DE2332599B2 - Verfahren zur Zeit-Multiplex-Nachrichtenübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragung zwischen Teilnehmerstellen, die zusammen mit einer Überwachungsstation in Serie in eine geschlossene Ringleitung geschaltet sind entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ringleitungen zur Nachrichtenübertragung sind bekannt. So beschreibt die britische Patentschrift 1182363 ein Nachrichtenübertragungsverfahren auf einer Ringleitung, bei welchem ein Zeitgeber einen Zeitrahmen festlegt, der sich aus Zeitschlitzen zusammensetzt, deren jeder einem Zeitkanal zugeordnet ist. Für den Aufbau einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmerstellen sendet die anrufende Teilnehmerstelle in einem freien Zeitkanal die Adresse der angerufenen Teilnehmerstelle. Nach Decodierung der Adresse in der angerufenen Teilnehmerstelle schaltet sich diese auf den Zeitkanal, in dem dann Nachrichten zwischen den Teilnehmerstellen bis zur Auflösung der Verbindung übertragen werden. Dabei steht der Zeitkanal während der ganzen Dauer der Verbindung nur diesen Teilnehmerstellen zur Verfügung, auch wenn er zeitweise dabei nicht voll ausgenutzt wird.

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 13, Nr. 8, Jan. 71, S. 2184/2185 ist weiter ein Verfahren bekannt, mittels dessen Information aus dem Informationsfluß auf einer Ringleitung herausgenommen bzw. in diesen eingefügt werden kann. Die hierzu benötigte Vorrichtung besitzt ein Schieberegister und einen Schalter, mittels dessen, der Informationsfluß vom Eingang des Schieberegisters zu dessen Ausgang entweder unverzögert oder verzögert geleitet werden kann. Soll Information in die Ringleitung eingespeist werden, so wird bei geöffnetem Schalter der ankommende Signalfluß über das Schieberegister so lange verzögert, bis die zu sendende Information auf die Ringleitung ausgegeben ist. An das Ende dieser Information schließt sich dann nahtlos die verzögerte

in Information an. Befindet sich im Schieberegister dagegen Information, die nicht weitergesendet werden soll, so kann durch Kurzschließen des Schalters unter Auslassung der im Schieberegister befindlichen Information an die vorausgehende Information die nachfolgende Information nahtlos angeschlossen werden.

Die genannte Schrift beschreibt in sehr knapper Form eine Idee. Sie gibt aber damit kaum eine technische Lehre für ein funktionsfähiges Verfahren zur

2(> Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragung auf einer Ringleitung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges brauchbares Verfahren zur Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragung zwischen Teilnehmerstellen eines

Ringsystems anzugeben, bei dem Übertragungskapazität für jede zwischen Teilnehmerstellen dieses Systems bestehende Verbindung nur dann und im dem für diese Verbindung augenblicklich benötigten Umfang zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch kann die

3u Anzahl der gleichzeitigen Verbindungen beliebig groß werden, wobei beim Erreichen der Maximalkapazität diese auf alle bestehenden Verbindungen gemäß ihrem augenblicklichen Bedarf verteilt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 können Bytegruppen, die von einer Teilnehmerstelle empfangen wurden, wieder auf die Ringleitung gelangen und diese belasten. Sie haben dabei keinen weiteren Zweck, als der Teilnehmerstelle, die sie abgesandt hat, mitzuteilen, daß sie in den Ruhezustand zurückkehren kann. In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung versieht daher jede aussendende Teilnehmerstelle jede an einen bestimmten Empfänger gerichtete Bytegruppe mit einem Markierbit. Die empfangende Teilnehmerstelle invertiert dieses Bit beim Wiederaussenden. Jede Teilnehmerstelle, die eine Bytegruppe ausgesendet hat und noch nicht in die Ruheso lage zurückgekehrt ist, gibt die nächste Bytegruppe, die die gleiche Länge hat wie die von ihr ausgesandte Bytegruppe und deren Markierbit umgestellt ist, nicht weiter und kehrt in die Ruhelage zurück.

Damit ergibt sich ein Prinzip für die Zuteilung der Bytegruppen, die im folgenden als Telegramme bezeichnet werden, da sie die Träger der zwischen den Teilnehmern übertragenen Information sind. Jede Station kann dann in den Ruhezustand zurückkehren, indem sie ein Telegramm aus dem Verkehr

AO zieht.

Sobald dies geschehen ist, kann die Station erneut ein Telegramm aussenden. Dies hat zur Folge, daß sie mehrere Telegramme gleichzeitig im Umlauf hab°n kann. Deren maximale Zahl ist gegeben durch die Summe der Anzahl Telegramme mit umgestelltem Markierbit und der Anzahl der für die Station bestimmten Telegramme, die während einer Umlaufzeit an ihrem Eingang eintreffen.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß Telegramme während der Zeit vom Aussenden bis zum Empfang nicht angetastet werden können, danach stehen sie jedoch der Empfangsstation oder jeder nachfolgenden Station zur Übermittlung von Information zur Verfügung. Dies erlaubt eine maximale Ausnutzung des Übertragungskanals.

Liegt der auftretende Ringverkehr unterhalb der Übertragungskapazität des Rings, so kann eine Station im Bedarfsfall die ganze Restkapazität für sich in Anspruch nehmen. Verkehrsarten, die während eines kurzen Zeitanteils hohe Informationsraten erfordern, können somit die Übertragungskapazität voll ausnutzen.

