bezogen. Der Ausgang des Verstärkers 44 ergibt daher wie in Fig. 1E dargestellt P_DATA. Der Ausgang des Verstärkers 45 ergibt wie in Fig. 1F dargestellt N_DATA. Das ODER-Gatter 47 empfängt den Ausgang von Verstärkern 44 und 45, um das als R_DATA bezeichnete und in Fig. 1G dargestellte geODERte Ausgangssignal herzustellen.

Es ist zu verstehen, daß es viele andere Wege zur Abtrennung der P_DATA-und N_DATA-Signale vom AMI-Signal und andere Wege zur Bildung des R_DATA-Signals gibt.

Bezug nehmend auf Fig. 3 wird darin ein Schalt­ bild einer Vorrichtung zur Bit-Gültigkeitsprüfung und Rahmenbeginnerkennung nach den Grundsätzen dieser Erfin­ dung dargestellt.

Wie schon oben angedeutet tritt eine Verletzung der AMI-Modulation ein, wenn die Polarität der Impulse zwei oder mehr Impulse nacheinander lang die gleiche bleibt, wie als Verletzungen bei den in Fig. 1A bis 1D gezeigten Signalen dargestellt. Rahmen besitzen eine feste Länge, wie beispielsweise 20 Bit. Die Polarität der Verletzung verändert sich auf Grundlage der im Rahmen enthaltenen Anzahl von "1"-Bit. Es ist daher notwendig, den Zustand der ankommenden Daten als Funktion der Polarität der Daten zu prüfen. Darüber hinaus ist es notwendig, sicherzustellen, daß die zu prüfende Infor­ mation gültig ist. Ein Gültigkeitsprüfungsverfahren besteht darin, die Dauer der ankommenden Daten zu prüfen.

So wird mit der in Fig. 3 dargestellten Schaltungs­ anordnung ein Mittel zur Prüfung der Daten sowohl auf Dauer als auch auf Polarität der Daten bereitgestellt. wie in Fig. 3 dargestellt wird das R_DATA-Signal an den Löscheingang eines Zählers 50 angelegt. Der Zähler empfängt an seinem Takteingang ein Hauptoszillatorsignal. Diese Frequenz ist so ausgewählt, daß sie viel höher als die AMI-Rate ist und kann beispielsweise 10MHz oder mehr betragen. Auf diese Weise wird der Zähler 50 als Fre­ quenzteiler benutzt und kann eine Teilung durch einen geeigneten Faktor bereitstellen. Das Ausgangssignals des Zählers ist ein als S_CLK bezeichnetes Signal, das gesperrt bleibt, bis R_DATA auf wahr geht. Die S_CLK- Frequenz ist derart, daß drei Taktzählungen in zirka 50% der wahren Periode der ankommenden Daten erreicht werden. Bezug nehmend auf Fig. 4A wird darin ein P_DATA-Signal dargestellt, das eine Hälfte einer Bit-Zellendauer dar­ stellt. In Fig. 4B wird das S_CLK-Signal gezeigt. Es ist ersichtlich, daß das S_CLK-Signal während der Zeit der Bitzellenhälfte bzw. des P_DATA-Signals 6 Impulse lie­ fert. Das P_DATA-Signal wird an die Lösch-(CLR-) Eingänge der Flipflops 54 und 55 angelegt und auch an einen Eingang des UND-Gatters 56 angelegt. Die Flipflops 54 und 55 sind JK-Flipflops. Es ist zu verstehen daß andere Konfigurationen ebenso gut benutzt werden könnten. Wie in Fig. 3 dargestellt sind die Flipflops 54 und 55 als "Johnson-" oder Ringzähler konfiguriert. Mit dieser Zählerart wird ein Gray-Code-Zählverfahren bereitge­ stellt, bei dem eine Stufe mit jedem S_CLK-Eingang ihren Zustand verändert und damit durch den Takt erzeugte Störimpulse vermieden werden. Wie ersichtlich wird daher das Eingangssignal zum Zähler, nähmlich die Takt-(CLK-) Eingänge der JK-Flipflops 54 und 55, von dem UND-Gatter 52 erhalten, an dessen einen Eingang das S_CLK-Signal angelegt wird. Bei einem weiteren UND-Gatter 53 ist ein Eingang mit dem -Ausgang des Flipflops 54 und ein Eingang mit dem Q-Ausgangs des Flipflops 55 verbunden. Das Gatter 53 ist dazu da, eine Ausgangszählung von drei vom Zähler zu decodieren. Der Ausgang des Gatters 