DE10220765A1

DE10220765A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Signalübertragung

Info

Publication number: DE10220765A1
Application number: DE2002120765
Authority: DE
Inventors: Andreas Czechanowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-11-20
Also published as: WO2003096602A1; AU2003240401A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind, wobei über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Signalrichtung von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer übertragbar ist und über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Signalrichtung von dem zweiten zu dem ersten Teilnehmer übertragbar ist, wobei jeweils über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich zum ersten Signal und zum zweiten Signal übertragbar ist, indem symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der ersten oder der zweiten Signalrichtung übertragen wird, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind sowie einen Sendeteilnehmer und einen Empfangsteilnehmer gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Die DE 198 46 596 A1 zeigt dazu ein Messsystem, wobei ein Mess-/Steuerungsgerät und ein Messgerät über ein Netzwerk miteinander verbunden sind. Dabei ist als Beispiel einer Konfiguration eines Messsystems gezeigt, ein 10Base-T Ethernet als Computernetzwerk zu verwenden. Dadurch können eine Vielzahl von Mess-/Steuerungsgeräten und eine Vielzahl von verteilten Messgeräten über ein 10Base-T-Kabel mit einem 10Base-T- Netzknoten bzw. einer 10Base-T-Unterzentrale verbunden werden, wodurch das beschriebene Computernetzwerk gebildet wird. Somit ist die Vernetzung der Teilnehmer, insbesondere von Messgeräten, über Ethernet im Stand der Technik gezeigt.
Allerdings ergeben sich dabei im Rahmen der Synchronisation die nachfolgend beschriebenen Probleme. Dabei sind beispielsweise Messanwendungen betroffen, bei denen eine Abtastung der physikalischen Größen in einem konstanten zeitlichen Raster erfolgt. Soll eine Vielzahl von Messkanälen gleichzeitig erfasst werden, so bietet sich die Verwendung eines Systems an, bei dem die Abtastung von einer zentralen Taktgebereinheit gesteuert wird. Dadurch ist selbst bei einer sehr hohen Zahl von Messpunkten gewährleistet, dass eine eindeutige zeitliche Zuordnung von Signalen beliebiger Kanäle möglich ist. Wird dabei beispielsweise aufgrund einer hohen Kanalzahl eine Aufteilung auf mehrere Geräte durchgeführt, muss eine Maßnahme getroffen werden, um die Abtastung in den Geräten gleich laufen zu lassen. Dies kann entweder dadurch erfolgen, dass alle Geräte einen gemeinsamen Muttertakt erhalten oder mit Hilfe eines von außen vorgegebenen gemeinsamen Abtasttaktes. Dabei ist es auch wünschenswert, die Messung in allen Geräten zu einem definierten Zeitpunkt zu starten, um eine feste Zuordnung der Messwerte unterschiedlicher Geräte zu erzielen.
Zur Verteilung eines dazu verwendbaren synchronisierenden Signals sind im Allgemeinen zusätzliche Leitungen vorzusehen, welche die Geräte sternförmig oder in einer Kette mit dem Signal versorgen. Dies bereitet insbesondere bei räumlich weit entfernten Geräten Schwierigkeiten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine zusätzliche Signalübertragung über bereits bestehende Signalleitungen zweier Teilnehmer zu ermöglichen, insbesondere als einheitliches Verfahren zur Übertragung einer absoluten oder relativen Systemzeit, oder auch beispielsweise zur Einspeisung eines Systemtakts.

Vorteile der Erfindung

Zur Lösung der oben beschriebenen Problematik wird vorgeschlagen, eine zusätzliche Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind so durchzuführen, dass insbesondere bei einer Ethernet-Verbindung beispielsweise ein synchronisierendes Signal, eben zur Übertragung einer absoluten oder relativen Systemzeit oder auch als Systemtakt, verwendet wird. Dazu geht die Erfindung von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern aus, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind, wobei über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Signalrichtung von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer übertragbar ist und über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Signalrichtung von dem zweiten zu dem ersten Teilnehmer übertragbar ist.
Vorteilhafter Weise wird nun über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Signal übertragen, indem symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der ersten oder der zweiten Signalrichtung übertragen wird, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.