Da sich jede im Ruhezustand befindliche Station die zur Übertragung benötigte Zeitspanne selber schafft, kann sie auch dann ein Telegramm aussenden, wenn der Ringverkehr die Übertragungskapazität erreicht hat. Im Extremfall werden dann bei keiner Station mehr Telegramme mit umgestelltem Markierbit zum Ausschalten zur Verfugung stehen, sondern nur noch die vom Partner an sie gesendeten. Der Informationsfluß pro Verbindung paßt sich so der jeweiligen Verkehrslage an, unterschreitet aber nie ein Telegramm pro Umlauf. Bei starker Belegung des Ringes (viele Telegramme im Umlauf, d. h. viele Stationen aktiv eingeschaltet, also »lange« Leitungen) kann die Umlaufzeit allerdings so groß werden, daß das nächste Telegramm bereitgestellt ist, bevor ein Telegramm des Partners eintrifft und Platz zum Ersatz bietet. Mit dem Senden muß dann jeweils gewartet werden, was schließlich zu einer reduzierten maximalen Informationsrate führt, d. h., die Zahl der von einer Station pro Zeiteinheit absetzbaren Telegramme sinkt, jedoch tritt nie der Fall ein, daß eine Verbindung wegen Überlastung nicht hergestellt werden kann.

Jede Verbindung kann mit beliebiger Geschwindigkeit (bis zu einer gewissen Höchstgeschwindigkeit) arbeiten. Eine Hauptuhr würde z. B. jede Minute ein Telegramm zu den von ihr gesteuerten Uhren aussenden, während eine Gesprächsverbindung 8000 Telegramme pro Sekunde benötigt. Jede Verbindung nimmt sich gerade soviel von der Übertragungskapazität des Ringes, wie sie braucht, ohne besondere Anordnungen zur Verteilung der Kapazität.

Damit kann ein einziger Ring für alle Arten von Nachrichtenübertragungen im Bereich der Anlage dienen, z. B. für Signalübertragung (Klingel-, Rufsignale. Normaluhr-Anlage, Feuerwarnanlage und andere Sicherheitsvorrichtungen), für die Übertragung von Fernschreib- und Datensignalen und für die Übertragung von Telephonic

Im folgenden wird anhand der Figuren das erfindungsgemäße Verfahren zur Nachrichtenübertragung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Nachrichtenanlage mit einem Übersichts-Blockschaltbild einer Teilnehmerstelle,

Fig. 2 eine Teilnehmerstelle in detaillierter Darstellung,

Fig. 3 eine Überwachungsstation.

In Fig. 1 ist eine Ringleitung 1 gezeigt, auf der Signale in digitaler Form entgegen dem Uhrzeigersinn zirkulieren. Über die Leitung fließt ein ununterbrochener Bitstrom. Eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Bits bilden ein Byte. Auch die Bytes folgen lückenlos aufeinander. Es gibt keine Byterahmen.

2 sind Teilnehmerstationen, die in die Ringleitung eingeschleift sind. Eine dieser Stationen, und zwar eine Telephonteilnehmerstation ist als Blockschaltung dargestellt. 3 ist eine in die Ringleitung eingeschleifte Überwachungsstation, die später besprochen werden wird.

Teilnehmerstation

In der Teilnehmerstation ist la die ankommende, 1 b die abgehende Leitung. Die ankommende Leitung

ίο la ist mit einem Taktgeber 4 verbunden, der aus dem ankommenden Bitstrom Impulse mit Bittakt und Impulse mit Bytetakt erzeugt, welche zur Steuerung der anderen Einheiten dienen. Ferner ist die Eingangsleitung la mit dem Eingang eines Empfangsregisters 5 verbunden. Dieses ist ein Schieberegister, in welches, durch den Taktgeber 4 gesteuert, aiie auf der Leitung ankommenden Impulse eingelesen werden und wo sie im gleichen Takt weitergeschoben werden. Schließlich ist die ankommende Leitung la mit einem elektronisehen Dreiwegschalter 6 verbunden, der von einer Steuerschaltung 7 betätigt wird. Dieser Schalter verbindet die abgehende Leitung Ib in der ersten Stellung (α) mit der ankommenden Leitung la, in der zweiten Stellung (b) mit dem Ausgang eines Sende-

2s Speichers 8, in der dritten Stellung (c) mit dem Ausgang des Empfangsregisters 5. Die Kapazitäten des Empfangsregisters 5 und des Sendespeichers 8 sind gleich groß.

Der Decoder 9 decodiert am Ende eines jeden Bytes den Inhalt des Empfangsregisters 5 und gibt bei der Feststellung gewisser Bitkombinationen Signale an die Steuerschaltung 7. Empfangsspeicher 5 und Sendespeicher 8 sind ferner mit einer Meldungsschaltung 10 verbunden, welche als Zwischenglied zwisehen dem Teilnehmerapparat 11 und den übrigen Schaltungen der Teilnehmerstation dient. Diese Schaltung empfängt Meldungen vom Empfangsregister 5 und setzt die in Signale um, welche vom Teilnehmer aufgenommen werden können (Klingelzeichen, Summtöne, Sprachamplituden); sie empfängt vom Teinehmer Signale (Gabel-, Wählscheiben- und Sprachsignale), die sie in Meldungen umsetzt und an den Sendespeicher 8 weitergibt.