53 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 52 verbunden. So wird, wenn der Ausgang des UND-Gatters 53 niedrig ist, damit das NICHT-UND-Gatter 52 gesperrt und damit alle weiteren S_CLK-Signale daran gehindert, daß sie an den aus JK-Flipflops 54 und 55 bestehenden Zähler angelegt werden. Wenn P_DATA vor einer Zählung von drei auf falsch geht, wird der Ringzähler in seiner gelöschten Lage gehalten, bis die Daten wieder auf wahr gehen. Auf diese Weise wird der Zähler auf nur Nullen gehalten, wenn das P_DATA-Signal vor einer Zählung von drei auf falsch geht. Zusätzlich geht das R_DATA-Signal ebenfalls auf falsch und setzt damit den Zähler 50 zurück. Wie weiterhin ersichtlich ist, bewirkt diese Operation schließlich, daß das Signal am Ausgang der Gatter 60 und 59, das als Rahmenbeginnsignal (SOF) bezeichnet wird, ganz in die Nähe der Mitte der wahren Periode der ankommenden Daten fällt. Das Ausgangssignal vom Gatter 59 ist das Rahmen­ beginn-(SOF-) Signal oder ein Codeverletzungssignal und das Ausgangssignal vom Inverter 60 ist das inverse Signal (). Wie ersichtlich, werden die Q-Ausgangssignale von den Flipflops 54 und 55 an einen getrennten Eingang des UND-Gatters 56 angelegt. Das UND-Gatter 56 hat wie angedeutet vier Eingänge. Ein erstes Eingangssignal zum UND-Gatter 56 ist das P_DATA-Signal. Ein zweites Ein­ gangssignal zum UND-Gatter 56 ist das Ausgangssignal vom Gatter 52, das das S_CLK-Signal ist. Ein drittes Ein­ gangssignal zum UND-Gatter 56 ist das Q-Ausgangssignal vom Flipflop 54 und das vierte Eingangssignal zum UND- Gatter 56 ist das Q-Ausgangssignal des Flipflops 55. In Fig. 4E wird die Wellenform des Ausgangssignals des UND- Gatters 56 dargestellt. Der Q-Ausgang des Flipflops 54 wird in Fig. 4C gezeigt und der Q-Ausgang des Flipflops 55 wird in Fig. 4D gezeigt. Wie ersichtlich, liefert das UND-Gatter 56 ein Ausgangssignal, wenn die Zähler 54 und 55 die Zählung von drei (1, 1) erreichen und die Signale S_CLK und P_DATA "<wahr" sind oder auf logisch "1" liegen. So ist der Ausgang des Gatters 56 positiv, wenn die an den Eingang angelegten Daten für mindestens drei Zäh­ lungen wahr bleiben. Der Q-Ausgang des JK-Flipflops 57 kippt auf wahr bei der Hinterflanke von S_CLK. Dies wird in Fig. 4F gezeigt, die das Q-Ausgangssignal des Flipflops 57 darstellt. Das Ausgangssignal des Gatters 56 wird an den Takteingang (CLK) des Flipflops 57 angelegt. Das Q-Ausgangssignal des Flipflops 57 wird an einen Eingang des UND-Gatters 58 angelegt, wobei der andere Eingang des UND-Gatters 58 an den Ausgang des UND-Gatters 56 angelegt wird. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 58 wird an einen Eingang des ODER-Gatters 59 angelegt. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 59 ist das Rahmenbeginn­ (SOF-) Signal oder ein Codeverletzungssignal. Der Ausgang des Gatters 59 wird auch an einen Inverter 60 angelegt, um das negative oder -Signal zu erzeugen. Wie ersichtlich wird das -Ausgangssignal des Flipflops 57 an seine eigenen J- und K-Eingänge angelegt, um es am Kippen zu hindern, wenn das Q-Ausgangssignal auf falsch gegangen ist. Mit dem Q-Ausgangssignal des Flipflops 57 wird das UND-Gatter 58 teilweise freigegeben. Wenn der nächste ankommende Schritt dieselbe Polarität besitzt, während der Q-Ausgang des Flipflops 57 wahr ist, wird das UND- Gatter 58 vollständig für die Dauer der positiven Periode des dritten S_CLK-Signals freigegeben. Auf diese Weise wird das SOF-Ausgangssignal des Gatters 59 sowohl am Ausgang