Difference between revisions of "Examples of Communication Systems/ISDN Primary Multiplex Connection"

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*The telephone system is connected to the local exchange via the network termination equipment NTPM ('''''N'''etwork '''T'''ermination for '''P'''rimary Rate '''M'''ultiplex '''A'''ccess'').
 
*The telephone system is connected to the local exchange via the network termination equipment NTPM ('''''N'''etwork '''T'''ermination for '''P'''rimary Rate '''M'''ultiplex '''A'''ccess'').
 
*This connection is four-wire   ⇒   both transmission directions are separated. Thus, no direction separation procedures (fork circuit, echo cancellation, etc.) are required in the NTPM and in the local exchange.
 
*This connection is four-wire   ⇒   both transmission directions are separated. Thus, no direction separation procedures (fork circuit, echo cancellation, etc.) are required in the NTPM and in the local exchange.
*Man bezeichnet den  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN-Basisanschluss#Einige_Begriffserkl.C3.A4rungen|Referenzpunkt]]  $\rm U$  zwischen Netzabschluss und Ortsvermittlungsstelle beim Primärmultiplexanschluss mit  $\rm U_{K2}$, wenn ein Kupferkabel  $\rm (K)$  verwendet wird; die  $\rm (2)$  steht für die Übertragungsrate 2 Mbit/s. Bei einem Glasfaseranschluss nennt man diesen Punkt  $\rm U_{G2}$.
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*The  [[Examples_of_Communication_Systems/ISDN_Basic_Access#Some_explanations_of_terms|"reference point"]]  $\rm U$  between the network termination and the local exchange is designated  $\rm U_{K2}$ in the case of a primary multiplex connection if a copper cable  $\rm (K)$  is used; the  $\rm (2)$  stands for the transmission rate of 2 Mbit/s. In the case of a fiber optic connection, this point is called  $\rm U_{G2}$.
*Entsprechend wird die Verbindung zwischen dem Netzabschluss und der TK–Anlage allgemein als die  $\rm S_{2M}$–Schnittstelle bezeichnet. Technisch besteht allerdings kein großer Unterschied zwischen der  $\rm U_{K2}$– und der  $\rm S_{2M}$–Schnittstelle.
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*Accordingly, the connection between the network termination and the TC system is generally referred to as the  $\rm S_{2M}$ interface. Technically, however, there is not much difference between the  $\rm U_{K2}$ and  $\rm S_{2M}$ interfaces.
  
 
   
 
   
  
  
==Rahmenstruktur von S<sub>2M</sub>– und U<sub>K2</sub>–Schnittstelle==   
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==Frame structure of S<sub>2M</sub> and U<sub>K2</sub> interface==   
 
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Die&nbsp; $\rm S_{2M}$–Schnittstelle stellt die Verbindung zwischen Telekommunikationsanlage und Netzabschluss (NTPM) dar, die mit zwei Kupferdoppeladern realisiert wird. Da hier nur ein Punkt–zu–Punkt–Betrieb möglich ist, ist die&nbsp; $\rm S_{2M}$–Schnittstelle nicht als Bus ausgelegt wie die&nbsp; $\rm S_{0}$–Schnittstelle beim Basisanschluss, und daher ist hier auch kein Kollisionserkennungsverfahren erforderlich.
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The&nbsp; $\rm S_{2M}$ interface represents the connection between the telecommunications system and the network termination (NTPM), which is implemented with two copper pairs. Since only point-to-point operation is possible here, the&nbsp; $\rm S_{2M}$ interface is not designed as a bus like the&nbsp; $\rm S_{0}$ interface in the basic connection, and therefore no collision detection method is required here.
  
