DE1086737B

DE1086737B - Verfahren zur gesicherten UEbertragung von binaercodierten Nachrichtenzeichen

Info

Publication number: DE1086737B
Application number: DES65819A
Authority: DE
Inventors: Hans Rudolph
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-11-13
Filing date: 1959-11-13
Publication date: 1960-08-11
Also published as: BE596916A; CH384625A; NL257697A; GB902206A

Description

Zur gesicherten Übertragung von binär codierten Nachrichtenzeichen, z. B. von Fernschreibzeichen, sind bereits verschiedene Verfahren bekannt bzw. vorgeschlagen worden. Bei einer Art von Verfahren sind die zu übertragenden Nachrichtenzeichen in einem Sicherheitscode, z. B. dem Siebenercode, codiert. Von den möglichen Schaltkombinationen eines derartigen Sicherheitscodes werden den einzelnen Nachrichtenzeichen nur bestimmte Kombinationen zugeordnet, z. B. solche Kombinationen, bei denen eine bestimmte, gleichbleibende Anzahl von Schritten einen Kennzustand und der Rest der Schritte den anderen Kennzustand aufweist. Die meisten der infolge von Störungen im Zuge der Übertragung auftretenden Fehler können auf diese Weise erkannt und — falls eine automatische Rückfrage und Fehlerkorrektur vorgesehen ist — durch wiederholtes Aussenden berichtigt werden.

Die Mehrzahl der binär codierten Nachrichtenzeichen wird über Fernschreibnetze übertragen, in denen mit dem Vorhandensein von Fernschreibentzerrern im Zuge der Leitungn gerechnet werden muß. Diese Fernschreibentzerrer sind nur zur Start-Stop-Übertragung und im Normalfall nur für den Fünfercode geeignet, der bekanntlich keine Redundanz und damit keine Möglichkeit zur Fehlererkennung aufweist. Nachrichtenzeichen, die in einem Code mit abweichender Schrittanzahl codiert sind und im Synchronbetrieb übertragen werden, können von derartigen Entzerrern nicht verarbeitet werden.

Um eine gesicherte Übertragung über mit Entzerrern ausgerüstete Fernschreibnetze durchführen zu können, ist man teilweise dazu übergegangen, jeweils eine bestimmte Anzahl von im Fünfercode codierten Nachrichtenzeichen zu sogenannten Blocks zusammenzufassen und durch ein angehängtes Kontrollsignal zu sichern. Das Kontrollsignal kann dabei nach sicherheitswahrscheinlichen Gesichtspunkten beliebig gewählt werden. Es kann z. B. die Anzahl der Trennschritte innerhalb des Blocks als Binärzahl angeben. Die einzelnen Schritte des Kontrollsignals können auch so gebildet sein, daß sie jeweils die Anzahl der Trennschritte aller ersten, zweiten, dritten usw. Schritte der Zeichen des Blocks zu einer geraden oder ungeraden Zahl ergänzen (horizontal-paritycheck). Auch andere Möglichkeiten zur Bildung eines derartigen Kontrollsignals sind bekannt. Stimmen das empfangene und das empf angsseitig erzeugte Kontrollsignal nicht überein, so wird der fehlerhafte Block wiederholt.

In dieser Form weist das Verfahren einen erheblichen Nachteil auf, der besonders bei langen Laufzeiten auf dem Übertragungsweg ins Gewicht fällt. Nach jedem gesendeten Block muß nämlich eine

Verfahren zur gesicherten Übertragung von binärcodierten Nachrichtenzeichen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Hans Rudolph, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden.

