PCM-Technik

 

Im Gegensatz zur TF-Technik erfolgt die Übertragung der einzelnen Kanäle zeitlich nacheinander. PCM ist die Abkürzung für „Pulscodemodulation“. Zuerst wird das elektrische Signal genügend schnell immer im gleichen Zeitabstand abgetastet.  Man erhält damit von jedem Fernsprechteilnehmer nacheinander einen Abtastpuls. Dessen Amplitude wird mit vorgegebenen Amplitudenstufen verglichen. Bei der Kodierung wird jeder Amplitudenstufe ein 8-bit-Kodewort zugeordnet, das anschließend als L-0-Folge (bipolarer Leitungscode +L,-L,0) über Kabel oder Lichtwellenleiter zur Gegenstelle gesendet wird. In der Gegenstelle wird die ankommende Pulsfolge wieder in das ursprüngliche analoge Signal zurückgewandelt, dabei um wenige Millisekunden verzögert, aber frei von Nebengeräuschen.
Die ersten PCM-Systeme konnten 30 Fernsprechteilnehmer über eine Vierdrahtleitung übertragen, daher die Bezeichnung PCM 30 (= Primärfolge). Später waren Bündelungen von 120 Teilnehmern (= Sekundärfolge)  bzw.  480 Teilnehmern möglich.
Das Prinzip der PCM-Technik ist das Grundmodell jeder digitalen Informationsverarbeitung und -Übertragung im Internet und auch beim Mobilfunk.

 

 

PCM-Systeme mit 30 Kanälen

Das System stellt 32 sogenannte Zeitschlitze zur Verfügung. In jedem dieser Zeitschlitze kann man einen Sprachkanal übertragen. Da Sendestelle und Empfangsstelle absolut synchron arbeiten müssen und auch Ruf- und Signalkennzeichen zwischen den Stellen auszutauschen sind, können nur 30 Zeitschlitze zur Sprachübertragung genutzt werden. Die 32 Zeitschlitze werden nacheinander periodisch abgetastet und die vorgefundenen Abtastwerte nacheinander über die Übertragungsleitung übertragen. Im Ergebnis entsteht eine Impulsfolge von 2,048 Megabit (umgangssprachlich auch als 2 Megabit bezeichnet).

 

 

 

PCM 30/32 Gestell

(VEB Fernmeldewerk Leipzig ca. ab 1972, VEB Nachrichtenelektronik Greifswald ca. ab 1973)

PCM 30/32, Teilansicht mit KZU und NF-KartenIn einem Gestell 2300x600x225mm (HxBxT) befinden sich Baugruppen in Form von Steckkarten für die Hin- und Rückübertragung von 30 Fernsprechkanälen über eine Vierdrahtleitung. Die Wahl- und Gebühreninformationen aller 30 Kanäle werden jeweils dem 16. Zeitkanal zugeordnet. Die Verarbeitung erfolgt in einem gehenden oder in der Gegenstelle in einem kommenden Kennzeichenumsetzer. Darüber sind die Baugruppen der elektromechanischen Vermittlungstechnik direkt verbunden. Die Funktion der einzelnen Steckkarten wird noch mit diskreten Bauelementen (Transistoren, Widerstände, Dioden, Kondensatoren) gewährleistet. Für jeden Kanal sind mehrere Karten erforderlich. Aus der Zuordnung  0. Zeitkanal -> Rahmensynchronsignal und 16. Zeitkanal -> Kennzeichensignale ergibt sich die Bezeichnung 30/32 (32 Zeitkanäle, davon 30 Sprachkanäle).
Die PCM 30/32 wurde über Kupferkabel betrieben. Das Leitungssignal musste je nach Kabeltyp und Anzahl der betriebenen Systeme etwa aller 2-4 km durch Repeater regeneriert werden.

Bild 1: PCM 30/32, Teilansicht mit Kennzeichenumsetzern, 23 NF-Karten und Bedienfeld

 

 

 

PCM 30 Gestell

(VEB Nachrichtenelektronik Greifswald, ca. ab 1980?)

PCM 30, Teilansicht mit 2 kompletten SystemenDie rasche Entwicklung hochintegrierter Bauelemente führte zu einer Verkleinerung der Baugruppen und damit zur Entwicklung des Systems PCM 30 mit vier Systemen je Gestell. In einem Gestell 2300x600x225mm (HxBxT) sind in 8 Etagen 4 Primärfolgen (je 30 Kanäle) und in zwei weiteren Etagen ganz unten 4 Leitungsendregeneratoren und Fernspeisestromquellen untergebracht. Die elektrische Funktion unterscheidet sich nicht wesentlich vom vorher beschriebenen System. Es wird aber nur ein Viertel des Platzes benötigt, weil u. a. die Analog-/Digitalwandlung für 3 Kanäle und die Kennzeichenumsetzung für 2 Kanäle  auf je einer Steckkarte erfolgen.
Die PCM 30 wurde über Kupferkabel betrieben. Das Leitungssignal musste ebenfalls wie beim Vorgängersystem durch Repeater regeneriert werden. Das System PCM 30 kann sowohl mit dem Schnittstellencode HDB 3 als auch mit AMI betrieben werden. Im Modus AMI ist eine Zusammenschaltung mit einer Endstelle PCM30/32 in bestimmten Einsatzfällen möglich.