Dabei ist es dann vorteilhafter Weise möglich, dass das erste Signal, das zweite Signal und das dritte Signal gleichzeitig übertragen werden.
Zweckmäßiger Weise werden dazu die dritten Signale, also die zusätzlichen Signale auf jedem Leitungspaar mit gleichem Vorzeichen versendet, so dass diese sich bei einer Differenzbildung der Signale des jeweiligen Leitungspaares gegenseitig aufheben und somit die Signalübertragung je Leitungspaar nicht verändern bzw. nicht verfälschen, sich andererseits bei beiden Leitungspaaren aber in ihren Vorzeichen unterscheiden, so dass sich bei einer Differenzbildung über die tatsächlichen Signale auf den Leitungspaaren das zusätzliche, dritte Signal ergibt.
Dies wird vorteilhafter Weise auch dadurch erreicht, dass erste und zweite Signale vergleichbaren oder gleichen Signalpegels bezogen auf ein Bezugspotential, aber umgekehrten Vorzeichens auf jedem Leitungspaar übertragen werden, so dass diese sich ohne Differenzbildung auslöschen, und dass jedes Leitungspaar ohne Differenzbildung quasi potentialfrei ist.
In einer besonderen Ausgestaltung ist die Signalrichtung des dritten Signals zwischen der ersten und zweiten Signalrichtung umschaltbar, so dass jeder der wenigstens zwei Teilnehmer einerseits als Sender und andererseits als Empfänger fungieren kann, wodurch ein Halbduplexbetrieb in der Signalübertragung realisiert werden kann.
Zweckmäßiger Weise erhält die erfindungsgemäße Vorrichtung Leitungswicklungen zur galvanischen Trennung jedes Leitungspaares vom entsprechenden Teilnehmer, wobei die Leitungswicklungen eine Mittelanzapfung aufweisen und die jeweiligen Mittelanzapfungen eines Teilnehmers durch eine Leitung verbunden werden.
Zweckmäßiger Weise weist diese verbindende Leitung jeweils einen Widerstand an jeder Mittelanzapfung zur Anpassung des Gleichtaktwellenwiderstandes auf.
Dabei ist zweckmäßiger Weise durch die Leitung ein Sendemittel oder ein Empfangsmittel mit den jeweiligen Mittelanzapfungen verbunden bzw. für den Fall, dass in einer besonderen Ausgestaltung zusätzlich ein Schaltmittel vorgesehen ist, kann beim jeweiligen Teilnehmer jeweils ein Empfangsmittel und ein Sendemittel vorgesehen sein, wobei durch das Schaltmittel die Signalrichtung im Rahmen eines Halbduplexbetriebes koordiniert umgeschaltet werden kann.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung sind die beiden Teilnehmer über eine Ethernet-Verbindung miteinander gekoppelt, so dass das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar einer Ethernet-Verbindung entsprechen, insbesondere einer verdrillten Ethernet-Verbindung, wodurch eine Querkopplung von Sende- und Empfangspaar, bezogen auf die Leitungspaare, weitgehend unterdrückt werden kann.
Ebenso ist die Erfindung auf einen Sendeteilnehmer sowie einen Empfangsteilnehmer zur Signalübertragung gerichtet.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Merkmalen der Ansprüche.

Zeichnung

Die Erfindung wird im Weiteren anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1a als Ausgangspunkt eine Verbindung zweier Teilnehmer über zwei Leitungspaare.
Der Signalverlauf auf den Leitungspaaren sowie eine entsprechende Differenzbildung ist in den Fig. 1b bis 1e dargestellt.
Fig. 2a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung eines zusätzlichen dritten Signals über die Leitungspaare.
Ein Beispiel für dabei auftretende Signale auf den Leitungspaaren sowie das zusätzliche dritte Signal ist in den Fig. 2b bis 2f dargestellt.