[[File:P_ID1567__Bei_T_1_3_S2_v1.png|center|frame|Rahmenstruktur der&nbsp; $\rm S_{2M}$–Schnittstelle]]
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[[File:P_ID1567__Bei_T_1_3_S2_v1.png|center|frame|Frame structure of the&nbsp; $\rm S_{2M}$ interface]]
  
Die Grafik zeigt die Rahmenstruktur der&nbsp; $\rm S_{2M}$–Schnittstelle. Man erkennt:
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The graphic shows the frame structure of the&nbsp; $\rm S_{2M}$ interface. It can be seen:
*Im Zeitmultiplex wird alle 125 Mikrosekunden ein TDMA–Rahmen übertragen. Jeder der 32 Kanäle belegt den TDMA–Rahmen aber nur für die Dauer von&nbsp; $125\ \rm  µs/32 = 3.906 \ \rm  µs$.
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*In time division multiplex, a TDMA frame is transmitted every 125 microseconds. However, each of the 32 channels occupies the TDMA frame only for the duration of&nbsp; $125\ \rm  µs/32 = 3.906 \ \rm  µs$.
*Pro Kanal und TDMA–Rahmen werden acht Bit übertragen; die Bitdauer ist&nbsp; $T_\text{B} = 3.906  \ \rm  µs/8 = 0.488  \ \rm  µs$. Deren Kehrwert ergibt die&nbsp; Brutto–Datenrate&nbsp; $R_\text{B} \hspace{0.15cm}\underline{= 2.048  \ \rm  Mbit/s}$.
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*Eight bits are transmitted per channel and TDMA frame; the bit duration is&nbsp; $T_\text{B} = 3.906  \ \rm  µs/8 = 0.488  \ \rm  µs$. The reciprocal of this is the gross data rate&nbsp; $R_\text{B} \hspace{0.15cm}\underline{= 2.048  \ \rm  Mbit/s}$.
*Die Kanäle&nbsp; '''1'''&nbsp; bis&nbsp; '''15'''&nbsp; sowie&nbsp; '''17'''&nbsp; bis&nbsp; '''31'''&nbsp; stellen die Nutzkanäle ($\rm B$–Kanäle) dar, die alle mit $64 \ \rm  kbit/s$ unabhängig voneinander betrieben werden. Der Kanal&nbsp; '''16'''&nbsp; ($\rm D$–Kanal, in der Grafik rot markiert) sorgt für die Steuerung dieser B–Kanäle und der gesamten Telefonanlage.
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*Channels&nbsp; '''1'''&nbsp; to&nbsp; '''15'''&nbsp; and&nbsp; '''17'''&nbsp; to&nbsp; '''31'''&nbsp; represent the user channels ($\rm B$ channels), all of which are operated independently of each other at $64 \ \rm  kbit/s$. Channel&nbsp; '''16'''&nbsp; ($\rm D$ channel, marked red in the graphic) provides control of these B channels and the entire telephone system.
*Der Kanal&nbsp; '''0'''&nbsp; (Synchronisationskanal, blau markiert) dient bei ungeradem Rahmen&nbsp; (mit Nummer&nbsp; $1, 3, 5,$ ...)&nbsp; zur Rahmenerkennung, während die geraden Rahmen&nbsp; ($2, 4, 6,$ ...)&nbsp; für Wartungszwecke und für die Fehlerbehandlung genutzt werden. Beides geschieht mit Hilfe des&nbsp; $\rm CRC4$–Verfahrens, das auf der nächsten Seite genauer beschrieben wird.
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*Channel&nbsp; '''0'''&nbsp; (synchronization channel, marked in blue) is used for frame detection in the case of odd frames&nbsp; (with number&nbsp; $1, 3, 5,$ ...),&nbsp; while the even frames&nbsp; ($2, 4, 6,$ ...)&nbsp; are used for maintenance purposes and for error handling. Both are done with the help of the&nbsp; $\rm CRC4$ method, which is described in more detail in the next section.
  
  
Die&nbsp; $\rm U_{K2}$–Schnittstelle weist genau gleiche Eigenschaften wie die&nbsp; $\rm S_{2M}$–Schnittstelle auf und besitzt damit auch die gleiche Rahmenstruktur.
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The&nbsp; $\rm U_{K2}$ interface has exactly the same properties as the&nbsp; $\rm S_{2M}$ interface and thus also has the same frame structure.
  