Bild 2: PCM 30, Teilansicht mit 2 kompletten Systemen mit Stromversorgung, zentralen Karten, NF-Karten und Kennzeichenumsetzern

 

 

 

PCM 30 Endstellengestell

(Siemens AG, ehemalig VEB Nachrichtenelektronik Greifswald, Baujahr ab 1990)

PCM 30 Siemens

Seit 1990 wurde in der ehemaligen DDR u.a. PCM 30 – Technik in Schmalgestellbauweise 2300x121x225mm (HxBxT) eingesetzt. In einer „Stange“ befinden sich 2 PCM 30- Endstellensysteme. D.h. die Kapazität wurde im Vergleich zum Vorgängersystem PCM 30 durch hoch integrierte Bauweise um das 2,5-fache erhöht. Die Umsetzung der 30 Kanäle von je 300 Hz – 3400 Hz in die Bitrate von 2,048 Mbit/s entspricht prinzipiell den vorher entwickelten PCM 30- Systemen. Wesentlich ist, dass die in die ehemalige DDR gelieferten PCM 30- Systeme extra an die abweichenden Schnittstellen der dort eingesetzten Vermittlungstechnik angepasst wurden.

 

 

Bild 3: Zwei halbe Schmalgestelle (Teilansichten) mit je einem PCM 30- System Siemens (30x Kennzeichenumsetzer, Stromversorgung, Abfrageeinrichtung, zentrale Blöcke)

 

 

 

 

 PCM 30 Endstellengestell

(Philips AG, Standort Nürnberg, angepasste Variante , Baujahr ab 1990)

PCM 30 Philips

Die Philips AG (wie auch andere Firmen; z.B. Siemens AG, ANT Nachrichtentechnik und Standard Elektrik Lorenz) produzierte für das Nachrichtennetz der ehemaligen DDR ab 1990 PCM 30 in Schmalgestellbauweise 2300x121x225mm (HxBxT). Die Systeme, gleich welcher Hersteller, sind konstruktiv ähnlich. Die elektrischen Schnittstellen sind identisch. Wesentlich ist, dass die in die ehemalige DDR gelieferten PCM 30- Systeme extra an die abweichenden Schnittstellen der dort eingesetzten Vermittlungstechnik angepasst wurden.

 

 

 

Bild 4: Zwei halbe Schmalgestelle (Teilansichten) mit je einem PCM 30- System Philips (30x Kennzeichenumsetzer, Stromversorgung, zentrale Blöcke)

 

 

 

 

PCM-Systeme für 120 Kanäle

Vier Primärfolgen (als Primärfolge wird das Signal eines PCM 30-Sytems bezeichnet) werden über einen Codec zu einer Impulsfolge von etwas mehr als 8 Megabit zusammengefasst und gemeinsam übertragen – es entsteht dadurch eine Sekundärfolge. Das System PCM 120 wurde über Kupferkabel betrieben. Die Grenze des technisch Machbaren war aber hier erreicht. Erste Versuche des Betriebes über Glasfaser fanden statt. Im bei uns vorhandenen Gestell ist ein solches System untergebracht.

 

PCM-Systeme für 480 Kanäle

Fasst man wiederum vier Sekundärfolgen (die Signale von vier PCM 120-Systemen) zusammen, entsteht eine Signalfolge von etwa 34 Megabit. Dieses System PCM 480 wurde benutzt, um die V120-Einrichtungen des Südringes zu ersetzen und dabei gleichzeitig die Kapazität des Kabels um den Faktor 4 zu erhöhen. Die erreichte Stabilität über Kupferkabel war nicht zufriedenstellend, weshalb der Einsatz nur etwa zwei Jahre währte. Eine Variante über Glasfaserkabel existiert ebenfalls. Unsere Sammlung zeigt beide Ausführungen.

 

Entwicklung nach 1990

Die Erneuerung der Fernmeldeinfrastruktur führte dazu, dass alle Fernverbindungen mittels Glasfaserkabel realisiert wurden. 34-Megabit-Systeme wurden in kurzer Folge durch neue Systeme ersetzt. Kapazitätserhöhungen je Faserpaar erfolgten um den Faktor 4 oder Vielfachen von 4. Gegenwärtig werden Systeme mit 64 x 10 Gigabit eingesetzt, das entspricht reichlich 7 Millionen Gespräche je Faserpaar.

 

 

Ergänzendes Bildmaterial