Pause eingelegt werden. Diese Pause ist nötig, weil jeder empfangene Block mit Hilfe der Kontrollsignale erst auf seine Fehlerfreiheit überprüft werden muß. Der nächste Block darf erst dann ausgesendet werden, wenn der vorhergehende Block im Empfänger als richtig erkannt und ein entsprechendes Kriterium zum Sender übermittelt wurde. Die Dauer der Pause muß deshalb größer als die Summe der Laufzeiten für den Hin- und Rückweg sein. Da man bei langen Übertragungswegen mit erheblichen Laufzeiten—bis zu 300 ms je Übertragungsrichtung — rechnen muß, ergibt sich eine wesentlich verringerte Übertragungsleistung.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren beseitigt, bei dem die Blocks mit ihren zugehörigen Kontrollsignalen in fortlaufender Folge ohne Pause übertragen werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dal* bei Nichtübereinstimmen der beiden Kontroilsignale die Weitergabe des zugehörigen Blocks und des folgenden Blocks verhindert und ein Rückfrage^ iterium vom Empfänger zum Sender übermittelt wird, das nach beendeter Aussendung des augenblicklich gesendeten Blocks die anschließende Wiederholung der beiden.

4-5 letzten, jeweils gespeicherten Blocks bewirkt.

Bei Anwendung des Verfahrens aui ein Übertragungssystem mit getrennten Übertrag ingsleitungen für beide Übertragungsrichtungen (Viei drahtbetrieb) bewirkt das bei Nichtübereinstimmen der beiden Kontrollsignale vom Empfänger zum Sender übermittelte Rückfragekriterium die Aussend ng eines von dem normalerweise an den gerade gesendeten Block anzufügenden Kontrollsignal abweichenden Wiederholungskennzeichens, das die richtige Z lordnung der

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sende- und empfangsseitigen Wiederholungsvorgänge sichert.

Bei Zweidrahtbetrieb ist ein derartiges Signal aus den folgenden Gründen nicht nötig: Bei Zweidrahtfernschreibanschlußleitungen ; sind an beiden Enden, d. h. im Amt und beim Teilnehmer die Sende- und Empfangsorgane in einem gemeinsamen Stromkreis hintereinandergeschaltet, wobei im Ruhestrombetrieb gearbeitet wird. Wenn ein Rückfragekriterium vom Empfänger zum Sender gegeben wird, so bedeutet dies Stromunterbrechung beim Sender. Durch das ankommende Rückfragekriterium wird also die abgehende Sendung gestört. Das hat weiter keine Folgen, da für die derart gestörte Sendung beim Empfänger die Weitergabe der Zeichen an sich schon blockiert ist. Wird die abgehende Sendung durch ein Störsignal, das ein Rückfragekriterium vortäuscht, unterbrochen, so wird die dadurch gestörte Sendung auch beim Empfänger gestört empfangen, am Kontrollsignal als gestört erkannt und ein Wiederholungszyklus ausgelöst. Eine zusätzliche Kennzeichnung des Beginns einer Wiederholung durch ein Wiederholungskennzeichen ist also beim Sender nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu hat beim Vierdrahtbetrieb der Empfang keinen unmittelbaren Einfluß auf die laufende Sendung. Um sicherzustellen, daß die sende- und empfangsseitigen Wiederholungsvorgänge stets einander entsprechen, muß hier das Wiederholungskennzeichen vom S ender zum Empfänger übermittelt werden.

Im normalen Fernschreibverkehr wird in beiden Übertragungsrichtungen wechselweise geschrieben. In der jeweils nicht benutzten Richtung wird ein Dauerzustand, z. B. Dauertrennstrom, übertragen. Die beiden Endstellen sind gleichberechtigt und gleich ausgerüstet. Bei Datenübertragung wird jedoch oft nur ein Verkehr in einer Richtung erforderlich sein. Es wäre in diesem Fall unwirtschaftlich, die Gegenrichtung für Senden und Empfangen von codierten Zeichen auszurüsten.

Deshalb wird das Rückfragekriterium durch für eine wählbare Zeitdauer erfolgendes Umschalten von einem bestimmten Kennzustand, z. B. Trennstrom, zu dem anderen Kennzustand, z. B. Zeichenstrom, gegeben und seine zeitliche Länge insbesondere bei in einem Code mit fehlender Redundanz, z. B. im Fünfercode, codierten Nachrichtenzeichen größer als die eines Nachrichtenzeichens gewählt. In dieser Form kann das Rückfragekriterium auch bei Zweidrahtbetrieb verwendet werden, da auch bei ungünstigem zeitlichem Zusammentreffen beispielsweise mit der Kombination 32 des Fünfercodes der Unterschied noch gegeben ist.