 
 
 
 
==Rahmensynchronisation== 
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==Frame synchronization== 
 
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Die Synchronisation ist beim Primärmultiplexanschluss jeweils im&nbsp; ''Synchronisierungskanal''&nbsp; (Kanal&nbsp; '''0''')&nbsp; eines Rahmens realisiert. Man verwendet dafür den&nbsp; '''''C'''yclic '''R'''edundancy '''C'''heck''&nbsp; $\rm (CRC4)$, der in aller Kürze wie folgt dargestellt werden kann:
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Synchronization is implemented in the&nbsp; ''synchronization channel''&nbsp; (channel&nbsp; '''0''')&nbsp; of a frame in the primary rate interface. The&nbsp; '''''C'''yclic '''R'''edundancy '''C'''heck''&nbsp; $\rm (CRC4)$ is used for this purpose, which can be illustrated briefly as follows:
*Der Kanal&nbsp; '''0'''&nbsp; eines jeden ungeraden Zeitrahmens&nbsp; (Nummer 1, 3, ... , 15)&nbsp; überträgt das so genannte ''Rahmenkennwort''&nbsp; (RKW), während jeder gerade Rahmen&nbsp; (Nummer 2, 4, ... , 16)&nbsp; von Kanal&nbsp; '''0'''&nbsp; das ''Meldewort''&nbsp; (MW) beinhaltet.
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*Channel&nbsp; '''0'''&nbsp; of each odd time frame&nbsp; (number 1, 3, ... , 15)&nbsp; transmits the so-called ''frame password''&nbsp; (FP), while each even frame&nbsp; (number 2, 4, ... , 16)&nbsp; of channel&nbsp; '''0'''&nbsp; contains the ''message word''&nbsp; (MW).
*Anhand des Rahmenkennworts mit dem festen Bitmuster "$\rm X001\hspace{0.08cm} 1011$" wird die Synchronisation zwischen der Sende– und der Empfangsrichtung hergestellt. Das erste Bit&nbsp; $\rm X ∈ {0, 1}$ wird dabei durch das CRC4–Verfahren bestimmt.
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*Based on the frame password with the fixed bit pattern "$\rm X001\hspace{0.08cm} 1011$", the synchronization between the transmission and the reception direction is established. The first bit&nbsp; $\rm X ∈ {0, 1}$ is determined by the CRC4 method.
*Das Meldewort lautet "$\rm X1DN\hspace{0.08cm} YYYY$". Über das D–Bit und N–Bit werden ''Fehlermeldungen''&nbsp; signalisiert. Die vier&nbsp; $\rm Y$–Bits sind für ''Service–Funktionen''&nbsp; reserviert. Das&nbsp; $\rm X$–Bit wird wieder durch das CRC4–Verfahren gewonnen.
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*The message word is "$\rm X1DN\hspace{0.08cm} YYYY$". ''Error messages''&nbsp; are signaled via the D bit and N bit. The four&nbsp; $\rm Y$ bits are reserved for ''service functions''.&nbsp; The&nbsp; $\rm X$ bit is again obtained by the CRC4 method.
*Man benötigt für das CRC4–Verfahren 16&nbsp; $\rm X$–Bits  und damit  16 aufeinander folgende Pulsrahmen, die in zwei Mehrfachrahmen aufgeteilt werden. Die Länge eines Mehrfachrahmens ist deshalb&nbsp; $8 · 256 = 2048$&nbsp; Bit und die Zeitdauer beträgt&nbsp; $8 · 0.125  = 1$&nbsp; Millisekunde.
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*The CRC4 method requires 16&nbsp; $\rm X$ bits and thus 16 consecutive pulse frames, which are divided into two multiple frames. The length of a multiple frame is therefore&nbsp; $8 · 256 = 2048$&nbsp; bits and the time duration is&nbsp; $8 · 0.125  = 1$&nbsp; millisecond.
*Die CRC4–Prüfsumme wird als Folge von vier Bit&nbsp; $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$&nbsp; in jedem Mehrfachrahmen gebildet und liefert das jeweils erste Bit&nbsp; $\rm (X)$&nbsp; für vier aufeinander folgende Rahmenkennworte.
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*The CRC4 checksum is formed as a sequence of four bits&nbsp; $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$&nbsp; in each multiple frame and provides the first bit&nbsp; $\rm (X)$&nbsp; for each of four consecutive frame identifiers.
  
