DE2332599C3 - Verfahren zur Zeit-Multiplex-Nachrichtenübertragung - Google Patents

Description

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 Verfugung. 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 Verfügung 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

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, Ib die abgehende Leitung. Die ankommende Leitung

κι la ist mit einem Taktgeber 4 verbunden, der aus dem ankommenden Bitstrom Impulse mit Bittakt und Impulse mit Bytetakt erzeugt, weiche zur Steuerung der anderen Einheiten dienen. Ferner ist die Eingangsleitung la mit dem Eingang eines Empfangsregisters 5

is verbunden. Dieses ist ein Schieberegister, in welches, durch den Taktgeber 4 gesteuert, alle auf der Leitung ankommenden Impulse eingelesen werden und wo sie im gleichen Takt weitergeschoben werden. Schließlich ist die ankommende Leitung la mit einem elektroni-

2» sehen Dreiwegschalter 6 verbunden, der von einer Steuerschaltung 7 betätigt wird. Dieser Schalter verbindet die abgehende Leitung Ib in der ersten Stellung (a) mit der ankommenden Leitung la, in der zweiten Stellung (b) mit dem Ausgang eines Sende- Speichers 8, in der dritten Stellung (c) mit dem Aus gang des Empfangsregisters 5. Die Kapazitäten des Empfangsregisters 5 und des Sendespeichers 8 sind gleich groß.

Der Decoder 9 decodiert am Ende eines jeden

.Vi 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 zwi- sehen 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 (Klingelzei-

4(i chen, Summtöne, Sprachamplituden); sie empfängt vom Teinehmer Signale (Gabel-, Wahlscheiben- 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 Funktionen der Meldungsschaltung 10 und der Steuerschaltung 7 sind zeitlich voneinander abhängig. Alle Schaltungen der Teilnehmerstelle 2, welche oberhalb

■ (I l.onor. -,

dungsgemäße 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 schwindigkeit 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 mi 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 wurde der Umschalter 6 nur zwei Stellungen haben.

Übertragung

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

aufeinanderfolgender Bits ein Byte bildet. Auch die Bytes folgen lückenlos aufeinander. Das Unterscheiden der Bytes geschieht in einem solchen bit- und byte-synchron betriebenen Netz entweder durch separat übertragene Taktsignale oder durch fortgesetztes Abzählen der Grundbitanzahl. Als Referenz dient für das Abzählen ein von einer Überwachungsstation in Umlauf gesetztes Synchronisationsbyte, auch Pilottelegramm genannt, das von allen Stationen empfangen wird und den Abzählvorgang bei jedem Umlauf synchronisiert.

Die Übertragung von Meldungen zwischen den einzelnen Stationen erfolgt mittels Telegrammen. Jedes Telegramm besteht aus einer Bytegruppe. (Die Telegrammlänge ist aber in Schritten von einem ganzen Byte veränderlich.)

Wenn Telegramme verschiedener Länge vorkommen, muß jedes eine Angabe über seine Länge enthalten. Man kann z. B. mit einem speziellen Bit das letzte Byte eines Telegramms kennzeichnen, es ist auch möglich, durch einige Bits im Kopfteil des Telegramms anzugeben, wie viele Bytes es umfaßt.

Die Angabe der Telegrammlänge ist ein Beispiel für Steuerinformation, die jedes Telegramm mit sich führen muß. Zugunsten der Übertragungskapazität muß der Anteil dieser Information möglichst klein gehalten werden. Daneben gibt es Signalisierungsinformation, die ebenfalls zur Steuerung der Station dient, aber seltener übertragen wird. Für diese Informationsart wird jeweils ein separates, ganzes Telegramm verwendet, das als Signalisierungstelegramm bezeichnet wird.

Ein solches enthält Signale, die für alle Stationen gleich aufgebaut sind, im Gegensatz zu den gewöhnlichen lnformationstelegrammcn, die individuelle, nur der angesprochenen Station verständliche Information tragen.

Zur Unterscheidung genügt ein einziges Bit, das angibt, ob man ein Signalisierungstelegramm oder ein Informationstelegramm vor sich hat.

Die Zuordnung der Telegramme zu den Stationen erfolgt durch Adreßcodierung: Jedes Telegramm trägt eine Adresse. Für die Adressierung hat man die Wahl zwischen Empfänger- und Absenderadresse. Gewählt wurde hier die Absenderadresse.

