DE1946830B2 - Schaltungsanordnung zum sicheren erkennen des uebertragungs beginns in der empfangenden station bei datenuebertragungs systemen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum sicheren Erkennen des Übertragungsbeginns in der empfangenden Station bei Datenübertragungssystemen.

Bei der Datenübertragung besteht die Notwendigkeit, in der empfangenden Datenstation den Beginn der Datenübertragung zu erkennen und die Datenausgabeeinrichtungen, wie Drucker, Lochstreifen-, Lochkarten-, akustische oder optische Ausgabeeinrichtungen, Datensichtgeräte usw., für die Aufnahme der Daten freizugeben. Der Beginn der Übertragung wird bei bekannten Geräten durch eine Pegelüberwachungseinrichtung erkannt, die beim Auftreten der Empfangsspannung anspricht und die Datenausgabeeinrichtung freigibt. Tritt jedoch auf der Übertragungsleitung eine Störung auf, so erfolgt ein Ansprechen der Datenausgabeeinrichtung, und es-werden durch die Störung vorgetäuschte fehlerhafte Daten ausgegeben. Diese Gefahr ist besonders bei den Datenübertragungsgeräten, die über das Fernsprechwählnetz arbeiten, groß, da dort durch Wählergeräusche in den Vermittlungsstellen Daten in den Übertragungspausen vorgetäuscht werden. Um mit ausreichender Sicherheit den Übertragungsbeginn von einer Störung zu unterscheiden, sind aufwendige Pegelüberwachungseinrichtungen notwendig.

Es gibt jedoch eine Klasse von Datenübertragungsgeräten, insbesondere Datensammelsysteme, für die ein derartiger Aufwand zu groß ist, da diese Geräte einfach und kostengünstig gehalten sind. Bei diesen Systemen werden von einer Vielzahl von Außenstellen Daten, beispielsweise in "Form von Datenblöcken, über das Fernsprechwählnetz zu einer Datenzentrale übertragen. Die Länge der Datenblöcke ist beispielsweise durch die Länge einer Warenbestellnummer und einer Stückzahl oder durch die Speicherkapazität einer Lochkarte gegeben. In der Datenzentrale werden die übertragenen Daten auf ihre Richtigkeit geprüft. Nach dem Ende des Datenblockes Gehaltet die Außenstelle von »Senden« auf »Empfang« urn und ruft von der Datenzentrale ein Antwortsignal ab. Die Datenzentrale überträgt zur Außensiation nur Quittungssignale zur Bestätigung des Empfanges der Bestelldaten, oder sie erteilt die gewünschte Auskunft als Sprachantwort, die in analoger Form zur Außenstation übertragen und dort über einen Lautsprecher ausgegeben wird. Das sichere Erkennen des Übertragungsbeginns in der empfangenden Datenstation ist bei dieser Betriebsart sehr wichtig, da ansonsten fehlerhafte Daten ausgegeben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen, die mit großer Sicherheit den Übertragungsbeginn von einer Störung unterscheidet. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Zeitglied ■beim-Überschreiten eines bestimmten Schweliwertes für eine bestimmte Zeitdauer durch das Empfangssignal anspricht, daß während der festgelegten Zeitdauer eine Auswerfeinrichtung die Qualität des Empfangssignals bewertet und bei richtig empfangenen Datenzeichen ein Ausgangssigna] abgibt, daß das Zeitglied und die AuswcrleschalUmg mit einer logischen Verknüpfungsschaltung verbunden sind, daß beim Ansprechen des Zeitglicdes und der Auswerteschaltung am Ausgang ein erstes Steuersignal entsteht, das die Datenausgabecinrichtung freigibt, und daß nach einer bestimmten Zeitdauer, in der das Ausgangssignal einer der beiden Schaltungen ausbleibt, ein zweites Steuersignal entsteht, das die Datenausgabeeinrichtung sperrt.

Die Schaltungsanordnung ,besitzt den Vorteil, daß der Aufwand sehr gering ist und Schaltungseinheiten verwendet werden, die bei den meisten Datenstationen bereits vorhanden sind. Die Sicherheit gegen falsch erkannten Ubertragungsbeginn, hervorgerufen durch eine Störung, ist groß. Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß bei vielen ίο Übertragungsverfahren die Möglichkeit besteht, aus dem Empfangssignal außer den gesendeten Datenzeichen zusätzlich Kriterien herzuleiten, welche auf die Qualität der empfangenen Datenzeichen und somit auf die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern schließen lassen. Eine derartige bekannte Einrichtung wird Qualitätsdetektor genannt. Eine Pegelüberwachungsschaltung stellt fest, daß der Empfangspegel eine Schwelle für eine bestimmte Zeitdauer überschreitet. Während der gleichen Zeitdauer gibt eine Auswerteschaltung (Qualitätsdetektor) ein Kriterium über die Wahrscheinlichkeit von Ubertragungsfehlern ab. Die beiden Schaltungen sind mit einer logischen Verknüpfungsschaltung verbunden, deren Ausgangssignal die Dateneinrichtung freigibt oder sperrt. Der Empfangspegel wird dabei nach dem Empfangsfilter an einem Verstärker abgegriffen und überwacht. Die Auswerteschaltung bewertet entweder eine vorgegebene Codebedingung bei der Übertragung, oder es wird das demodulierte Empfangssignal, also das Gleichspannungssignal, nach dem Demodulator ausgewertet.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, erläutert.