des Gatters 59 als auch am Ausgang des Inverters 60 erzeugt. Wie man sehen kann, hat sich die obige Be­ sprechung auf die Funktionsweise der Schaltung für das P_DATA-Signal konzentriert. Im wesentlichen wird die Funktionsweise für das N_DATA-Signal auf genau dieselbe weise realisiert. So wird das S_CLK-Signal wiederum über das Gatter 51 an die Takteingänge der Flipflops 63 und 64 angelegt, die in denselben Zählkonfigurationen wie die Flipflops 54 und 55 angeordnet sind. Das N_DATA-Signal wird an die Löscheingänge der Flipflops 63 und 64 an­ gelegt. Für die Flipflops 63 und 64 wird die Zählung von 3 durch das NICHT-UND-Gatter 62 überwacht, dessen Ausgang mit einem Eingang des Gatters 51 verbunden ist, wodurch dasselbe wie oben für Gatter 52 und 53 beschrieben gesperrt wird. Das UND-Gatter 65 besitzt wie das Gatter 56 vier Eingänge und funktioniert auf dieselbe Weise. Auf diese Weise hat das UND-Gatter 65 einen ersten Eingang, der der Q-Ausgang des Flipflops 54 ist, einen zweiten Eingang, der der Q-Ausgang des Flipflops 63 ist, einen dritten Eingang, der der Ausgang des Gatters 51 ist und einen vierten Eingang, der das N_DATA-Eingangssignal ist. Der Ausgang des Gatters 65 ist mit dem Takteingang (CLK) des Komplement-Flipflops 56 verbunden, das auf diesselbe Weise wie das Flipflop 57 funktioniert. Der Q-Ausgang des Flipflops 56 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 68 verbunden. Der andere Eingang des Gatters 68 ist mit dem Ausgang des Gatters 65 verbunden. Der Ausgang des Gatters 68 ist auch mit dem anderen Eingang des ODER-Gatters 59 verbunden, um ein SOF-Signal für N_DATA-Signal­ verletzungen oder Minusimpulsverletzungen des AMI-Signals zu erzeugen. Es ist ersichtlich, daß Inverter 61 und 67 bei Steuerung mit P_DATA oder N_DATA das Löschen der Flipflops 66 und 57 bewirken. So funktioniert, wie er­ sichtlich, die oben beschriebene Schaltung auf dieselbe Weise wie die P_DATA-Schaltung, nur daß die Funktion beispielsweise der die Zähler 63 und 64 enthaltenden Schaltung für N_DATA stattfindet. So werden, wenn aufein­ anderfolgende Schritte oder Wahr-Perioden die entgegen­ gesetzte Polarität besitzen, die Flipflops 57 und 66 gelöscht. Angenommen der Flipflop 57 sei jetzt durch einen P_DATA-Schritt auf wahr gesetzt worden. Wenn von N_DATA das nächste wahr erzeugt wird, geht der Ausgang des Inverters 61 auf falsch und löscht das Flipflop 57, wodurch der Q-Ausgang des Flipflops 66 auf wahr bleibt. Wenn von P_DATA der nächste Schritt erzeugt wird, geht der Ausgang des Inverters 67 auf falsch und löscht das Flipflop 66. Es wird daher kein SOF-Signal erzeugt. Beispielsweise beträgt die Periode einer AMI-Bitzelle bei 160 Kilobit pro Sekunde 6,250 Mikrosekunden. Eine logische "1" oder ein Schrittzustand wird dadurch angezeigt, daß der Pegel für die erste Hälfte der Zellen­ periode, die 3,125 Mikrosekunden beträgt, hoch bleibt. Das Ziel ist, den dritten Taktimpuls in die Mitte dieser Wahr-Periode fallen zu lassen, oder zirka 1,56 Mikrosekunden nach Anfang der Periode. Dies tritt ein, wenn man den Ausgang eines 16-MHz-Oszillators auf 1,6 MHz herunter teilt. Der SOF-Impuls wird eine Breite von 0,3125 Mikrosekunden besitzen. Ein schmaler SOF-Impuls ist von Nutzen, wenn er beispielsweise in einem digitalen Phasenregelkreis (DPLL - digital phase locked loop) benutzt wird. Mit breiten Impulsen können Zähler und dergleichen rückgesetzt gehalten werden, während der Impuls wahr ist. Die Schaltung der Fig. 3 funktioniert um dies zu bewirken.