Meldungsempfang und Meldungsabgabe hängen davon ab, in welchem Gesprächszustand sich der Teilnehmer befindet; der Gesprächszustand ist jeweils in der Meldungsschaltung 10 gespeichert und kann durch Signale von der Teilnehmerstation 11 oder vom Empfangsregister 5 kommend verändert werden. Die

so Funktionen der Meldungsschaltung 10 und der Steuerschaltung 7 sind zeitlich voneinander abhängig. Alle Schaltungen der Teilnehmerstelle 2, welche oberhalb des Sendespeichers 8 liegen, arbeiten mit der Bitgeschwindigkeit auf der Leitung, welche beispielsweise zwischen 1 und 10 Mbits/s liegen kann, während die Meldungsschaltung (abgesehen von der Übertragung von Meldungen vom Empfangsregister zur Meldungsschaltung) mit einer wesentlich langsameren Bitgeschwindigkeit auskommt. Es wäre auch möglich, die abgehenden Meldungen im Augenblick vor Beginn der Aussendung vor der Meldungsschaltung direkt auf den Empfangsregister 5 zu übertragen und von dort auszulesen. In diesem Falle würde der Umschalter 6 nur zwei Stellungen haben.

Übertragung

Auf der Ringleitung fließt, wie erwähnt, ein ununterbrochener Bitstrom, wobei eine bestimmte Anzahl

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aufeinanderfolgender Bits ein Byte bildet. Auch die eher S und von dort am Ende jedes Bytes in den Deco-Bytes folgen lückenlos aufeinander. Das Unterschei- der.
den der Bytes geschieht in einem solchen bit- und

byte-synchron betriebenen Netz entweder durch se- Senden/Eintreten
parat übertragene Taktsignale oder durch fortgesetz- s Will die Station ein Telegramm aussenden, so wird tes Abzählen der Grundbitanzahl. Als Referenz dient dieses von der Meldungsschaltung 10 zusammengefür das Abzählen ein von einer Überwachungsstation stellt und im Sendespeicher 8 bereitgestellt. Sobald in Umlauf gesetztes Synchronisationsbyte, auch Pilot- nun der vom Taktgeber gesteuerte Decoder 9 das telegramm genannt, das von allen Stationen empfan- Ende der gerade vorbeilaufenden Bytegruppe anzeigt, gen wird und den Abzähl Vorgang bei jedem Umlauf in schaltet die Steuerschaltung 7 den Umschalter 6 in die synchronisiert. Stellung (b) und das Telegramm wird aus dem Sen-Die Übertragung von Meldungen zwischen den despeicher Bit für Bit auf die Leitung gegeben. Da einzelnen Stationen erfolgt mittels Telegrammen. Je- aber einerseits keine Information verlorengehen soll des Telegramm besteht aus einer Bytegruppe. (Die und andererseits der vorbeifließende Telegramm-Telegrammlänge ist aber in Schritten von einem gan- is strom nicht aufzuhalten ist, werden die während der zen Byte veränderlich.) Sendezeit, d. h. solange die Leitungsunterbrechung

Wenn Telegramme verschiedener Länge vorkom- besteht, zufließenden Telegramme im Empfangsspeimen, muß jedes eine Angabe über seine Länge enthal- eher 5 gespeichert. Unmittelbar nach dem Aussenden ten. Man kann z. B. mit einem speziellen Bit das letzte des letzten Inpulses des Telegramms wird der Schalter Byte eines Telegramms kennzeichnen, es ist auch 20 in die Stellung (c) umgeschaltet, so daß beim nächsten möglich, durch einige Bits im Kopfteil des TeIe- Taktschritt bereits der erste der im Empfangsspeigramms anzugeben, wie viele Bytes es umfaßt. eher 5 gespeicherten Impulse auf die Leitung gegeben

Die Angabe der Telegrammlänge ist ein Beispiel wird. Die Station ist damit in den Ring eingetreten, für Steuerinformation, die jedes Telegramm mit sich ihr Empfangsspeicher bildet einen Bestandteil der führen muß. Zugunsten der Übertragungskapazität 25 Leitung,
muß der Anteil dieser Information möglichst klein gehalten werden. Daneben gibt es Signalisierungsin- Loschen/Austreten
formation, die ebenfalls zur Steuerung der Station Auf die beschriebene Weise kann aber nicht mehr dient, aber seltener übertragen wird. Für diese In- als ein Telegramm gesendet werden. Bevor ein weiteformationsart wird jeweils ein separates, ganzes TeIe- 30 res folgen kann, muß die Station wieder aus der Leigramm verwendet, das als Signalisicrungstelegramm tung austreten,
bezeichnet wird. Das Austreten einer Station aus dem Ring ist prin-

Ein solches enthält Signale, die für alle Stationen zipiell mit dem Löschen eines Telegramms verbunden,

gleich aufgebaut sind, im Gegensatz zu den gewöhnli- Von diesem muß bekannt sein, daß es gelöscht werden

chen Informationstelegrammen, die individuelle, nur 35 darf und daß die betreffende Station dazu befugt ist.