Eine Bytegruppe, genannt Telegramm, enthält also an bestimmten Stellen folgende Teile:

1. Eine Adresse.

2. Ein Bit zur Kennzeichnung als Signalisierungstelegramm oder als Informationstelegramm.

3. Information, z. B. zu übermittelndes Signal (bei einem Signalisierungstelegramm), Empfängeradresse bei einem Anruf, Zeicheniniorrnatiori bei Fernschreibübermittlung. Amplitudeninformation bei Telephonic

4. Eine Angabe über die Länge des Telegramms.

5. Ein Markierbit, welches angibt, ob das Telegramm empfangen wurde.

6. Ein Überwachungsbit, über das später noch gesprochen wird.

Befindet sich eine Station im Ruhezustand, so ist der Schalter 6 im Zustand (α): Die Eingangsleitung la ist direkt mit der Ausgangsleitung Ib verbunden. Die auf der Leitung vorbeilaufenden Telegramme gehen ohne Verzögerung zur nächsten Station, abgesehen von den Laufzeiten der Schaltglieder und der für das Abtasten zum Zwecke der Regenerierung benötigten Zeit; sie gelangen auch in den Eingangsspeicher 5 und von dort am Ende jedes Bytes in den Decoder.

Senden/Eintreten

Will die Station ein Telegramm aussenden, so wird dieses von der Meldungsschaltung 10 zusammengestellt und im Sendespeicher 8 bereitgestellt. Sobald nun der vom Taktgeber gesteuerte Decoder 9 das Ende dergerade vorbeilaufenden Bytegruppe anzeigt,

κι schaltet die Steuerschaltung 7 den Umschalter 6 in die Stellung (b) und das Telegramm wird aus dem Sendespeicher Bit für Bit auf die Leitung gegeben. Da aber einerseits keine Information verlorengehen soll und andererseits der vorbeifließende Telegrammstrom nicht aufzuhalten ist, werden die während der Sendezeit, d. h. solange die Leitungsunterbrechung besteht, zufließenden Telegramme im Empfangsspeicher 5 gespeichert. Unmittelbar nach dem Aussenden des letzten Inpulses des Telegramms wird der Schalter

:<i in die Stellung (c) umgeschaltet, so daß beim nächsten Taktschritt bereits der erste der im Empfangsspeichcr 5 gespeicherten Impulse auf die Leitung gegeben wird. Die Station ist damit in den Ring eingetreten, ihr Empfangsspeicher bildet einen Bestandteil der Leitung.

Löschen/ Austreten

Auf die beschriebene Weise kann aber nicht mehr als ein Telegramm gesendet werden. Bevor ein weite-

3(i res folgen kann, muß die Station wieder aus der Leitung austreten.

Das Austreten einer Station aus dem Ring ist prinzipiell mit dem Löschen eines Telegramms verbunden. Von diesem muß bekannt sein, daß es gelöscht werden darf und daß die betreffende Station dazu befugt ist. Im allgemeinen handelt es sich dabei um Telegramme mit umgestelltem Markierbit oder um für die Station bestimmte Telegramme, die genauso lang sind wie die Kapazität des Empfangsspeichers. Sobald ein solches

4(i Telegramm gerade vollständig in den Empfangsspeicher eingelaufen ist, erkennt der Decoder entweder das umgestellte Markierbit oder die Adresse. Durch das Steuerwerk 7 wird nun der Umschalter 6 in die Station (a) gestellt. Damit ist das Telegramm aus dem Umlauf genommen und das nachfolgende schließt unmittelbar zum vorgehenden auf. Die Station ist jetzt aus der Ringleitung ausgetreten und im Ruhezustand, ihr Empfangsspeicher dient nur noch als Empfänger. Das zurückgehaltene Telegramm wird automatisch

5(i gelöscht, indem es hinten aus dem Empfangsspeicher geschoben wird.