In Fig. 4A wird das typische Halbzellenbit oder die Impulsdauer für ein P_DATA- oder N_DATA-Signal dargestellt. Fig. 4B zeigt das S_CLK-Signal. Wie er­ sichtlich, gibt es innerhalb der P_DATA- oder N_DATA- Impulsdauer sechs S_CLK-Impulse. Damit wird die Dauer durch sechs geteilt. Die Zahl sechs ist willkürlich gewählt und es kann eine größere oder kleinere Zahl benutzt werden. In Fig. 4C wird das Ausgangssignal des Flipflops 54 gezeigt. Fig. 4D zeigt das Ausgangssignal des Flipflops 55. Fig. 4E zeigt das Ausgangssignal des Gatters 56 und Fig. 4F zeigt das Ausgangssignal des Flipflops 57.

Bezugnehmend auf Fig. 5 werden darin die obigen Daten mit unterschiedlichem Maßstab dargestellt, wobei Fig. 5A ein typisches P_DATA-Signal mit zwei Impulsen zeigt. Fig. 5B zeigt die Beschaffenheit des S_CLK- Signals. In der Fig. 5C wird das Ausgangssignal der Flipflops 54 und/oder 63 dargestellt. Fig. 5D zeigt das Ausgangssignal der Flipflops 55 und/oder 64. Fig. 5E zeigt das Ausgangssignal der Gatter 56 und/oder 65. Fig. 5F zeigt das Ausgangssignal des ODER-Gatters 59. So wird, wie zu verstehen ist, mit der oben beschriebenen Schal­ tung die Dauer des einkommenden Bits geprüft, um echte Daten von Störimpulsen abzutrennen. Mit der Schaltung wird ein schmaler Ausgangsimpuls in der Mitte der Wahr- Periode der Bitzellen erzeugt, wodurch Zittern und Wanderung reduziert wird, während der schmale Ausgangsim­ puls (SOF) erzeugt wird, mit dem ein digitaler Phasen­ regelkreis gesteuert werden kann. Die zur Bestimmung der wahrperiode des Bits benutzte Zählung kann so erhöht werden daß der Ausgangsimpuls der Mitte der Wahr-Periode um so näher liegen wird je höher die Zählung ist. Die Schaltung funktioniert so, daß sie bei ihrer Aktivierung durch Störimpulse vollständig zurückgesetzt und von Null gestartet wird. Die oben beschriebene Schaltung bewirkt die Erkennung von Modulationsfehlern durch Erzeugung von mehr oder weniger häufigen SOF-Ausgangssignalen.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Erkennung einer Codeverletzung in einem ankommenden bipolaren Informationssignal mit Impulsen unterschiedlicher Polarität, die jeweils eine gegebene Dauer besitzen, gekennzeichnet durch:
Taktmittel zur Bereitstellung eines Ausgangstakt­ signals mit höherer Frequenz als der Frequenz des besag­ ten bipolaren Signals,
auf das besagte ankommende bipolare Signal reagierende Zählmittel zum Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Pegeln einer Polarität des besagten bipolaren Signals in bezug auf das besagte Taktmittel zur Bereitstellung eines Ausgangssignals, wenn der besagte Pegel einer Polarität nicht nach der Zählung der besagten vorbestimmten Anzahl auf einen Pegel einer anderen Polarität wechselt, und