der angesprochenen Station verständliche Informa- Im allgemeinen handelt es sich dabei um Telegramme

tion tragen. mit umgestelltem Markierbit oder um für die Station

Zur Unterscheidung genügt ein einziges Bit, das bestimmte Telegramme, die genauso lang sind wie die

angibt, ob man ein Signalisierungstelegramm oder ein Kapazität des Empfangsspeichers. Sobald ein solches

Informationstelegramm vor sich hat. 40 Telegramm gerade vollständig in den Empfangsspei-

Die Zuordnung der Telegramme zu den Stationen eher eingelaufen ist, erkennt der Decoder entweder

erfolgt durch Adreßcodierung: Jedes Telegramm trägt das umgestellte Markierbit oder die Adresse. Durch

eine Adresse. Für die Adressierung hat man die Wahl das Steuerwerk 7 wird nun der Umschalter 6 in die

zwischen Empfänger- und Absenderadresse. Gewählt Station (α) gestellt. Damit ist das Telegramm aus dem

wurde hier die Absenderadresse. 45 Umlauf genommen und das nachfolgende schließt un-

Eine Bytegruppe, genannt Telegramm, enthält also mittelbar zum vorgehenden auf. Die Station ist jetzt

an bestimmten Stellen folgende Teile: aus der Ringleitung ausgetreten und im Ruhezustand,

1. Eine Adresse. ihr Empfangsspeicher dient nur noch als Empfänger.

2. Ein Bit zur Kennzeichnung als Signalisierungste- Das zurückgehaltene Telegramm wird automatisch legramm oder als Informationstelegramm. 50 gelöscht, indem es hinten aus dem Empfangsspeicher

3. Information, z. B. zu übermittelndes Signal (bei geschoben wird,
einem Signalisierungstelegramm), Empfängeradresse bei einem Anruf, Zeicheninformation Empfangen

bei Fernschreibübermittlung, Amplitudenin- Im Ruhezustand der Station bleibt der Empfangsfonnation bei Telephonie. 55 speicher weiterhin in Betrieb, indem der Inhalt der

4. Eine Angabe über die Länge des Telegramms. auf der Leitung vorbeifließenden Telegramme laufend

5. Ein Markierbit, welches angibt, ob das TeIe- eingelesen wird. Er hält jetzt aber nur die Informatiogramm empfangen wurde. nen für den Decodierer und allenfalls die Meldungs-

6. Ein Überwachungsbit, über das später noch ge- schaltung bereit. Der Decoder prüft bei jedem TeTesprochen wird. 60 gramm, ob es an die eigene Station adressiert ist. Ist

Befindet sich eine Station im Ruhezustand, so ist dies der Fall, so sendet er dem Steuerwerk ein entder Schalter 6 im Zustand (β): Die Eingangsleitung sprechendes Signal. Das Steuerwerk veranlaßt im la ist direkt mit der Ausgangsleitung Ib verbunden. Zeitpunkt, an dem das Markierbit über die Leitung Die auf der Leitung vorbeilaufenden Telegramme ge- le geht, die Umstellung des Markierbits, welches 0 hen ohne Verzögerung zur nächsten Station, abgese- 65 war, in 1, (siehe Beschreibung zu Fig. 2). Die Enthen von den Laufzeiten der Schaltglieder und der für scheidung über die Umwandlung muß erfolgen, ehe das Abtasten zum Zwecke der Regenerierung benö- sich das ganze Telegramm im Empfangsspeicher betigten Zeit; sie gelangen auch in den Eingangsspei- findet, denn während das Markierbit in den Speicher

einläuft, geht es auch über die Leitung zur nächsten Station. Zur Zeit der Entscheidung befindet sich das Telegramm im Empfangsspeicher, also nicht in den bezeichneten Positionen, und der Decoder bzw. die Verbindungen zwischen Empfangsspeicher und Decoder müssen dementsprechend eingerichtet sein.

Durch die Umstellung des Markierbits ist das Telegramm als »empfangen« gekennzeichnet. Dieser passive Empfang bedingt keine Leitungsverlängerung oder Verkürzung, die Telegramme werden lediglich mit dem Markierbit bezeichnet und damit für die Verwendung durch die nachfolgenden Stationen freigegeben. Für den Ring bedeutet dieser passive Empfang also eine Freigabe von Verkehrskapazität. Im aktiven Zustand, wo die Telegramme aus dem Empfangsspeicher an die Leitung weitergegeben werden, stellt die Station nicht das Markierbit um, sondern sie verwendet das empfangene Telegramm, um in den passiven Zustand zurückzukehren.

Detaillierte Beschreibung einer Teilnehmerstelle

Fig. 2 zeigt eine Telephonie-Teilnehmerstation 2 in detaillierter Darstellung. Gleiche Einheiten wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Ziffern bezeichnet, ihre Beschreibung wird nicht wiederholt, sofern von dem betreffenden Teil in Fig. 2 nicht mehr Einzelheiten dargestellt sind als in Fig. 1.

Der Schalter 6 besteht aus drei Und-Toren 6a, 6b, 6c, von denen jeweils eines durchlässig ist. Diese Tore sowie auch andere Tore, von denen später gesprochen werden wird, werden durch das Steuerwerk 7 gesteuert. Die dazu nötigen Steuerverbindungen sind der Übersichtlichkeit halber ausgelassen und jeweils durch ein Kreuz an einem Toreingang angedeutet.