Empfangen

Im Ruhezustand der Station bleibt der Empfangsspeicher weiterhin in Betrieb, indem der Inhalt der auf der Leitung vorbeifließenden Telegramme laufend eingelesen wird. Er hält jetzt aber nur die Informationen für den Decodierer und allenfalls die Meldungsschaltung bereit. Der Decoder prüft bei jedem TeTe-Wi gramm, ob es an die eigene Station adressiert ist. Ist dies der Fall, so sendet er dem Steuerwerk ein entsprechendes Signal. Das Steuerwerk veranlaßt im Zeitpunkt, an dem das Markierbit über die Leitung la geht, die Umstellung des Markierbits, welches 0 f>5 war, in 1, (siehe Beschreibung zu Fig. 2). Die Entscheidung über die Umwandlung muß erfolgen, ehe sich das ganze Telegramm im Empfangsspeicher befindet, 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 Sa 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 Adressenteiles kann entweder über die Torgruppe 21 zum Adressen-Empfangsregister 22 oder über die Torgriippe 23 zum Decoder 9a gelangen, während er ständig vom Decoder 9ö 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 9 b 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 9 c 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 Sb für die Signalisierung und den Teil 8f für die Information. Bevor ein Telegramm ausgesendet wird, werden diese drei Teile gefüllt. Der Teil 8ö 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

κι 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

ι? 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 ge-

2(i ändert oder hörbare Signale zur eigenen Telephonstation ausgesandt. Es werden verschiedene Arten von Signalisierungstelegrammen unterschieden, beispielsweise: Anruftelegramme; Bereitschaftstelegramme (»Station frei«); Antworttelegramme (Hörer abgeho-

ben 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

m\ 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

4(1 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 Anruferr vom Adressen-Empfangsregister 22 über die Tor-Gruppe 27 und 40 auf das Adressen-

5Ii Senderegister. Damit ist die Verbindung aufgebaut.

Der gerufene Teilnehmer antwortet mit einem Freitelegramm, das er aus der eigenen Adresse und dem Signaicode »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

6(i 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 Gesprächsinfonnation zu übertragen ist, wenn nämlich der Teil-

nehmer nicht spricht, was sich dadurch zu erkennen gibt, daß entweder die vom Mikrophon abgegebene Spannung oder deren Änderung seit dem letzten Telegramm gleich Null ist. Die Codierung kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren erfolgen (PCM, Delta-Modulation usw.). Damit ist die Belegung des Ringes automatisch der benötigten Übertragungsleistung angepaßt. Für andere Arten der Nachrichtenübertragung^. B. Fernschreiben oder Datenübertragung, erfolgt die Wahl des Partners in entsprechender Weise; die Aussendung der Telegramme geschieht in der der Übertragungsart angemessenen Frequenz, ohne daß an der Übertragungseinrichtung eine Änderung vorgenommen werden muß.

Soll eine Station nur Zeichen aufnehmen, aber nicht senden, so läßt sich die Einrichtung stark vereinfachen, indem alle Teile, die zur Telegrammaussendung dienen, fortfallen. Insbesondere fällt der Umschalter 6 und das Senderegister 8 fort, und der Eingang la ist fest mit dem Ausgang Ib verbunden. Die Vereinfachung wird noch größer, wenn die Station nur Telegramme einer bestimmten Gegenstation aufnehmen soll, da dann auch das Adressen-Empfangsregister fortfällt und die Adresse der Sendestation fest im Decoder 9c gespeichert werden kann. Es können natürlich beliebig viele solcher Nur-Empfänger im Ring liegen, ohne daß die Belastung des Ringes von deren Zahl abhängt. Derartige Empfänger können beispielsweise sein: Alarmglocken oder andere Signalgeber, elektrische Uhren, Steuerschalter für irgendwelche Vorgänge, Lautsprecher.

Bei entsprechender Ausbildung der Meldungsschaltung ist es auch möglich, ohne wesentliche Veränderung der Teilnehmerstation Mehradreßverbindungen aufzubauen für die gleichzeitige Übertragung von Nachrichten von einer Station an eine beliebige Anzahl von Empfangsstationen. Die Sendestation sendet dazu eine Reihe von Telegrammen aus. weiche bewirken, daß die Adresse der Sendestation in die Adressen-Empfangsregister der Empfangsstationen eingeschrieben wird. Dabei wird ihnen mitgeteilt, daß sie nur als Empfänger arbeiten sollen. Alle mit der Senderadresse versehenen Telegramme werden dann von allen Empfangsstationen aufgenommen.