auf das besagte Ausgangssignal vom besagten Zählmittel und auf besagtes bipolares Informationssignal reagierende Mittel zur Erkennung einer Verletzung im besagten Signal, wodurch die besagte Verletzung anzeigt, daß der besagte Pegel einer Polarität nacheinander von einem weiteren Pegel der besagten einen Polarität gefolgt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte bipolare Signal ein AMI-Signal ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der besagte Pegel einer Polarität der positive Pegel (P_DATA) des besagten AMI-Signals ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der besagte Pegel einer Polarität der negative Pegel (N_DATA) des besagten AMI-Signals ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte Taktmittel eine gegebene Anzahl von Impulsen während jeder Dauer des besagten Pegels einer Polarität des besagten AMI-Signals bereitstellt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mitte des besagten Pegels der Polarität eine vorbestimmte Anzahl der besagten gegebenen Anzahl von Impulsen anzeigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
auf die Erkennung der besagten Verletzung im besagten Signal ansprechende Logikmittel zur Bereit­ stellung eines Rahmenbeginnsignals.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte Zählmittel einen Ringzähler mit einem auf das besagte Taktausgangssignal reagierenden Takteingang und einen auf den besagten Pegel einer Polarität reagierenden Löscheingang umfaßt und mit Decodiergattermitteln, die mit dem besagten Zählmittel verbunden sind, um ein Ausgangssignal bereitzustellen, wenn das besagte Zählmittel eine vorbestimmte Zahl erreicht, um weiteres Zählen zu verhindern, wenn sich der besagte Pegel einer Polarität nicht ändert und mit auf das Erreichen der besagten vorbestimmten Zahl durch das besagte Zählmittel reagierenden Mitteln zur Bereitstel­ lung an einem Ausgang eines Impulses, der den besagten Pegel wahrer Polarität des besagten AMI-Signals anzeigt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte Logikmittel auf den besagten Impuls reagierende Signalspeichermittel enthält, um während des besagten Impulses ein Freigabesignal bereitzustellen und zur Bereitschaltung eines Eingangs des besagten Sig­ nalspeichermittels tätig ist, damit das besagte Mittel mit dem nächsten Impuls das besagte Rahmenbeginnsignal bereitstellen kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das besagte Taktmittel nur während der Dauer des besagten Signals mit dem Pegel einer Polarität erzeugt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der besagte Zähler ein zweistufiger Ringzähler mit ersten und zweiten JK-Flipflops ist, wobei die Löscheingänge für den Empfang des Signals mit dem besag­ ten Pegel einer Polarität eingerichtet ist und wobei die Takteingänge zum Empfang des besagten Ausgangstaktsignals eingerichtet sind.