Wenn der Empfangsspeicher 5 gerade mit einer Bytegruppe gefüllt ist, die der Länge des Schieberegisters entspricht, welche Tatsache durch die vom Taktgeber 4 abgegebenen Byteimpulse und durch die Ausgangsimpulse des Signaldecoders 9c festgestellt wird, hat der Inhalt der Einzelteile des Empfangsspeichers 5 folgende Bedeutung: Inhalt des Teiles 5 a Adresse, Sb Signalisierung, 5c Information. Der Inhalt dieser Registerteile kann über die Torgruppen 21, 23, 24, 25 weitergeleitet werden.

Jede Torgruppe besteht aus soviel Toren, wie der betreffende Registerteil Bits enthält. Die Tore einer Gruppe übertragen diese Bits gleichzeitig, wenn sie durch einen vom Steuerwerk kommenden Impuls durchlässig geschaltet werden. Der Inhalt des Adressentefles kann entweder über die Torgruppe 21 zum Adressen-Empfangsregister 22 oder über die Torgruppe 23 zum Decoder 9a gelangen, während er ständig vom Decoder 9b und 9c decodiert wird. Der Signalteil aus Sb geht zum Decoder 9d und der Informationsteil entweder über die Torgruppe 24 zum Decoder 9a oder über die Torgruppe 25 zum Informationsspeicher 26.

Der Decoder 9a gibt ein Ausgangssignal, wenn er an seinem Eingang die eigene Adresse, d. h. die Adresse der betreffenden Teilnehmerstation erhält; Decoder 9b gibt ein Signal ab, wenn sich ein Pilotbyte, ein anderes, wenn sich ein Austrittstelegramm, das im letzten Abschnitt der Beschreibung näher erläutert werden wird, im Empfangsspeicher befindet. Decoder 9c gibt ein Ausgangssignal, wenn er an seinem Eingang die Adresse erhält, die in dem Adressen-Empfangsregister 22 gespeichert ist.

Der Sendespeicher 8 enthält die gleichen Teile wie der Empfangsspeicher, nämlich den Teil 8a für die eigene Adresse, den Teil %b für die Signalisierung und den Teil 8c für die Information. Bevor ein Telegramm ausgesendet wird, werden diese drei Teile gefüllt. Der Teil 8a erhält seinen Inhalt vom Eigenadreßgenerator 30 über die Torgruppe 31, der Teil Sb vom Signalcodegenerator 32 über die Torgruppe 33 und der Informationsteil vom Adressen-Senderegister 34 über

ίο die Torgruppe 35 oder vom Analog-Digitalwandler 36 über die Torgruppe 37.

Die Wahlschaltung 38 empfängt einerseits Signale vom Gabelschalter und der Wähltastatur des Telephonapparates 39, eventuell auch von weiteren

is Druckknöpfen auf diesem Apparat, andererseits vom Steuerwerk 7. In ihr werden die verschiedenen Zustände, die die Station bei einem Anruf durchläuft, gespeichert; je nach dem augenblicklichen Zustand und den empfangenen Signalen wird der Zustand geändert oder hörbare Signale zur eigenen Telephonstation ausgesandt. Es werden verschiedene Arten von Signalisierungstelegrammen unterschieden, beispielsweise: Anruftelegramme; Bereitschaftstelegramme (»Station frei«); Antwort telegram me (Hörer abgehoben nach Anruf); Löschtelegramme (Hörer aufgelegt nach Gesprächszustand).

Nach dem Abheben des Hörers im Telephonapparat 39 und nach der Nummernwahl stellt die Wahlschaltung das Anruftelegramm zusammen. Dessen Informationsteil enthält die Adresse des gerufenen Teilnehmers, die sich in einfacher Weise aus der eingegebenen Rufnummer ableitet. Diese Adresse wird über die Torgruppe 40 zum Adressensenderegister 34 geleitet und bleibt dort während der Gesprächsdauer gespeichert. Nach Gesprächsende wird sie durch ein Signal über den Draht 41 gelöscht. Der Signalcodegenerator 32 erhält den Befehl, den Signalcode für ein Anruftelegramm abzugeben, der Adreßcodegenerator 30 fügt, wie in jedem Telegramm, die eigene Adresse hinzu, und das Telegramm wird in der schon beschriebenen Weise ausgesandt.

Der Empfänger, sofern er frei ist, erkennt in dem Informationsteil eine eigene Adresse und schreibt darauf sofort die Adresse des Anrufers in sein Adressen-Empfangsregister 22. Damit erkennt er in der Folge jedes Telegramm, das von dem rufenden Teilnehmer ausgeht. Außerdem überträgt er die Adresse des Anrufers vom Adressen-Empfangsregister 22 über die Tor-Gruppe 27 und 40 auf das Adressen-Senderegister. Damit ist die Verbindung aufgebaut.