Die zeitliche Mindestlänge eines Blocks ist von den Laufzeiten auf dem Übertragungsweg abhängig. Sie muß größer als die Summe der Laufzeiten für beide Übertragungsrichtungen gewählt werden.

Die Nachrichtenzeichen können an sich völlig arythmisch im Start-Stop-Betrieb übertragen werden. Es ist jedoch vorteilhafter, die einzelnen Blocks einschließlich ihrer Kontrollzeichen in fortlaufender Folge zu senden. In diesem- Fall kann man den Empfänger mit Hilfe von aus allen oder bestimmten Schrittumschlägen der empfangenen Nachrichtenzeichen abgeleitete Impulse' synchronisieren und so die Übertragungssicherheit erheblich steigern.

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Zeitdiagrammen erläutert.

In Fig. 1 ist als Beispiel der zeitliche Ablauf einer Übertragung der Buchstabenfolge des Alphabets dargestellt. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 50Bd, jedes Nachrichtenzeichen ist 150 ms lang (I¹^facher Sperrschritt). Legt man eine Laufzeit von je 300ms. für eine Übertragungsrichtung zugrunde, so müßte die Mindestlänge eines Blocks sechs Nachrichtenzeichen betragen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Blocklänge jeweils sieben Nachrichtenzeichen, jedes achte übertragene Zeichen ,ist ein Kontrollsignal. Die angenommene Laufzeit entspricht der Dauer von zwei Zeichen (300 ms). Kontrollsignale, die den richtigen Empfang jeweils des ganzen Blocks kennzeichnen, sind mit γ bezeichnet. Kontrollsignale, die einen fehlerhaft empfangenen Block kennzeichnen oder selbst gefälscht wurden, sind mit δ bezeichnet. Mit ε ist das Wiederholungskennzeichen, mit δ das Rückfragekriterium bezeichnet.

Der erste vom Sender A gesendete Block I (Buchstabe α bis g) wurde, nachdem er im Speicher des Empfängers B voll eingelaufen war, durch Übereinstimmung der beiden Kontrollsignale y als richtig erkannt. Der Speicher des Empfängers B gibt nunmehr den richtig erkannten Block z. B. an einen Lochstreifenempfänger weiter. Etwas dagegen verzögert laufen bereits die Zeichen des nächstfolgenden Blocks II (Buchstaben h bis n) in den frei werdenden Speicher des Empfängers B ein. Dieser Block II wird durch das Kontrollsignal δ, als fehlerhaft erkannt. Die Weitergabe der Zeichen an den Lochstreifenempfänger ist für diesen und den nächstfolgenden Block III gesperrt. Gleichzeitig wird vom Empfänger B zum Sender^ eine Wiederholungsanforderung in Form eines Rückfragekriteriums δ übermittelt. Dadurch wird an den gerade gesendeten Block III (Buchstäben 0 bis u) an Stelle eines richtigen Kontrollsignals γ ein gut unterscheidbares Wiederholungskennzeichen ε angehängt. Außerdem wird die laufende Nachrichtensendung unterbrochen und die beiden letzten Blocks II und III, die beide noch in dem Sendespeicher gespeichert sind, wiederholt. Diese beiden Blocks II und HI bleiben für eine eventuelle erforderlich werdende nochmalige Wiederholung weiterhin so lange gespeichert, bis bei Wiederaufnahme der unterbrochenen Nachrichtensendung der mit dem Buchstabenz/ beginnende neue Block IV eingespeichert wird.