  
Die Tabelle zeigt die jeweilige Rahmenbelegung des Synchronisierungskanals&nbsp; '''0'''&nbsp; für einen Zyklus des CRC4–Verfahrens.
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The table shows the respective frame assignment of synchronization channel&nbsp; '''0'''&nbsp; for one cycle of the CRC4 method.
  
[[File:P_ID1568__Bei_T_1_3_S3a_v1.png|center|frame|Rahmenbelegung des Synchronisierungskanals]]
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[[File:P_ID1568__Bei_T_1_3_S3a_v1.png|center|frame|Frame assignment of the synchronization channel]]
  
 
{{GraueBox|TEXT=   
 
{{GraueBox|TEXT=   
$\text{Beispiel 2:}$&nbsp; Die Vorgehensweise beim CRC4–Verfahren soll an einem Beispiel erklärt werden, wobei vom Generatorpolynom&nbsp;  
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$\text{Example 2:}$&nbsp; The procedure of the CRC4 method shall be explained by an example, where from the generator polynomial&nbsp;  
 
:$$D^4 + D + 1$$  
 
:$$D^4 + D + 1$$  
ausgegangen wird. In der Binärdarstellung lautet dieses:&nbsp; $10011$.  
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is assumed. In the binary representation this is:&nbsp; $10011$.  
  
[[File:P_ID1576__Bei_T_1_3_S3c.png|center|frame|Beispiel für das CRC4–Verfahren]]
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[[File:P_ID1576__Bei_T_1_3_S3c.png|center|frame|Example for the CRC4 method]]
  