Eine besondere erfindungsgemäße Ausgestaltung zur Realisierung eines Halbduplexbetriebes mit Schaltmitteln zur Umschaltung zwischen Empfangs- und Sendeseite bezüglich der zusätzlichen dritten Signale ist in Fig. 3 dargestellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Umstand aus, dass die beteiligten Teilnehmer, insbesondere Messgeräte, eine Verbindung über Leitungspaare gemäß Fig. 1a, insbesondere einen Ethernet-Anschluss besitzen. Im Weiteren wird dabei von einer Ethernet-Verbindung ausgegangen, was aber nicht als einschränkend bezüglich der Erfindung betrachtet werden kann, da jede vergleichbare Verbindung über entsprechende Leitungspaare und entsprechende Differenzbildung als Grundlage für die Erfindung dienen kann.
Damit kann auf den Leitungen, über die der Netzwerkverkehr mit einem Host oder auch der Teilnehmer untereinander abgewickelt wird, gleichzeitig und ohne Beeinflussung ein zusätzliches Signal, insbesondere ein Signal zur Zeitsynchronisierung übertragen werden, wie nachfolgend beschrieben. Dabei wird beispielsweise auf die besondere physikalische Struktur einer Twisted-Pair Ethernet-Verbindung aufgebaut. Bei diesen Standards, z. B. 10Base-T für 10 Mbit/s bzw. 100Base-TX für 100 Mbit/s, usw. werden je zwei verdrillte Adern einer geschirmten Leitung zur Übertragung pro Richtung verwendet, wie dies in Fig. 1a gezeigt ist. Darin sind auf beiden Seiten der Signalübertragungsstrecke Transceiver-Bausteine 1 und 4 dargestellt. Diese sind aufgeteilt in einen Senderteil 11 bzw. 42 und einen Empfangsteil oder Empfängerteil 12 bis 41. Diese sind durch Hochfrequenzübertragerpaare 2 und 3 galvanisch von den Leitungspaaren 51, 52 und 61, 62 entkoppelt. Dies wird durch die Entkoppelelemente 21, 22, 31 und 32 dargestellt. Als Basispotentiale sind in den Transceiver-Bausteinen 1 und 4 Masseanschlüsse dargestellt. Die Tranceiver-Bausteine sind dabei in Teilnehmer integriert oder diesen vorgelagert, also mit den Teilnehmern verbunden. Ebenso können die erfindungsgemäßen Abläufe sowohl im Baustein als auch im Teilnehmer oder in beiden ablaufen.
Im weiteren wird deshalb keine Unterscheidung mehr zwischen Teilnehmer und Tranceiverbaustein getroffen, also der Baustein 1 bzw. 4 sowohl als Teilnehmer als auch als Tranceiver bezeichnet.
Die zu übertragende Signale sind frei von Gleichanteilen und werdenelektrisch/symmetrisch über die verdrillten Adernpaare 51, 52 sowie 61, 62 geführt. Dabei wird erfindungsgemäß auf eine Anpassung von Sender-, Empfänger- und Leitungsimpedanz geachtet. Durch die Verdrillung wird eine Querkopplung von Sende- und Empfangspaar weitgehend unterdrückt.
In den Fig. 1b bis 1e wird nun symbolisch die Signalübertragung über die Leitungspaare sowie die Differenzbildung und das entsprechende Endsignal dargestellt. Dabei werden beispielhafte Signale zur Erläuterung der Erfindung eingesetzt, durch welche keine Einschränkung der erfindungswesentlichen Ideen vorgegeben sind. Alle weiteren Signale und Signalverläufe sind dabei erfindungsgemäß denkbar.
Fig. 1b zeigt beispielhaft ein Signal über Leitung 51 mit einem Signalpegel bzw. einer Signalhöhe S1. Dieses Signal ist high (besitzt also besagten Signalpegel) von T1 bis T2 und von T4 bis T5 sowie von T6 bis T8. Auf Leitung 52 wird entsprechend das komplementäre Signal also mit negativem Vorzeichen übertragen, das in den besagten Bereichen T1 bis T2, T4 bis T5 und T6 bis T8 einen Pegel S2 aufweist. Dabei sind beide Pegel S1 und S2 bezogen auf ein Bezugspotential dargestellt, welches nicht notwendigerweise dem Massepotential entspricht, sondern sich davon unterscheiden kann. Ebenso können die Pegel S1 und S2 gleich als auch unterschiedlich sein. Diese Erläuterungen gelten auch für die im Weiteren noch beschriebenen Signale und Signalpegel.