Der gerufene Teilnehmer antwortet mit einem Freitelegramm, das er aus der eigenen Adresse und dem Signalcode »frei« zusammenstellt. Die Wahlschaltung löst das Klingelzeichen aus und bewirkt, wenn der Hörer abgehoben wird, das Aussenden eines Antworttelegramms. Dann erfolgt der Austausch der Information mittels Gesprächstelegrammen, welche als Information jeweils eine codierte Sprachamplitude enthalten, ferner die Kennzeichnung als Gesprächstelegramm und wie immer die Adresse des Absenders. Die Umwandlung der vom Mikrophon 42 abgegebenen Spannungen in digitale Werte erfolgt durch den A/D-Wandler 36, die Rückwandlung durch den D/ A-Wandler 43 für den Telephonhörer 44. Die Bereitstellung des Gesprächstelegramms erfolgt alle 125 us, kann jedoch unterbleiben, wenn keine Gesprächsinformation zu übertragen ist, wenn nämlich der Teil-

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nehmer nicht spricht, was sich dadurch zu erkennen Überwachungsstation infolge Temperatureingibt, daß entweder die vom Mikrophon abgegebene flüssen auf der Leitung und infolge wechselnder Spannung oder deren Änderung seit dem letzten Te- Verzögerungen in den Teilnehmerstellen und legramm gleich Null ist. Die Codierung kann nach ir- Regeneratoren variieren kann, muß in der Übergendeinem der bekannten Verfahren erfolgen (PCM, s wachungsstelle ein Laufzeitausgleich stattfinden, Delta-Modulation usw.). Damit ist die Belegung des derart, daß die ganze Umlaufzeit gleich einer Ringes automatisch der benötigten Übertragungslei- Bytezeit oder eines Vielfachen davon ist.
stung angepaßt. Für andere Arten der Nachrichten- 3. Es ist möglich, daß ein Telegramm durch eine übertragung, z. B. Fernschreiben oder Datenübertra- Störung derart verändert wird, daß es weder der gung, erfolgt die Wahl des Partners in entsprechender io Absender noch der Empfänger erkennt. Ohne Weise; die Aussendung der Telegramme geschieht in Gegenmaßnahmen würde das Telegramm dauder der Übertragungsart angemessenen Frequenz, ernd auf dem Ring umlaufen und mit anderen ohne daß an der Übertragungseinrichtung eine Ände- verstümmelten Telegrammen allmählich den rung vorgenommen werden muß. Ring verstopfen. Um dies zu vermeiden, ist ein

Soll eine Station nur Zeichen aufnehmen, aber nicht is bestimmtes Bit, das sogenannte Überwachungs-

senden, so läßt sich die Einrichtung stark vereinfa- bit, in jedem von einer Station ausgesandten Te-

chen, indem alle Teile, die zur Telegrammaussendung legramm gleich Null und wird beim Durchgang

dienen, fortfallen. Insbesondere fällt der Umschal- durch die Überwachungsstation auf 1 gestellt,

ter 6 und das Senderegister 8 fort, und der Eingang Kommt nun ein Telegramm an der Uberwa-

Ia ist fest mit dem Ausgang Ib verbunden. Die Ver- 20 chungsstelle an, bei dem das Überwachungsbit

einfachung wird noch größer, wenn die Station nur gleich 1 ist, so hat dieses Telegramm mehr als

Telegramme einer bestimmten Gegenstation aufneh- einen Umlauf vollführt und wird eliminiert,

men soll, da dann auch das Adressen-Empfangsregi- Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Überwa-

ster fortfällt und die Adresse der Sendestation fest chungsstation 3, die nach Fig. 1 in die Leitung einge-

im Decoder 9c gespeichert werden kann. Es können 25 schleift ist. Ic ist die ankommende, Id die abgehende

natürlich beliebig viele solcher Nur-Empfänger im Leitung. Im Zuge der Leitung liegt eine Stufe 51 eines

Ring liegen, ohne daß die Belastung des Ringes von Schieberegisters SR, ein Oder-Tor 52, weitere Stufen

deren Zahl abhängt. Derartige Empfänger können 53 des Schieberegisters SR und ein Und-Tor 54. Wei-

beispielsweise sein: Alarmglocken oder andere Si- ter erhält die Überwachungsstation einen Taktgene-

gnalgeber, elektrische Uhren, Steuerschalter für ir- .10 rator 55, der Impulse im Bittakt und im Bytetakt ab-

gendwelche Vorgänge, Lautsprecher. gibt und der durch die ankommenden Impulse im

Bei entsprechender Ausbildung der Meldungs- Bittakt und durch Signale, die er vom Decoder 56 schaltung ist es auch möglich, ohne wesentliche Ver- erhält, im Bytetakt eingestellt wird. Dieser Decoder änderung der Teilnehmerstation Mehradreßverbin- empfängt Signale vom Schieberegister 53 und wird düngen aufzubauen für die gleichzeitige Übertragung .15 vom Taktgeber 55 gesteuert, der ihn bei jedem Byte von Nachrichten von einer Station an eine beliebige abfragt, ob das gerade im Schiebregister 51, 53 beAnzahl von Empfangsstationen. Die Sendestation findliche Byte ein Pilotbyte ist. Wenn dies der Fall sendet dazu eine Reihe von Telegrammen aus, welche ist, wird es unverändert weitergegeben; ist das nicht bewirken, daß die Adresse der Sendestation in die der Fall, erscheint auf der mit (B) bezeichneten Lei-Adressen-Empfangsregister der Empfangsstationen 40 tung ein Signal, welches die Tore 57 und 58 öffnet, eingeschrieben wird. Dabei wird ihnen mitgeteilt, daß Zur gleichen Zeit erscheint das Überwachungsbit an sie nur als Empfänger arbeiten sollen. Alle mit der dem anderen Eingang des Tores 57 und invertiert am Senderadresse versehenen Telegramme werden dann anderen Eingang des Tores 58. Ist es gleich Null, so von allen Empfangsstationen aufgenommen. erscheint ein Signal am Ausgang des Tores 58 und

45 geht über das in diesem Zeitpunkt geöffnete Tor 59

Überwachungsstation _{und das} Oder-Tor 52 zum Schieberegister 53, wird

In der Schleife liegt eine Überwachungsstation 3. also als 1 in das Telegramm eingeführt.