Die Grafik zeigt die Gewinnung der CRC4–Prüfsumme (links) und deren Auswertung beim Empfänger (rechts).
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The graphic shows the extraction of the CRC4 checksum (left) and its evaluation at the receiver (right).
Man erkennt:
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You can see:
*Die CRC4–Prüfsumme am Sender ergibt sich als der Rest der Division eines Datenblocks mit insgesamt zwölf Bit&nbsp; (acht Nutzbit, im Beispiel&nbsp; $1000\hspace{0.05cm} 1100$, an die&nbsp; $0000$ angehängt wird)&nbsp; durch das Generatorpolynom in Binärdarstellung&nbsp; $(10011)$. In Polynomschreibweise ergibt sich der Rest der Division&nbsp; $(D^{11} + D^7 + D^6 ) : ( D^4 + D + 1)$&nbsp; zu &nbsp;$R(D) = D^3 + 1$&nbsp; &nbsp; &rArr; &nbsp; binär $1001$.
+
*The CRC4 checksum at the transmitter results as the remainder of the division of a data block with a total of twelve bits&nbsp; (eight useful bits, in the example&nbsp; $1000\hspace{0.05cm} 1100$, to which&nbsp; $0000$ is appended)&nbsp; by the generator polynomial in binary notation&nbsp; $(10011)$. In polynomial notation, the remainder of the division results in&nbsp; $(D^{11} + D^7 + D^6 ) : ( D^4 + D + 1)$&nbsp; to &nbsp;$R(D) = D^3 + 1$&nbsp; &nbsp; &rArr; &nbsp; binary $1001$.
*Die Division wird durch eine&nbsp; '''Modulo–2–Addition'''&nbsp; (bitweise XOR–Verknüpfung) realisiert. Im Beispiel liefert die Division den Rest&nbsp; $1001$. Diese vier Bit&nbsp; $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$&nbsp; der CRC–Prüfsumme werden dann in verschiedenen Rahmen des Synchronisierungskanals zum Empfänger übertragen (siehe Rahmenbelegung in obiger Grafik).
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*The division is realized by a&nbsp; '''modulo-2 addition'''&nbsp; (bitwise XOR operation). In the example, the division yields the remainder&nbsp; $1001$. These four bits&nbsp; $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$&nbsp; of the CRC checksum are then transmitted to the receiver in different frames of the synchronization channel (see frame assignment in the above graphic).
*Nachdem der Empfänger diese zwölf Bit&nbsp; (Datenblock und CRC4–Prüfsumme)&nbsp; empfangen hat, teilt dieser dieses 12–stellige Binärwort ebenfalls durch das Generatorpolynom. Im Beispiel ergibt diese Division&nbsp; $1000\hspace{0.05cm}  1100\hspace{0.05cm}  1001$&nbsp; geteilt durch&nbsp; $10011$&nbsp; den Rest Null. Dieses Ergebnis zeigt an, dass keine Übertragungsfehler aufgetreten sind.
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*After the receiver has received these twelve bits&nbsp; (data block and CRC4 checksum),&nbsp; it also divides this 12-digit binary word by the generator polynomial. In the example, this division&nbsp; $1000\hspace{0.05cm}  1100\hspace{0.05cm}  1001$&nbsp; divided by&nbsp; $10011$&nbsp; gives the remainder zero. This result indicates that no transmission errors have occurred.
*Ist der Divisionsrest ungleich Null, so weist das Ergebnis auf einen Übertragungsfehler hin. In diesem Fall müssen die Daten beim Sender nochmals angefordert werden.}}
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*If the division remainder is not zero, the result indicates a transmission error. In this case, the data must be requested again from the transmitter.}}
 
   
 
   
  
==Nachrichtentechnische Aspekte ==
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==Telecommunications aspects ==
 
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Revision as of 12:00, 11 October 2022

$\text{Preliminary remark:}$  Again, we would like to point out that the content of this chapter no longer fully reflects the current state of the art (2018). Therefore, consider the following text as a historical treatise, even if parts of it are still relevant in practice today.


General description


First of all, it should be explained why an ISDN rate interface is (or rather was) needed. This was only offered as a  system connection  (point-to-point). This means that only one device could be connected to the network termination, namely a telecommunications system, abbreviated to  TC system  in the following.

There were many reasons for using a system connection:

  • Companies, government agencies or hospitals often need a central number and a block of extension numbers. Most often, the extension number of the central office is "0".
  • The central call number has 3 to 5 digits, an extension number thereafter has 2 to 5 digits. This allows direct dialing of a call partner from the outside.
  • Telephone calls between employees - i.e., an internal connection - should be free of charge.


$\text{Example 1:}$  Let's consider a company in Munich whose head office can be reached from outside via "089/4711 - 0" and internally with "0". Employee  $X$  can be reached from outside at a charge by dialing extension "089/4711 - 432" and internally without charge by dialing "432".


ISDN primary rate interface

Larger companies usually work with a  primary rate interface  (PRI), to which the telecommunications or data processing equipment is connected by a four-wire line.

The primary rate interface according to the adjacent diagram offers:

  • 30 full-duplex basic channels with 64 kbit/s each,
  • one signaling channel (D) with 64 kbit/s,
  • one synchronization channel (also with 64 kbit/s), and accordingly
  • gross data rate  of  $32 · 64 \hspace{0.15cm}\underline{ = 2048 \ \rm kbit/s}$.