Zur Auswertung des Signals in Signalrichtung von Teilnehmer 1 zu Teilnehmer 4 wird nun die Differenz des Leitungspaares, also der Leitungen 51 und 52 in Fig. 1d gebildet. Durch Bildung der Differenz kehrt sich dann das Vorzeichen des Pegels S2 um, wodurch sich, wie dargestellt, ein Differenzpegel S5 als Summe der Beträge der Signalpegel 51 und S2 ergibt. Im Allgemeinen sind die Pegel S1 und S2 betragsmäßig innerhalb gewisser Toleranzen gleich.
Wie eben in Fig. 1b und 1d beschrieben für die Signalrichtung von Teilnehmer 1 zu Teilnehmer 4, ist in den Fig. 1c und 1e die Übertragungsrichtung von Teilnehmer 4 zu Teilnehmer 1 anhand eines weiteren Beispielsignals dargestellt. So wird auf Leitung 61 ein Signal übertragen, das zwischen T3 und T4, T5 und T7 sowie bei T8 einen Signalpegel S3 aufweist. Wie beim vorher beschriebenen Leitungspaar wird nun auf Leitung 62 ein komplementäres Signal mit umgekehrten Vorzeichen übertragen, so dass sich entsprechend zwischen T3 und T4, T5 und T7 sowie bei T8 ein Signalpegel S4 ergibt. Durch Differenzbildung im Empfangsteilnehmer 1 bzw. dem Empfangsteil 12 des Empfängers 1 erhält man ein in Fig. 1e dargestelltes Signal mit einem Pegel S6 zwischen T3 und T4 sowie T5 und T7 und bei T8, wobei sich S6 als Summe der Beträge der Signalpegel S3 und S4 ergibt.
In einer besonderen Ausgestaltung sind wiederum die Signalpegel S3 und S4 gleich gewählt. Insbesondere können alle verwendeten Signalpegel S1, S2, S3 und S4 gleich sein. Allerdings sind unterschiedliche Signalpegel S1 und S2 sowie S3 und S4 wie bei Fig. 1b beschrieben erfindungsgemäß genau so möglich.
Der Umstand, dass die beiden Leitungspaare oder Adernpaare keine galvanische Verbindung zueinander aufweisen, kann nun dazu benutzt werden, um ein drittes Signal in beliebiger Richtung zwischen beiden Stationen zu übertragen. Ein Beispiel hierzu zeigt Fig. 2a. In einer technisch einfachen Realisierung wird dazu auf beiden Seiten bei Sendeübertrager 21 bzw. 32 und Empfangsübertrager 31 bzw. 22 eine Mittelanzapfung auf der Leitungswicklung vorgesehen und erfindungsgemäß zur Signalübertragung jeweils verbunden. Es werden beispielsweise die Mittelanzapfungen 73 und 74 der Übertrager 21 und 22 über eine Leitung mit einem Senderteil 7 verbunden. Gleichermaßen werden die Mittelanzapfungen 83 und 84 über eine Leitung mit einem Empfangsteil 8 verbunden, wodurch eine Übertragungsrichtung von Teilnehmer 1 zu Teilnehmer 4 gemäß dem Pfeil realisiert werden kann.
Somit wird hier im Beispiel eine zusätzliche Information von einem zusätzlichen Sender 7 zu einem zusätzlichen Empfänger 8 über die bestehenden Leitungspaare übertragen. Das Signal wird dabei symmetrisch auf jeweils einem Adernpaar geführt. Dadurch entsteht durch die Symmetrie in den Übertragern 21 und 22 sowie 31 und 32 im Idealfall kein Feld, so dass die angeschlossenen Empfänger, insbesondere Ethernet-Empfänger, das Signal des Senders 7 nicht bemerken. Durch die ebenfalls eingeführten Widerstände 71, 72 sowie 81 und 82 kann wiederum eine Anpassung an den Gleichtaktwellenwiderstand der Adernpaare vorgenommen werden.