Diese hat keine Vermittlerfunktion: sie enthält kei- Ist das Überwachungsbit gleich 1, so heißt das, daß

nerlei Information über die Teilnehmer und ist voll- ein Telegramm vorliegt, das mehr als einen Umlauf

kommen unabhängig von der Zahl der Teilnehmer so- 50 gemacht hat. Es erscheint ein Signal am Ausgang des

wie ihrer Übertragungsgeschwindigkeit aufgebaut. Sie Tores 57 und stellt den Flipflop 60 um, wodurch das

hat auch keinen Eingang oder Ausgang nach außen, Ausgangstor 54 während eines Bytes gesperrt wird,

außer etwa einen Alarmausgang. Sie erfüllt minde- was das fehlerhafte Telegramm eliminiert, und eine

stens 3 Funktionen: nicht gezeichnete Schaltung sendet ein Telegramm

1. Die Überwachungsstation erzeugt den für den 55 aus, welches eine Austrittsauf förderung enthält und Ring gemeinsamen Bit- und Bytetakt, indem sie, nicht an eine bestimmte Adresse gerichtet ist.
sofern der Ring nicht voll belastet ist, während Wurde auf die beschriebene Weise ein Telegramm der nicht durch Teilnehmertelegramme belegten eliminiert, so muß die Station, die es ausgesandt hatte, Zeit Pilottelegramme und Fälltelegramme aus- wieder in den Ruhezustand zurückkehren. Dies tut sendet, die eine keinem Teilnehmer zugeordnete 6o sie nicht ohne weiteres, da sie auf die Rückkehr des Adresse enthalten. ausgesandtenr Telegramms oder auf eine Antwort des

2. Da der Ring in sich geschlossen ist und die TeIe- Gesprächspartners wartet. Die Rückkehr in den Rugramme nicht von einer Hauptstation ausgehen hezustand soll möglichst schnell erfolgen. Das sicher- oder bei ihr endigen und da der Impulsstrom auf ste Kennzeichen, daß das ausgesandte Telegramm dem Ring bitsynchron und bytesynchron sein 65 verlorengegangen ist, besteht darin, daß das Pilottelesoll, muß die Umlaufzeit auf dem vollständigen gramm zweimal vorbeikommt und nicht das erwartete Ring genau gleich einem Vielfachen der Bytezeit Telegramm. Wenn dies der Fall ist, schaltet sich die sein. Da die Umlaufzeit auf dem Ring ohne Station bereit zum Empfang der Austrittsaufforde-

rung. Diese wird von der betretrenden Station empfangen und eliminiert, indem sie mittels ihres Umschalters ihre Ausgangsleitung, sei es an die Eingangsleitung oder an das Senderegister, anschaltet. Von da an verläuft alles wie normal.

Kommt während einer vorbestimmten Zeit kein Pilottelegramm an, so stellt das Zeitglied 61 das Ausbleiben fest und veranlaßt den Pilotgenerator 62, an geeigneter Stelle ein Pilottelegramm einzufügen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragung zwischen Teilnehmerstellen, die zusammen mit einer Überwachungsstation in Serie in eine geschlossene Ringleitung geschaltet sind,

- auf welcher Ringieitung mit einem festen Takt ununterbrochen Bits in ausschließlich einer Richtung umlaufen,

- wobei jeweils eine feste Anzahl Bits ein Byte bildet und die Nachrichten in Form codeadressierter Bytegruppen zwischen beliebigen Teilnehmerstellen ohne zentrale Vermittlung übertragen werden, is

- wobei jede auf der Ringleitung umlaufende Bytegruppe in jeder Teilnehmerstelle in ein Empfangsregister einläuft,

- wobei jede Teilnehmerstelle jede im Empfangsregister eingelaufene Bytegruppe prüft und bei Übereinstimmung der Bytegnippen-Adressen mit der in der Teilnehmerstelle gespeicherten Adresse die in der Bytegruppe enthaltene Information übernimmt,

- wobei sich jede Teilnehmerstelle entweder in einem Ruhezustand oder in einem Aktivzustand befindet,

- wobei jede Teilnehmerstelle, die sich im Ruhezustand befindet, alle ankommenden Bytegruppen unverzögert wiederaussendet,

- wobei jede Teilnehmerstelle, die sich im Aktivzustand befindet, alle während dieses Aktivzustandes ankommenden Bytegruppen verzögert wieder aussendet,