Überwachungsstation

In der Schleife liegt eine Überwachungsstation 3. Diese hat keine Vermittlerfunktion: sie enthält keinerlei Information über die Teilnehmer und ist vollkommen unabhängig von der Zahl der Teilnehmer sowie ihrer Übertragungsgeschwindigkeit aufgebaut. Sie hat auch keinen Eingang oder Ausgang nach außen, außer etwa einen Alarmausgang. Sie erfüllt mindestens 3 Funktionen:

1. Die Überwachungsstation erzeugt den für den Ring gemeinsamen Bit- und Bytetakt, indem sie, sofern der Ring nicht voll belastet ist, während der nicht durch Teilnehmertelegramme belegten Zeit Pilottelegramme und Fülltelegramme aussendet, die eine keinem Teilnehmer zugeordnete Adresse enthalten.

2. Da der Ring in sich geschlossen ist und die Telegramme nicht von einer Hauptstation ausgehen oder bei ihr endigen und da der Impulsstrom auf dem Ring bitsynchron und bytesynchron sein soll, muß die Umlaufzeit auf dem vollständigen Ring genau gleich einem Vielfachen der Bytezeit sein. Da die Umlaufzeit auf dem Ring ohne Überwachungsstation infolge Temperatureinflüssen auf der Leitung und infolge wechselnder Verzögerungen in den Teilnehmerstellen und Regeneratoren variieren kann, muß in der Überwachungsstelle ein Laufzeitausgleich stattfinden,

derart, daß die ganze Umlaufzeit gleich einer Bytezeit oder eines Vielfachen davon ist.
3. Es ist möglich, daß ein Telegramm durch eine Störung derart verändert wird, daß es weder der in Absender noch der Empfänger erkennt. Ohne

Gegenmaßnahmen würde das Telegramm dauernd auf dem Ring umlaufen und mit anderen verstümmelten Telegrammen allmählich den Ring verstopfen. Um dies zu vermeiden, ist ein is bestimmtes Bit, das sogenannte Überwachungsbit, in jedem von einer Station ausgesandten Telegramm gleich Null und wird beim Durchgang durch die Überwachungsstation auf 1 gestellt. Kommt nun ein Telegramm an der Überwa-2Ii chungssk Ue an, bei dem das Überwachungsbit

gleich 1 ist, so hat dieses Telegramm mehr als einen Umlauf vollführt und wird eliminiert.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Überwachungsstation 3, die nach Fig. 1 in die Leitung eingeschleift ist. Ic ist die ankommende, Id die abgehende Leitung. Im Zuge der Leitung liegt eine Stufe 51 eines Schieberegisters SR, ein Oder-Tor 52, weitere Stufen 53 des Schieberegisters SR und ein Und-Tor 54. Weiter erhält die Überwachungsstation einen Taktgene-.1Ii rator 55, der Impulse im Bittakt und im Bytetakt abgibt und der durch die ankommenden Impulse im Bittakt und durch Signale, die er vom Decoder 56 erhält, im Bytetakt eingestellt wird. Dieser Decoder empfängt Signale vom Schieberegister 53 und wird vom Taktgeber 55 gesteuert, der ihn bei jedem Byte abfragt, ob das gerade im Schiebregister 51, 53 befindliche Byte ein Pilotbyte ist. Wenn dies der Fall ist, wird es unverändert weitergegeben; ist das nicht der Fall, erscheint auf der mit (B) bezeichneten Leitung ein Signal, welches die Tore 57 und 58 öffnet. Zur gleichen Zeit erscheint das Überwachungsbit an dem anderen Eingang des Tores 57 und invertiert am anderen Eingang des Tores 58. 1st es gleich Null, so erscheint ein Signal am Ausgang des Tores 58 und geht über das in diesem Zeitpunkt geöffnete Tor 59 und das Oder-Tor 52 zum Schieberegister 53, wird also als 1 in das Telegramm eingeführt.

Ist das Überwachungsbit gleich 1, so heißt das, daß

ein Telegramm vorliegt, das mehr als einen Umlauf

so gemacht hat. Es erscheint ein Signal am Ausgang des

Tores 57 und stellt den Flipflop 60 um, wodurch das

Ausgangstor 54 während eines Bytes gesperrt wird,

was das fehlerhafte Telegramm eliminiert, und eine nicht gezeichnete Schaltung sendei ein Telegramm

aus, welches eine Austrittsaufforderung enthält und nicht an eine bestimmte Adresse gerichtet ist.