Die weiteren in Fig. 2a dargestellten Elemente entsprechen dabei den in Fig. 1a entsprechend bezeichneten Elementen. Zur Wahrung der Potentialfreiheit der Leitungen bzw. Leitungspaare, insbesondere bei Ethernet-Leitungen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Übertragung des Zusatzsignals, also des dritten Signals, ebenfalls über galvanisch von der Bezugsmasse trennende Bauteile, wie beschrieben, zu führen. Wird die Potentialfreiheit nicht gewünscht oder benötigt, so kann auch eine Übertragung ohne galvanische Trennung auch der ersten und zweiten Signale entsprechend den Fig. 1a bis 1e sowie 2a durchgeführt werden.
In den Fig. 2b bis 2f ist nun die Übertragung des zusätzlichen dritten Signals zu dem ersten und dem zweiten Signal gemäß den Fig. 1b bis 1e beschrieben. Dazu wird in Fig. 2b auf Leitung 51 ein zusätzliches Signal mit dem Pegel S7 zwischen T3 und T9 aufgeschaltet. Dadurch wird der Signalpegel in diesem Bereich entweder von Bezugspotential auf S7 oder von bisher S1 gemäß Fig. 1b auf S17 zwischen T4 und T5 sowie T6 und T8 erhöht. Der Signalpegel S17 ergibt sich somit als Summe des bisherigen Pegels S1 und des zusätzlichen Signalpegels S7. Der gleiche Signalpegel S7 des gleichen Signals zwischen T3 und T9 mit erfindungsgemäß gleichem Vorzeichen wird nun auf Leitung 52 aufgeschaltet, wodurch sich aus dem Signal auf Leitung 52 aus Fig. 1b das Signal auf Leitung 52 in Fig. 2b ergibt, mit dem Pegel S2 in dem Bereich T1 bis T2, in dem das Zusatzsignal noch nicht aufgeschalten ist, dem Pegel S7 im Bereich von T3 bis T4, T5 bis T6 und T8 bis T9, wo das vorhergehende Signal Bezugspotential besaß, sowie einem Summenpegel S27 aus S2 und S7 in den Bereichen T4 bis T5 und T6 bis T8, in welchen das Signal gemäß Fig. 1b vorher den Pegel S2 innehatte.
Dadurch, dass in Fig. 2b das Zusatzsignal von T3 bis T9 mit Pegel S7 gleichermaßen auf Leitung 51 und 52 aufgeschaltet ist, ergibt sich für eine Differenzbildung entsprechend Fig. 1d das gleiche Signal, da bei der Differenzbildung das zusätzliche Signal mit Pegel S7 wegfällt. Wird aber der Mittelwert der Spannungen auf Leitung 51 und 52 gemäß Fig. 2d betrachtet, so werden die komplementären Anteile, wie vorher bei Fig. 1b, ausgelöscht, wodurch lediglich das dritte, zusätzliche Signal mit Pegel S7 erhalten bleibt.
Gleiches gilt für Leitungen 61 und 62, auf welche ein zusätzliches drittes Signal mit Pegel S8 gleichermaßen von T3 bis T9 aufgeschaltet wird, wobei allerdings der Pegel S8 entgegengesetztes Vorzeichen zum Pegel S7 besitzt. Dadurch wird das vorhergehende Signal gemäß Fig. 1c auf Leitung 61 im Bereich von T3 bis T9 auf S38 abgesenkt, also der Summe aus Pegel S3 und S8 wo Pegel S3 war. Dort von T3 bis T9 wo Bezugspotential herrschte wird nun Pegel S8 erreicht.
Gleiches gilt für Leitung 62 im Bereich von T3 bis T9, in dem durch den Pegel S8 der Pegel S4 weiter auf S48 abgesenkt wird. Wiederum zu den Zeiten, zu denen Bezugspotential vorlag, wird nun Pegel S8 erreicht. Erst zu dem Zeitpunkt, an dem das Zusatzsignal mit Pegel S8 nicht mehr aufgeschaltet wird, also ab T9, sind wieder die vorhergehenden Pegel S3 bzw. S4 auf Leitung 61 bzw. 62 vorhanden.