12. Vorrichtung zur Bereitstellung eines Rahmenbeginn-(SOF-) Signals für ein ankommendes bipolares Informationssignal, wobei ein binärer Zustand wechsel­ weise mit Impulsen positiver und negativer Polarität kodiert ist, jeder Impuls mit einer gegebenen Dauer, und der andere binäre Zustand mit einem Null- oder Bezugs­ pegel codiert ist, und wobei eine Verletzung der besagten Codierung eintritt, wenn der Polaritätspegel der besagten Impulse zwei oder mehr aufeinanderfolgende Impulse lang der gleiche bleibt, wobei die besagte Verletzung ein Rahmenbeginn-(SOF-) Signal darstellen kann, gekennzeich­ net durch:
auf das besagte bipolare Signal reagierende Mittel zur Bereitstellung einer ersten Reihe von Impul­ sen, die die besagten positiven Impulse anzeigen und einer zweiten Reihe von Impulsen, die die besagten negativen Impulse anzeigen,
Taktmittel, die die Bereitstellung eines Taktausgangssignals mit hoher Frequenz bewirken, womit eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen für jede der besagten Impulsdauern bereitgestellt wird, auf besagten Taktausgang und besagte erste und zweite Reihen von Pulsen reagierende Zählmittel zum Zählen bis zu einer vorbestimmten Zahl für jede der besagten Zeitdauern zur Bereitstellung einer dritten Reihe von Impulsen, die den wahren positiven Impulsen entsprechen, und einer vierten Reihe von Impulsen, die den wahren negativen Impulsen entsprechen, indem das besagte Zählmittel die besagten dritten und vierten Impulsreihen relativ in der Nähe der Mitte der besagten Impulsdauer für jede Polarität bereit­ stellt,
auf besagte dritte und vierte Impulsreihen und besagte erste und zweite Impulsreihen reagierende Logikmittel zur Bereitstellung eines Ausgangssignals (SOF) wenn mindestens zwei aufeinanderfolgende Impulse, die das besagte bipolare Signal anzeigen, dieselbe Polarität besitzen, wodurch eine Codeverletzung darges­ tellt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:
auf besagte erste und zweite Impulsreihen reagierende Verknüpfungsmittel zur Bereitstellung einer fünften Impulsreihe, wobei die besagte fünfte Impulsreihe sowohl die besagten negativen als auch positiven Pegel anzeigt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das besagte Taktmittel auf die besagte fünfte Impulsreihe und ein Eingangssignal hoher Frequenz reagierende Mittel enthält, um jede der besagten Im­ pulsdauern in der besagten fünften Impulsreihe durch eine gegebene Anzahl von Hochfrequenzimpulsen zu definieren, um an einem Ausgang eine sechste Impulsreihe von der besagten fünften Reihe bereitzustellen, wobei jede Pulsdauer die besagte gegebene Anzahl von den Pulsen hoher Frequenz enthält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das besagte Zählmittel einen ersten auf die besagte erste Impulsreihe und besagte sechste Impulsreihe reagierenden Ringzähler zum Zählen zu einer gegebenen Zählung, um an einem Ausgang einen ersten zusätzlichen Impuls bereitzustellen, wenn der besagte Impuls mit positivem Pegel nach der besagten Zählung die besagte Zeitdauer lang positiv bleibt, wodurch der besagte zusätzliche Impuls näher zur Mitte der besagten Zeitdauer des ankommenden Impulses liegt, einen auf die besagte zweite Impulsreihe und besagte sechste Impulsreihe reagierenden zweiten Ringzähler zum Zählen zur besagten gegebenen Zählung zur Bereitstellung eines zweiten zusätzlichen Impulses an einem Ausgang, wenn der besagte Impuls mit negativem Pegel nach der besagten Zählung die besagte Zeitdauer lang negativ bleibt, womit der besagte zweite zusätzliche Impuls näher zur Mitte der besagten Zeitdauer des ankommenden Impulses liegt, enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die besagten ersten und zweiten Zähler zweistufige Zähler mit JK-Flipflops sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das besagte Logikmittel erste und zweite Signalspeicher enthält, wobei der besagte erste Signalspeicher auf den besagten ersten zusätzlichen Impuls reagiert, um denselben freizugeben, und wobei der besagte zweite Signalspeicher auf den besagten zweiten zusätzlichen Impuls reagiert, um denselben freizugeben, wobei der besagte erste Signalspeicher weiterhin auf die besagte erste Impulsreihe reagiert, damit der besagte erste Signalspeicher nach seiner Freigabe zwei aufeinan­ derfolgende Impulse des besagten bipolaren Signals mit einer positiven Polarität lang ein Ausgangssignal bereit­ stellt, und wobei der besagte zweite Signalspeicher weiterhin auf die besagte zweite Impulsreihe reagiert, damit der besagte zweite Signalspeicher nach seiner Freigabe zwei aufeinanderfolgende Impulse des besagten bipolaren Signals mit einer negativen Polarität lang ein Ausgangssignal bereitstellt, wobei das besagte Ausgangs­ signal des besagten ersten oder zweiten Signalspeichers das besagte Rahmenbeginn-(SOF-)Signal anzeigt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch:
erste, auf den besagten ersten zusätzlichen Impuls reagierende und mit dem besagten zweiten Signalspeicher verbundene Rücksetzmittel zum Rücksetzen des besagten zweiten Signalspeichers bei Bereitstellung des besagten ersten zusätzlichen Impulses,
zweite, auf den besagten zweiten zusätzlichen Impuls reagierende und mit dem besagten ersten Signalspeicher verbundene Rücksetzmittel zum Rücksetzen des besagten ersten Speichers bei Bereitstellung des besagten zweiten zusätzlichen Impulses.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das besagte bipolare Signal ein AMI-Signal ist.