In Fig. 2 ist der zeitliche Ablauf der Übertragung für den Fall dargestellt, daß im Empfänger A eine Störung 5" empfangen wird, die den Empfang eines Rückfragekriteriums δ vortäuscht. Im Sender A läuft dadurch ein Wiederholungszyklus ab, der mit dem vorher beschriebenen völlig übereinstimmt. Beim Empfänger setzt dagegen der Wiederholungsvorgang, d. h. die Blockierung der Weitergabe der Zeichen an den Lochstreifenempfänger, gegenüber Fig. 1 erst um einen Block später ein, veranlaßt durch das den Beginn einer Wiederholung kennzeichnende Wiederholungskennzeichen ε oder, im Falle einer Verfälschung, durch das dann entstehende Kontrollsignal δ.

Das beschriebene Verfahren ist sowohl für Vierdraht- wie auch für Zweidrahtbetrieb geeignet. Wie bereits erwähnt, ist das Wiederholungskennzeichen ε nur bei Vierdrahtbetrieb erforderlich und kann bei Zweidrahtbetrieb wegfallen.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren so abgeändert werden, daß die einzelnen Schritte der Nachrichtenzeichen eines Blocks in Paralleldarstellung übertragen werden. Ferner könnte man auch daran denken, die einzelnen Nachrichtenzeichen eines Blocks und das zugehörige Kontroll-

signal parallel zu übertragen. Schließlich sind auch andere Blocklängen als die dargestellte möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Fernschreibnetzen ohne Entzerrer verwendet werden. In diesem Fall kann das Verfahren, falls das Kontrollzeichen δ mit unterschiedlicher Bewertung der einzelnen Schritte der Nachrichtenzeichen eines Blocks gebildet wird, auch als zusätzliche Sicherung gegenüber sogenannten Transpositionsfehlern (Vertauschungsfehlern) bei einem gleichgewichtigen Code, beispielsweise dem Siebenercode, angewendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gesicherten Übertragung von aus jeweils mehreren Schritten bestehenden binär codierten Nachrichtenzeichen, die zu aus jeweils mehreren Nachrichtenzeichen bestehenden Gruppen (Blocks) zusammengefaßt sind und von denen jeder empfangene Block dann als »richtig« bewertet und weitergegeben wird, wenn ein an jeden Block angefügtes, sendeseitig auf bestimmte Weise aus den Nachrichtenzeichen dieses Blocks erzeugtes Kontrollsignal mit dem aus den Nachrichtenzeichen des empfangenen Blocks auf gleiche Weise erzeugten Kontrollsignal übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichtübereinstimmen der beiden Kontrollsignale (γ, δ) die Weitergabe des zugehörigen Blocks (II) und des folgenden Blocks (III) verhindert und ein Rückfragekriterium (δ) so vom Empfänger (B) zum Sender (A) übermittelt wird, das nach beendeter Aussendung des augenblicklich gesendeten Blocks (III) die anschließende Wiederholung der beiden letzten, jeweils gespeicherten Blocks (II und III) bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit getrennten Übertragungsleitungen für beide Übertragungsrichtungen (Vierdrahtbetrieb), dadurch gekennzeichnet, daß das bei Nichtübereinstimmen der beiden Kontrollsignale vom Empfänger (B) zum Sender (A) übermittelte Rückfragekriterium (δ) die Aussendung eines von dem normalerweise an den gerade gesendeten Block (III) anzufügenden Kontrollsignal (γ) abweichenden Wiederholungskennzeichen (ε) bewirkt, das die richtige Zuordnung der sende- und empfangsseitigen Wiederholungsvorgänge sichert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückfragekriterium durch für eine bestimmte Zeitdauer erfolgendes Umschalten von einem bestimmten Kennzustand, z. B. Trennstrom, zu dem anderen Kennzustand, z. B. Zeichenstrom, gegeben ist und seine zeitliche Länge insbesondere bei in einem Code mit fehlender Redundanz, z. B. im Fünfercode, codierten Nachrichtenzeichen größer als die eines Nachrichtenzeichens ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Länge eines Blocks größer als die Summe der Laufzeiten für beide Übertragungsrichtungen gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Blocks einschließlich ihrer Kontrollzeichen in fortlaufender Folge (Synchronbetrieb) gesendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (B) durch aus allen oder bestimmten Schrittumschlägen der empfangenen Nachrichtenzeichen abgeleitete Impulse synchronisiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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