Wird nun wieder die Differenz aus Leitungen 61 und 62 gemäß Fig. 2c gebildet, ergibt sich dadurch, dass das zusätzliche dritte Signal auf beide Leitungen mit gleichem Pegel aufgeschaltet wurde, das normale Differenzsignal gemäß Fig. 1e. Bewachtet man allerdings den Mittelwert der Spannungen an Leitungen 61 und 62, also über die Mittelanzapfung, so ergibt sich ein Signal mit Pegel 58 zwischen T3 und T9, da wiederum die Komplementäranteile gemäß Fig. 1c ausgelöscht werden, also bezüglich dieser Anteile Potentialfreiheit bezogen auf das Bezugspotential erzielt wird.
Wird nun bezüglich beider Leitungspaare, also entsprechend der Zusatzsignale gemäß Fig. 2d und Fig. 2e, ein Differenzsignal gebildet, so ergibt sich, wie in Fig. 2f dargestellt, ein Signal zwischen T3 und T9 mit Pegel S9, da sich hier durch Differenzbildung betragsmäßig ein Pegel als Summe aus S7 und S8 ergibt. Damit kann durch Differenzbildung über beide Leitungspaare zusätzlich durch die Mittelanzapfung ein weiteres Signal übertragen werden.
Auch hier gilt wie bei den Fig. 1b bis 1e, dass die Signalpegel S1 und S2 und entsprechend S3 und S4 in einer besonderen Ausgestaltung gleich sein können, aber nicht zwangsweise sind, so dass die dargestellte Nulllinie in den Fig. 2b bis 2f ebenso wie Fig. 1b bis 1e zwar ein Bezugspotential darstellt, das aber wie beschrieben nicht dem Massepotential entsprechen muß, sondern bei unterschiedlichen Signalpegeln, wie beschrieben, davon abweicht.
Des Weiteren ist nochmals darauf hinzuweisen, dass die Signale gemäß den Fig. 1b bis 1e und 2b bis 2f lediglich symbolisch dargestellt sind, um die Erfindung zu verdeutlichen und andere Signalverläufe auch beispielsweise mit einem darunterliegenden Trägersignal ebenso erfindungsgemäß verarbeitet werden können.
Um dennoch Störungen, die durch leichte Unsymmetrien auf den Leitungen oder in den z. B. Hochfrequenz-Übertragern auftreten können, zu vermeiden, kann in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Sender 7 solche Frequenzbereiche nutzen, die nicht in das Spektrum der normalen Signalübertragung, insbesondere der Ethernet- Signale fallen. Auch eine Gleichspannungsübertragung ist auf diese Weise möglich.
In Fig. 3 ist nun wiederum eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, wobei die entsprechend bezeichneten Elemente denen aus Fig. 1a und Fig. 2a entsprechen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Mittelanzapfungen nicht mehr separat bezeichnet, sondern entsprechen denen aus Fig. 2a. Zusätzlich sind nun auf jeder Seite gleichermaßen ein Sendeteil 7 und ein Empfangsteil 8a sowie auf der anderen Seite ein Sendeteil 7a und ein Empfangsteil 8 dargestellt. Über ein ebenfalls dargestelltes Schaltelement 9 bzw. 10 kann nun zwischen Sende- und Empfangsteil umgeschaltet werden, so dass ein Richtungswechsel bezüglich der Signalübertragung möglich wird. Dabei erfolgt eine koordinierte Umschaltung, so dass zur Signalübertragung von Teilnehmer 4 zu Teilnehmer 1 das Sendemittel 7a auf Teilnehmer-4-Seite angeschlossen ist und auf Teilnehmer-1-Seite das Empfangsmittel 8a bzw. bei umgekehrter Richtung, also von Teilnehmer 1 zu Teilnehmer 4, das Sendemittel 7 und das Empfangsmittel 8 entsprechend Fig. 2a über die Mittelanzapfungen jeweils angeschlossen sind. Dadurch ergibt sich die Realisierung eines Halbduplexbetriebes und die Umschaltbarkeit der Signalübertragungsrichtung bezüglich des dritten oder zusätzlichen Signales.