Wurde auf die beschriebene Weise ein Telegramm eliminiert, so muß die Station, die es ausgesandt hatte, wieder in den Ruhezustand zurückkehren. Dies tut 6(i sie nicht ohne weiteres, da sie auf die Rückkehr des ausgesandten Telegramms oder auf eine Antwort des Gesprächspartners wartet. Die Rückkehr in den Ruhezustand soll möglichst schnell erfolgen. Das sicherste Kennzeichen, daß das ausgesandte Telegramm h5 verlorengegangen ist, besteht darin, daß das Pilottelegramm zweimal vorbeikommt und nicht das erwartete Telegramm. Wenn dies der Fall ist, schaltet sich die Station bereit zum Empfang der Austrittsaufforde-

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rung. Diese wird von der betreffenden Station emp- Kommt während einer vorbestimmten Zeit kein

fangen und eliminiert, indem sie mittels ihres Um- Pilottelegramm an, so stellt das Zeitglied 61 das

schalters ihre Ausgangüeitung, sei es an die Ausbleiben fest und veranlaSt den Pilotgenerator 62.

Eingangsleitung oder a.i das Sende register, anschaltet. an geeigneter Stelle ein Pilottelegramm einzufü-

Von da an verläuft alles wie normal. > gen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

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

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

- 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 2» und bei Übereinstimmung der Bytegruppen-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, 3<i

- 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 Teilnehmersteile (2) die sich im Ru- Mt hezustand 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 (1 b) mit dem Ausgang eines die bereitgestellte Bytegruppe enthaltenden Schieberegisters verbunden und die bereitgestellte Bytegruppe seriell auf die Ringleitung ausge- so 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 TeilnehmKRStelle (2), die sich im Aktivzustand befindet, in den Ruhezustand zurückkehrt, indem sie eine Bytegruppe, deren Länge der Länge der von ihr ausgesandten Pytegruppe 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 (Ib) mit dem Teilnehmerstellen-Eingang (la) verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet,

- daß die bereitgestellte Bytegruppe im Anschluß an eine die TeiJnehmersteüe 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 bereitgestellte 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-Ausgang (Ib) 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 Jie 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

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nach Anspruch 1, gekennzeichnet in jeder Teil- einen Schalter, mittels dessen der Informationsfluß

nehmerstelle (2), vom Eingang des Schieberegisters zu dessen Ausgang

- durch einen Taktgeber (4) zum Regenerieren entweder unverzögert oder verzögert geleitet werden des Bit- und des Bytetaktes und zur Versor- kann. Soll Information in die Ringleitung eingespeist gung der Teilnehmerstelle mit diesen Takten, 5 werden, so wird bei geöffnetem Schalter der ankom-

- durch ein Empfangsregister f5), in das samt- tnende Signalfluß über das Schieberegister so lange liehe über die Ringleitung (la) ankommen- verzögert, bis die zu sendende Information auf die den Bytegruppen im Takt der Ringleitung (1) Ringleitung ausgegeben ist. An das Ende dieser Ineinlaufen, formation schließt sich dann nahtlos die verzögerte

- duich ein Senderegister (8), in dem jeweils κι Information an. Befindet sich im Schieberegister daeine auszusendende Bytegruppe bereitstell- gegen Information, die nicht weitergesendet werden bar ist, soll, so kann durch Kurzschließen des Schalters unter

- durch eine Schalteranordnung (6) mit züge- Auslassung der im Schieberegister befindlichen Inhöriger Steuerung (7), die im Ruhezustand formation an die vorausgehende Information die (α) den Teilnehmerstellen-Eingang (la) und is nachfolgende Information nahtlos angeschlossen werim Aktivzustand (b, c) den Serie-Ausgang den.

eines Schieberegisters (5, 8) mit dem Teil- Die genannte Schrift beschreibt in sehr knapper

nehmerstellen-Ausgang (Ib) verbindet, Form eine Idee. Sie gibt aber damit kaum eine techni-

- durch ein Adressenregister (30,34) zur Spei- sehe Lehre f'ir ein funktionsfähiges Verfahren zur cherung der zum Empfangen unJ zum Aus- 2ti Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragung auf einer senden von Bytegruppen notwendigen Ringleitung.

