183363. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés digitális jelekt átvivő regenerátorláncok- elsősorban rádiórelé láncok- minőségének ellenőrzésére
1 183 363 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés digitális jeleket átvivő regenerátorláncok — elsősorban rádiórelé láncok - minőségének ellenőrzésére. Hírközlő vonalakon az átviteli közeg csillapítása vagy más okok miatt gyakran van szükség arra, hogy az átviteli út mentén adott távolságokra erősítőberendezéseket helyezzünk el — úgynevezett ismétlőállomásokat — melyek a jeleket veszik, felerősítik és nagyobb szinten adják tovább a következő ismétlőállomás felé. Digitális jelek átvitelekor az ismétlőállomásokon lehetőség van arra, hogy a jeleket regeneráljuk, így az ilyen regenerátor kimenő jele gyakorlatilag független a jel alakjában az előző szakaszon bekövetkezett torzulástól, ami zaj, áthallás, torzítás vagy más hatás következtében létrejött. Ilyen regeneráló ismétlőállomásokat alkalmaznak szinte kizárólag a digitális kábeles és rádiórelé rendszerek egyaránt. Egy digitális jelek átvitelére szolgáló rendszer legfontosabb minőségi jellemzője a hibaarány — vagyis a tévesen vett jelek relatív száma. Az ilyen rendszerek minőségi előírásai is elsősorban a hibaarányra vonatkoznak: ha a hibaarány túllépi a gyakorlatilag még elfogadható értéket az átviteli rendszer tovább nem használható, helyette az információt egy tartalék rendszeren vagy tartalék úton kell átvinni, az üzembentartó személyzet részére pedig riasztó jelzést kell adni. A hib aarány elfogadható legrosszabb értéke 1 CT3 — 1 CT6. Ahhoz, hogy a berendezés az átkapcsoláshoz, riasztáshoz szükséges intézkedéseket végrehajthassa, először is az összeköttetés hibaarányát folyamatosan mérni kell. Több módszer ismeretes a hibaarány üzemközbeni folyamatos mérésére. Ezek közül egyesek az átvitt információ egy részének eleve ismeretét tételezik fel; mások a méréshez egy, a fő információs úttól független (általában jóval kisebb sebességű) jelző csatornát igényelnek, megint mások az átviendő jelfolyamon hibajelző kódolást alkalmaznak; végül vannak olyan folyamatos hibaarány-figyelő módszerek, melyek az átvitt jel bitjeinek megfelelő paramétereit figyelik és ebből szűrnek le a hibaarányra vonatkozó következtetést. A legutóbbi módszer sok szempontból kedvezőbb a többinél: az átvitt jelfolyamnak nem kell ismert bit-csoportot tartalmaznia, így az ilyen rendszer rendelkezik az úgynevezett „átlátszóság” tulajdonságával; nem igényel jelzőcsatornát; nincs szükség a hibajelző kódolás áramköreire, amelyek még a korszerű integrált áramköri technika mellett is igen bonyolultak és viszonylag lassú működésűek. Ezért mind a vezetékes mind a vezeték nélküli technikában nagy előszeretettel ezeket alkalmazzák. E módszerekben a bithibák megállapítására a jelnek valamilyen redundáns tulajdonságát vizsgálják és a szabályostól való eltérést értékelik bithibaként. Az ilyen szabályosságtól való eltérést figyelő áramkört a következőkben jelminőség indikátornak fogjuk nevezni. Ilyen megfigyelhető tulajdonságok, melyeken az ismert bithiba-figyelő eljárások alapulnak (többek között): a vezetékes rendszerekben alkalmazott bipoláris átvitelnél a bipoláris szabálytól való eltérés; a nagysebességű, továbbá FSK és ASK rendszerekben alkalmazott bitfázisú vagy az úgynevezett CMI (coded mark inversion) átvitelnél a bifázisú szabály megsértése; NRZ jelek rádióvitelénél a bitidő közepénél jelentkező jelátmenet. Rádióátvitelnél különösen előnyösen alkalmazzák az utóbbi módszert. Ennek lényege az, hogy minden bitidő közepén kijelölnek egy keskeny