Damit kann auf den Leitungen, über die der Netzwerkverkehr der Teilnehmer untereinander oder mit einem Host abgewickelt wird, gleichzeitig und ohne Beeinflussung der in den beiden Senderichtungen zu übertragenden Signale ein drittes zusätzliches Signal, insbesondere zur Zeitsynchronisierung, übertragen werden.

Claims

1. Verfahren zur Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind, wobei über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Signalrichtung von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer über tragbar ist und über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Signalrichtung von dem zweiten zu dem ersten Teilnehmer übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich zum ersten Signal und zum zweiten Signal übertragbar ist, indem symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der ersten oder der zweiten Signalrichtung übertragen wird, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal, das zweite Signal und das dritte Signal gleichzeitig übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das erste Leitungspaar ein Signal zusätzlich zum ersten Signal und symmetrisch auf dem zweiten Leitungspaar ein Signal zusätzlich zum zweiten Signal derart übertragen wird, dass bei einer Differenzbildung auf jedem Leitungspaar sich die zusätzlichen Signale auslöschen und sich andererseits bei einer Differenzbildung aus den Mitten der beiden Leitungspaaren zum dritten Signal summieren, indem die Signale auf jeder Leitung eines Leitungspaares gleiche Vorzeichen besitzen und die Summensignale der zusätzlichen Signale der Leitungspaare entgegengesetzte Vorzeichen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalrichtung des dritten Signals zwischen der ersten und der zweiten Signalrichtung umschaltbar ist.

5. Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen wenigstens zwei Teilnehmern, die über zwei Leitungspaare gekoppelt sind, wobei erste Mittel über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Richtung von einem ersten zu einem zweiten Teilnehmer übertragen und zweite Mittel über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Richtung von dem zweiten zu dem ersten Teilnehmer übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils dritte Mittel enthalten sind, die über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich und gleichzeitig zum ersten Signal und zum zweiten Signal übertragen, indem diese symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der ersten oder der zweiten Richtung übertragen, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Mittel jedes Teilnehmers Leitungswicklungen zur galvanischen Trennung aufweisen, wobei die Leitungswicklungen eine Mittelanzapfung aufweisen und die jeweiligen Mittelanzapfungen der ersten und zweiten Mittel eines Teilnehmers durch eine Leitung verbunden werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung jeweils einen Widerstand an jeder Mittelanzapfung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Leitung ein Sendemittel oder ein Empfangsmittel mit den jeweiligen Mittelanzapfungen verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung ein Sendemittel und eine Empfangsmittel sowie ein Schaltmittel enthält und dass durch dass Schaltmittel zwischen Sendemittel und Empfangsmittel umgeschalten werden kann, so dass entweder das Sendemittel oder das Empfangsmittel durch die Leitung mit den jeweiligen Mittelanzapfungen verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilnehmer über eine Ethernetverbindung miteinander gekoppelt sind, dass also das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar einer Ethernetverbindung, insbesondere einer verdrillten Ethernetverbindung (twisted pair), entspricht.

11. Sendeteilnehmer zur Signalübertragung, wobei erste Mittel über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Signalrichtung senden und zweite Mittel über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Signalrichtung empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Mittel enthalten sind, die über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich mit dem ersten Signal und mit dem zweiten Signal übertragen, indem diese symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der ersten Signalrichtung senden, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.

12. Empfangsteilnehmer zum Signalübertragung, wobei erste Mittel über ein erstes Leitungspaar ein erstes Signal in einer ersten Signalrichtung empfangen und zweite Mittel über ein zweites Leitungspaar ein zweites Signal in einer zweiten Signalrichtung senden, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Mittel enthalten sind, die über das erste Leitungspaar und das zweite Leitungspaar ein drittes Signal zwischen den wenigstens zwei Teilnehmern zusätzlich mit dem ersten Signal und mit dem zweiten Signal übertragen, indem diese symmetrisch auf dem ersten und dem zweiten Leitungspaar jeweils ein Signal in der zweiten Signalrichtung empfangen, aus welchen sich durch Differenzbildung das dritte Signal ergibt.