Some general information about the primary rate interface follows:

  • The 30 user channels are implemented with the "PCM-30" multiplex system. In contrast to the basic rate interface, only a point-to-point connection is possible here. This means that a second system cannot be connected to the same line as with a bus.
  • The telephone system is connected to the local exchange via the network termination equipment NTPM (Network Termination for Primary Rate Multiplex Access).
  • This connection is four-wire   ⇒   both transmission directions are separated. Thus, no direction separation procedures (fork circuit, echo cancellation, etc.) are required in the NTPM and in the local exchange.
  • The  "reference point"  $\rm U$  between the network termination and the local exchange is designated  $\rm U_{K2}$ in the case of a primary multiplex connection if a copper cable  $\rm (K)$  is used; the  $\rm (2)$  stands for the transmission rate of 2 Mbit/s. In the case of a fiber optic connection, this point is called  $\rm U_{G2}$.
  • Accordingly, the connection between the network termination and the TC system is generally referred to as the  $\rm S_{2M}$ interface. Technically, however, there is not much difference between the  $\rm U_{K2}$ and  $\rm S_{2M}$ interfaces.



Frame structure of S2M and UK2 interface


The  $\rm S_{2M}$ interface represents the connection between the telecommunications system and the network termination (NTPM), which is implemented with two copper pairs. Since only point-to-point operation is possible here, the  $\rm S_{2M}$ interface is not designed as a bus like the  $\rm S_{0}$ interface in the basic connection, and therefore no collision detection method is required here.

Frame structure of the  $\rm S_{2M}$ interface

The graphic shows the frame structure of the  $\rm S_{2M}$ interface. It can be seen:

  • In time division multiplex, a TDMA frame is transmitted every 125 microseconds. However, each of the 32 channels occupies the TDMA frame only for the duration of  $125\ \rm µs/32 = 3.906 \ \rm µs$.
  • Eight bits are transmitted per channel and TDMA frame; the bit duration is  $T_\text{B} = 3.906 \ \rm µs/8 = 0.488 \ \rm µs$. The reciprocal of this is the gross data rate  $R_\text{B} \hspace{0.15cm}\underline{= 2.048 \ \rm Mbit/s}$.
  • Channels  1  to  15  and  17  to  31  represent the user channels ($\rm B$ channels), all of which are operated independently of each other at $64 \ \rm kbit/s$. Channel  16  ($\rm D$ channel, marked red in the graphic) provides control of these B channels and the entire telephone system.
  • Channel  0  (synchronization channel, marked in blue) is used for frame detection in the case of odd frames  (with number  $1, 3, 5,$ ...),  while the even frames  ($2, 4, 6,$ ...)  are used for maintenance purposes and for error handling. Both are done with the help of the  $\rm CRC4$ method, which is described in more detail in the next section.


The  $\rm U_{K2}$ interface has exactly the same properties as the  $\rm S_{2M}$ interface and thus also has the same frame structure.


Frame synchronization


Synchronization is implemented in the  synchronization channel  (channel  0)  of a frame in the primary rate interface. The  Cyclic Redundancy Check  $\rm (CRC4)$ is used for this purpose, which can be illustrated briefly as follows:

  • Channel  0  of each odd time frame  (number 1, 3, ... , 15)  transmits the so-called frame password  (FP), while each even frame  (number 2, 4, ... , 16)  of channel  0  contains the message word  (MW).
  • Based on the frame password with the fixed bit pattern "$\rm X001\hspace{0.08cm} 1011$", the synchronization between the transmission and the reception direction is established. The first bit  $\rm X ∈ {0, 1}$ is determined by the CRC4 method.
  • The message word is "$\rm X1DN\hspace{0.08cm} YYYY$". Error messages  are signaled via the D bit and N bit. The four  $\rm Y$ bits are reserved for service functions.  The  $\rm X$ bit is again obtained by the CRC4 method.
  • The CRC4 method requires 16  $\rm X$ bits and thus 16 consecutive pulse frames, which are divided into two multiple frames. The length of a multiple frame is therefore  $8 · 256 = 2048$  bits and the time duration is  $8 · 0.125 = 1$  millisecond.
  • The CRC4 checksum is formed as a sequence of four bits  $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$  in each multiple frame and provides the first bit  $\rm (X)$  for each of four consecutive frame identifiers.