- und wobei jede Teilnehmerstelle Information, die ausgesendet werden soll, in Form einer Bytegruppe in einem Register bereitstellt,

dadurch gekennzeichnet,

- daß jede Teilnehmerstelle (2) die sich im Ruhezustand befindet, eine bereitgestellte Bytegruppe aussendet, indem im Anschluß an eine die Teilnehmerstelle passierende Bytegruppe die Verbindung des Teilnehmerstellen-Ausganges (Ib) mit dem Teilnehmerstellen-Eingang (la) gelöst wird, dieser Ausgang (Ib) mit dem Ausgang eines die bereitgestellte Bytegruppe enthaltenden Schieberegisters verbunden und die bereitgestellte Bytegruppe seriell auf die Ringleitung ausge- mi sendet wird, und indem nach Aussendung des letzten Bits dieser Bytegruppe der Teilnehmerstellenausgang (Ib) mit dem Ausgang des Empfangsregisters (5) verbunden ist und bleibt,

- und daß jede TeilnehmERStelle (2), die sich im Aktivzustand befindet, in den Ruhezustand zurückkehrt, indem sie eine Bytegruppe, deren Länge der Länge der von ihr ausgesandten ßytegruppe entspricht, aufgrund der mittels eines Decoders (9) erfolgenden Bytegruppen-Prüfung als eine nicht weiterzusendende Bytegruppe erkennt, und nach dem Einlaufen des letzten Bits dieser Bytegruppe den Teilnehmerstellen-Ausgang es (Ib) mit dem Teilnehmerstellen-Eingang (la) verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet,

- daß die bereitgestellte Bytegruppe im Anschluß an eine die Teilnehmerstelle passierende Bytegruppe parallel in das Empfangsregister (5) übertragen und von diesem seriell auf die Ringleitung (1) ausgesendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die bereitgesteilte Bytegruppe in einem Senderegister (8) enthalten ist,

- daß nach Verbindung des Teilnehmerstellen-Ausganges (Ib) mit dem Ausgang des Senderegisters (8) die bereitgestellte Bytegruppe von diesem aus seriell auf die Ringleitung (1) ausgesendet wird,

- und daß nach Aussendung des letzten Bits der bereitgestellten Bytegruppe der Teilnehmerstellen-Äusgang (16) mit dem Ausgang des Empfangsregisters (5) verbunden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilnehmerstelle (2) jede für sie bestimmte Bytegruppe und jede durch eine spezielle Markierung markierte Bytegruppe als nicht weiterzusendende Bytegruppe erkennt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß jede Bytegruppe ein Markierbit umfaßt, dem die erstaussendende Teilnehmerstelle einen ersten logischen Wert zuordnet,

- daß diejenige Teilnehmerstelle, an die die Bytegruppe adressiert ist, beim Wiederaussenden der Bytegruppe dieses Markierbit invertiert,

- und daß die spezielle Markierung durch das invertierte Markierbit dargestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bytegruppen verschiedener Längen jede Bytegruppe mit einer Angabe darüber versehen ist, welches das letzte Byte der Bytegruppe ist, welche Angabe durch die Teilnehmerstellen (2) erkenn- und auswertbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß jede Bytegruppe ein Überwachungsbit umfaßt, dem die erstaussendende Teilnehmerstelle (2) einen ersten logischen Wert zuordnet,

- daß die Überwachungsstation (3) bei jeder durchlaufenden Bytegruppe das Überwachungsbit invertiert,

- und daß die Überwachungsstation (3) jede ankommende Bytegruppe, deren Überwachungsbit invertiert ist, eliminiert.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsstation (3) zur Aufrechterhaltung des Bit- und des Byte-Taktes die ankomnmenden Bits derart verzögert und die Frequenz des Aussende-Taktes derart steuert, daß die Umlaufzeit eines Bytes um den genannten Ring einschließlich der Überwachungsstation (3) gleich wird einem ganzzahligen Vielfachen der Aussendedauer eines Bytes.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsstation (3) Synchronisierungsbytes aussendet, deren Abstände gleich sind der Umlaufzeit eines Bytes um die gesamte Ringleitung (1).

10. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens

nach Anspruch 1, gekennzeichnet in jeder Teilnehmerstelle (2),

— durch einen Taktgeber (4) zum Regenerieren des Bit- und des Bytetaktes und zur Versorgung der Teilnehmerstelle mit diesen Takten,

— durch ein Empfangsregister (5), in das sämtliche über die Ringleitung (la) ankommenden Bytegruppen im Takt der Ringleitung (1) einlaufen,

— durch ein Senderegister (8), in dem jeweils eine auszusendende Bytegruppe bereitstellbar ist,

— durch eine Schalteranordnung (6) mit zugehöriger Steuerung (7), die im Ruhezustand (a) den Teilnehmerstellen-Eingang (la) und im Aktivzustand (6, c) den Serie-Ausgang eines Schieberegisters (5, 8) mit dem Teilnehmerstellen-Ausgang (lfe) verbindet,

— durch ein Adressenregister (30,34) zur Speicherung der zum Empfangen und zum Aussenden von Bytegruppen notwendigen Adressen,

— durch einen Decoder (9) zur Decodierung aller in das Empfangsregister (5) vollständig eingelaufenen Bytegruppen und zur Abgabe von Steuersignalen an die Steuerung (7) entsprechend den Decodierergebnissen, und

— durch eine Meldungsschaltung (10) zur Abgabe eines Steuersignals an die Steuerung (7), wenn eine Bytegruppe im Senderegister (8) bereitgestellt ist.