20. Vorrichtung zur Bereitstellung eines Rahmen­ beginn-(SOF-) Signals für ein ankommendes bipolares Informationssignal, wobei ein binärer Zustand wechsel­ weise mit Impulsen positiver und negativer Polarität jeweils einer gegebenen Zeitdauer codiert ist und der andere binäre Zustand mit einem Null- oder Bezugspegel codiert ist, und wobei eine Verletzung der besagten Codierung dann eintritt, wenn der Polaritätspegel der besagten Impulse zwei oder mehr aufeinanderfolgende Impulse lang derselbe bleibt, womit eine Codeverletzung angezeigt wird, die als Rahmenbeginn-(SOF-)Signal benutzt werden kann, gekennzeichnet durch:
auf das besagte ankommende bipolare Signal reagierende Mittel zur Bereitstellung aus denselben eines ersten Signals (P_DATA), das Daten mit positiver Polarität des besagten bipolaren Signals anzeigt, eines zweiten Signals (N_DATA), das Daten mit negativer Polarität des besagten bipolaren Signals anzeigt, und eines dritten Signals (R_DATA), das Daten mit sowohl negativer als auch positiver Polarität anzeigt, wobei jedes der besagten Signale Impulse mit derselben Zeitdauer besitzt,
auf das besagte dritte Signal reagierende Taktmittel zur Bereitstellung an einem Ausgang eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen für jede Impulsdauer der besagten ersten, zweiten und dritten Signale,
auf das besagte Taktsignal und das besagte erste Signal reagierende erste Zählmittel zum Zählen zu einer vorbestimmten Zahl während jeder Impulsdauer des besagten ersten Signals entsprechend dem besagten Taktsignal, bis die besagte vorbestimmte Zahl erreicht ist, und zur Bereitstellung eines ersten Ausgangsimpulses, wenn die besagte Polarität des besagten ersten Signals nach Erreichen der besagten ersten Zahl nicht wechselte,
auf das besagte Taktsignal und das besagte zweite Signal reagierende zweite Zählmittel zum Zählen zur besagten vorbestimmten Zahl während jeder Impulsdauer des besagten zweiten Signals entsprechend dem besagten Taktsignal, bis die besagte vorbestimmte Zahl erreicht ist, und zur Bereitstellung eines zweiten Ausgangs­ impulses, wenn die besagte Polarität des besagten zweiten Signals nach Erreichen der besagten Zahl nicht wechselte,
auf besagte erste, zweite und dritte Signale reagierende Ausgangslogikmittel mit ersten und zweiten Signalspeichern, wobei der besagte erste Signalspeicher durch den besagten ersten Ausgangsimpuls freigegeben wird und wobei der besagte zweite Signalspeicher durch den besagten zweiten Ausgangsimpuls freigegeben wird, wobei der besagte erste Signalspeicher die Bereitstellung eines Ausgangssignals bewirkt, wenn das besagte bipolare Eingangssignal zwei aufeinanderfolgende Impulse lang eine positive Polarität aufweist, und wobei der besagte zweite Signalspeicher die Bereitstellung eines Ausgangssignals bewirkt, wenn das besagte bipolare Eingangssignal zwei aufeinanderfolgende Impulse lang eine negative Polarität aufweist, wobei die besagten Ausgangssignale so verknüpft werden, daß beide Signale eine Codeverletzung anzeigen, die als Rahmenbeginn-(SOF-) Signal benutzt werden kann.