időrést, ennek hossza a bitidőnek mondjuk 20%-a. A hibafigyelő áramkör azt vizsgálja, hogy ezen időrésbe esik-e a vett, regenerálatlan jelnek átmenete. Ha igen, ez nagy valószínűséggel egy bithibával van kapcsolatban. Ezért az ilyen hibás helyen bekövetkező átmeneteket számlálják; ezek száma a tapasztalat szerint igen közel van a bithibák számához, ezért az átkapcsoló és riasztó áramköröket ezen számlálók alapján működtetik. A fenti rendszer, valamint a többi ismertetett rendszer hátrányai a következőkben foglalhatók össze: Jól működnek azon regenerátorban, melynek bemenő jele a (zaj vagy áramköri hiba miatt bekövetkezett) hibás biteket tartalmazza, így képes helyi riasztó jelet előállítani vagy a tartalékra való átkapcsolást kezdeményezni, ha e legenerátor egyúttal tartalék-átkapcsoló állomás is. Ha azonban felügyelő személyzet vagy tartalék átkapcsoló berendezés ezen a regenerátor állomáson nincsen, hanem egy távolabbin, a következő történik: azzal egyidejűleg, hogy a megnövekedett hibaarány miatt a figyelő áramkör riasztó jelet hoz létre, a regenerátor regenerálja a vett (hibás) jelet. A regenerált jel már ismét rendelkezik mindazon tulajdonságokkal, melyek hiánya alapján a leírt figyelő áramkör egy bitet hibásnak értékel: átmenetei jó helyen vannak, a bipoláris vagy bifázisú szabályt nem sérti meg, stb. így a következő ismétlőállomás ezt már helyesként értékeli és riasztójelet természetesen nem állít elő; vagyis a felügyelő vagy átkapcsoló állomás nem értesül a távoli regenerátorban bekövetkezett hibáról. A triviális megoldás erről külön jelzőcsatornán értesíteni, ilyen azonban nem áll mindig rendelkezésre és ha van is, gyakran túl lassú működésű. A találmány e nehézséget kerüli meg, vagyis tárgya olyan kapcsolási elrendezés, melynek segítségével a regeneráló ismétlő láncon keresztül a tetszőleges hosszúságú lánc végére eljuttathatjuk e riasztó információt úgy, fogy a megengedettnél nagyobb hibaarány megszűnésekor a lánc automatikusan visszaáll eredeti, helyes állapotába. Az átvitt jel jellege - spektruma illetve más tulajdonságai — a riasztó információ átvitele gyakorlatilag változatlan marad. A találmány szerinti megoldás lényege a következő: a hibafigyelő áramkör azzal egyidejűleg, hogy a „rossz állapot” észlelése után létrehozza a riasztó jelet, még egy beavatkozást végez. Ez a regenerátor kimenő jelét olyan értelemben módosítja, hogy azt a következő regenerátor hibásnak értékelje. így a riasztás itt is létrejön, mellyel egyidejűleg a fent körülírt beavatkozás is megtörténik; ezáltal a riasztási információt egy regenerátorral tovább juttattuk és felkészítettük ez utóbbi regenerátort a riasztás továbbadására. E folyamat, sorban lejátszódik az összes regenerátorban, míg végül a riasztási információ eljut a tartalék-átkapcsoló állomásra vagy felügyelő állomásra, ahol a tartalékra való átkapcsolás megtörténik illetve a felügyelő személyzet értesül a riasztásról. Maga a beavatkozás a regenerált jel megfelelő eltorzítását jelenti, ahol ez az eltorzítás digitális jellegű: az órafrekvencia megfelelő (kismértékű) megváltoztatásával a jel sebességét változtatja meg, a megfelelő helyeken negálási műveletet hajt végre, a kimenő jelet egy más jellel megszorozza, ahhoz más jelet hozzáad, a jel-impulzusokat algebrai értelemben invertálja, stb. Az ilyen műveleteket végrehajtó áramkört digitális torzító áramkörnek fogjuk nevezni. A találmány kapcsolási elrendezés digitális jeleket átvivő regenerátor láncok minőségének ellenőrzésére. Az ismétlőállomás vevőinek jelkimenete jel minőség indiká5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