Adressen, Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges

- durch einen Decoder (9) zur Decodierung al- brauchbares Verfahren zur Zeitmultiplex-Nachrichler in das Empfangsregister (5) vollständig tenübertragung zwischen Teilnehmerstellen eines eingelaufenen Bytegruppen und zur Abgabe 25 Ringsystems anzugeben, bei dem Übertragungskapavon Steuersignalen an die Steuerung (7) ent- zität für jede zwischen Teilnehmerstellen dieses Sysprechend den Decodierergebnissen, und stems bestehende Verbindung nur dann und im dem

- durch eine Meldungsschaltung (10) zur Ab- für diese Verbindung augenblicklich benötigten Umgäbe eines Steuersignals an die Steuerung fang zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch kann die (7), wenn eine Bytegruppe im Senderegister 30 Anzahl der gleichseitigen Verbindungen beliebig groß (8) bereitgestellt ist. werden, wobei beim Erreichen der Maximalkapazität

diese auf alle bestehenden Verbindungen gemäß ihrem augenblicklichen Bedarf verteilt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen 35 des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge-

löst.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 können Bytegruppen, die von einer Teilnehmerstelle empfangen wurden, wieder auf die Ringleitung gelanger, und 40 diese belasten. Sie haben dabei keinen weiteren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zeitmulti- Zweck, als der Teilnehmerstelle, die sie abgesandt hat, plex-Nachrichtenübertragung zwischen Teilnehmer- mitzuteilen, daß sie in den Ruhezustand zurückkehren stellen, die zusammen mit einer Überwachungsstation kann. In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung in Serie in eine geschlossene Ringleitung geschaltet versieht daher jede aussendende Teilnehmerstelle sind entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1. 45 jede an einen bestimmten Empfänger gerichtete Ringleitungen zur Nachrichtenübertragung sind Bytegruppe mit einem Markierbit. Die empfangende bekannt. So beschreibt die britische Patentschrift Teilnehmerstelle invertiert dieses Bit beim Wieder-1182363 ein Nachrichlenübertragungsverfahren auf aussenden. Jede Teilnehmerstelle, die eine Byteeiner Ringleitung, bei welchem ein Zeitgeber einen gruppe ausgesendet hat und noch nicht in die Ruhe-Zeitrahmen festlegt, der sich aus Zeitschlitzen zusam- 50 lage zurückgekehrt ist, gibt die nächste Bytegruppe, mensetzt, deren jeder einem Zeitkanal zugeordnet ist. die die gleiche Länge hat wie die von ihr ausgesandte Für den Aufbau einer Verbindung zwischen zwei Teil- Bytegruppe und deren Markierbit umgestellt ist, nicht nehmerstellen sendet die anrufende Teilnehmerstelle weiter und kehrt in die Ruhelage zurück,
in einem freien Zeitkanal die Adresse der angerufenen Damit ergibt sich ein Prinzip für die Zuteilung der

Teilnehmerstelle. Nach Decodierung der Adresse in 55 Bytegruppen, die im folgenden als Telegramme beder angerufenen Teilnehmerstelle schaltet sich diese zeichnet werden, da sie die Träger der zwischen den auf den Zeitkanal, in dem dann Nachrichten zwischen Teilnehmern übertragenen Information sind. Jede den Teilnehmerstellen bis zur Auflösung der Verbin- Station kann dann in den Ruhezustand zurückkehdung übertragen werden. Dabei steht der Zeitkanal ren, indem sie ein Telegramm aus dem Verkehr während der ganzen Dauer der Verbindung nur diesen 60 zieht.

Teilnehmerstellen zur Verfugung, auch wenn er zeit- Sobald dies geschehen ist, kann die Station erneut

weise dabei nicht voll ausgenutzt wird. ein Telegramm aussenden. Dies hat zur Folge, daß

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 13, sie mehrere Telegramme gleichzeitig im Umlauf ha-Nr. 8, Jan. 71, S. 2184/2185 ist weiter ein Verfahren ben kann. Deren maximale Zahl ist gegeben durch bekannt, mittels dessen Information aus dem In- 65 die Summe der Anzahl Telegramme mit umgestelltem formationsfluß auf einer Ringleitung herausgenom- Markierbit und der Anzahl der für die Station bemen bzw. in diesen eingefügt werden kann. Die hierzu stimmten Telegramme, die während einer Umlaufzeit benötigte Vorrichtung besitzt ein Schieberegister und an ihrem Eingang eintreffen.