The table shows the respective frame assignment of synchronization channel  0  for one cycle of the CRC4 method.

Frame assignment of the synchronization channel

$\text{Example 2:}$  The procedure of the CRC4 method shall be explained by an example, where from the generator polynomial 

$$D^4 + D + 1$$

is assumed. In the binary representation this is:  $10011$.

Example for the CRC4 method

The graphic shows the extraction of the CRC4 checksum (left) and its evaluation at the receiver (right). You can see:

  • The CRC4 checksum at the transmitter results as the remainder of the division of a data block with a total of twelve bits  (eight useful bits, in the example  $1000\hspace{0.05cm} 1100$, to which  $0000$ is appended)  by the generator polynomial in binary notation  $(10011)$. In polynomial notation, the remainder of the division results in  $(D^{11} + D^7 + D^6 ) : ( D^4 + D + 1)$  to  $R(D) = D^3 + 1$    ⇒   binary $1001$.
  • The division is realized by a  modulo-2 addition  (bitwise XOR operation). In the example, the division yields the remainder  $1001$. These four bits  $(\rm C0$, ... , $\rm C3)$  of the CRC checksum are then transmitted to the receiver in different frames of the synchronization channel (see frame assignment in the above graphic).
  • After the receiver has received these twelve bits  (data block and CRC4 checksum),  it also divides this 12-digit binary word by the generator polynomial. In the example, this division  $1000\hspace{0.05cm} 1100\hspace{0.05cm} 1001$  divided by  $10011$  gives the remainder zero. This result indicates that no transmission errors have occurred.
  • If the division remainder is not zero, the result indicates a transmission error. In this case, the data must be requested again from the transmitter.


Telecommunications aspects


Beim ISDN–Primärmultiplexanschluss wird auf der  $\rm S_{2M}$– und auch auf der  $\rm U_{K2}$–Schnittstelle jeweils der so genannte  HDB3–Leitungscode  (High Density Bipolar 3ary) verwendet. Gegenüber dem modifizierten AMI–Code auf der  $\rm S_{0}$–Schnittstelle des Basisanschlusses

  • wird das Auftreten von langen Nullfolgen vermieden und dadurch
  • dem Empfänger eine sicherere Taktrückgewinnung und Synchronisation ermöglicht.


AMI–Code und HDB3–Code

Die HDB3–Leitungscodierung funktioniert wie folgt:

  • Wie beim AMI–Code wird jeder binären  „0”  der Signalpegel  $\rm 0\hspace{0.09cm} V$  zugeordnet, während die binäre „1” alternierend durch die Werte  $+s_0$  und  $–s_0$  dargestellt wird.
  • Treten im AMI–codierten Signal vier aufeinander folgende  „0”–Bits auf, so werden diese durch eine Folge von vier anderen Bits ersetzt, welche die AMI–Codierregel verletzen.
  • Ist wie in obiger Grafik die Anzahl der Einsen gerade oder Null und der letzte Puls vor diesen vier Bits negativ, so wird  „0 0 0 0”  durch die Folge  „+ 0 0 +”  ersetzt. Wäre dagegen der letzte Puls vor diesen vier Bits positiv, so würde „0 0 0 0” durch „– 0 0 –” ersetzt.
  • Bei ungerader Anzahl von Einsen vor diesem  „0 0 0 0”–Block würden dagegen  „0 0 0 +”  (falls letzter Puls positiv) oder  „0 0 0 –”  (falls letzter Puls negativ) als Ersetzungen gewählt. Die Gleichstromfreiheit bleibt durch diese Maßnahmen erhalten.
  • In allen vier Fällen kann der Decoder die Verletzung der AMI–Regel erkennen und diesen Block wieder durch  „0 0 0 0”  ersetzen.

Aufgaben zum Kapitel


Aufgabe 1.5: HDB3–Codierung

Aufgabe 1.6: Cyclic Redundancy Check (CRC4)