Fig. 1 zeigt das Frequenzschema für ein Datenübertragungssystem mit zeichenweiser paralleler Übertragung:

F i g. 2 zeigt eine Empfangsstation für zeichenweise parallele Datenübertragung im Fernsprechwählnetz. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Einrichtung zur parallelen Datenübertragung im Fernsprechwählnetz, genannt Parallel-Modern. Der Begriff »Modem« besieht bekanntlich aus der Zusammenziehung der Anfangsbuchstaben der Bezeichnungen für Modulator und Demodulator. Die Übertragung erfolgt mittels mehrstufiger Frequenzmodulation, wobei Fig. 1 das Frequenzschema zeigt.

Die parallele Datenübertragung von der Außenstation zu der zentralen Empfangsstation erfolgt mit Hilfe von zwei oder drei Frequenzgruppen (A, B, C) zu je vier Frequenzen (/1 bis /4), die im Fernsprechband untergebracht sind. Für die Übertragung von numerischen Zeichen werden beispielsweise die Frequenzgruppen A und C verwendet. Dabei wird aus jeder Frequenzgruppe jeweils eine Frequenz ausge- -— sendet-, se—daß—16-verschiedene Frequenzkombinationen für die Übertragung von numerischen Daten entstehen.

Für die Übertragung der alphanumerischen Daten werden drei Frequenzgruppen (A, B. C) verwendet. Hierbei wird ebenfalls jeweils aus einer Frequenzgruppe eine Frequenz ,ausgesendet, so daß 64 Frequenzkombinationen zur Übertragung der Daten bereitstehen.

Die Übertragung der Daten erfolgt in zwei Zeitabschnitten. Im ersten Zeitabschnitt wird beispielsweise die dem Zeichen entsprechende Frequenzkombination ausgesendet, während im zweiten Zeit-

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■abschnitt die Ruhekombination ausgesendet wird. Aus den möglichen Frequenzkombinationen wird eine bestimmte Kombination ausgewählt und nach jeder ersten Frequenzkombination als Ruhezustand übertragen. Bei einem solchen System stehen bei der numerischen Übertragung 15 Frequenzkombinationen zu je zwei Frequenzen für die zu übertragenden Zeichen und eine Ruhekombination zur Verfügung, während bei der alphanumerischen Übertragung 63 Frequenzkombinationen zu je drei Frequenzen und eine Ruhekombination vorhanden sind. Zwischen den Zeichen entsteht kein pegelloser Zustand.

F i g. 2 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer Empfangsstation für numerische und alphanumerische parallele Datenübertragung. Beim Anruf der Emp- ^s fangsstation durch die Außenstelle über die Fern-■sprechleitung FL wird der Fernsprecher FSP erregt. Beim Betrieb durch eine Bedienungsperson wird der Kontakt &1 von Hand umgelegt, während bei unbe-•dientem Betrieb durch das Ansprechen des Fern- ao Sprechers FSP der Kontakt kl automatisch in die gezeigte Stellung umgelegt wird. Der Kontakt k 2 befindet sich dann in der gezeichneten Stellung. Das empfangene Signal wird über den Empfangsverstärker FjB den Gruppenfiltern Fl, F 2, F 3 zugeführt, die die drei Frequenzgruppen (Fig. 1; A, B, C) herausfiltern. An jedes Gruppenfilter ist ein Gruppenverstärker (Fl, V2, F3) angeschlossen, der als Regelverstärker mit einer Begrenzerstufe ausgebildet ist. Den Regelverstärkern sind die Demodulatoren D1, D2,D3 nachgeschaltet, die die vier Frequenzen (/1 bis /4) jeder einzelnen Gruppe erkennen, bewerten und in ein Ausgangssignal umwandeln. Jeder Demodulator enthält ein Filter, das auf die zu erkennenden Frequenzen abgestimmt ist, einen Tiefpaß, eine Abtaststufe, meist in Form einer Schmitt-Trigger-Schaltung, und eine Ausgangsschaltung. Entsprechend den Frequenzkombinationen entsteht an jeweils einer der vier Ausgangsleitungen (1 bis 4) jeder Gruppe (A, B, C) ein Ausgangssignal. An die Demodulatoren D1, D 2, D 3 ist die Takterzeugung Γ angeschlossen, die den Takt für die Abtastung und die Weitergabe der Zeichen bildet. An der Leitung 5 steht der Abtasttakt zur Verfugung. Der Rücksignalsender RS wird über die Leitung 6 gesteuert, nämlich ob ein Quittungssignal »gut« oder »schlecht« ausgesendet wird. Über die Leitung 7 kann ein Sprachsignal in der Rückwärtsrichtung übertragen werden, das im Niederfrequenzverstärker PV verstärkt und über den Kontakt k2 auf die Fernsprechleitung FL gelangt. Der Kontakt k 2 befindet sich dabei in der strichliert gezeichneten Stellung.

Der strichliert umrandete Teil der F i g. 2 zeigt die neue Schaltungsanordnung zur sicheren Erkennung des Übertragungsbeginns. Für die Pegelüberwachung wird von den Gruppenverstärkern Vl, V 2 und F 3 die Empfangsspannung abgenommen. Der Übertragungsbeginn ist nämlich dadurch festgelegt, daß in jeder Frequenzgruppe (A, B, C) eine Frequenz vorhanden ist. Diese Spannungen der Verstärker werden an das UND-Gatter G geführt. An den vierten Gattereingang ist der Ausgang der Auswerteschaltung AS über eine Entkopplungsstufe E angeschaltet. Die Auswerteschaltung AS bewertet die Qualität der empfangenen Daten, indem die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern festgestellt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Codebedingung geprüft und zwar muß bei einem tatsächlichen Übertragungsbeginn jeder Demodulator ein Ausgangssignal liefern. An der Ausgangsleitung 8 entstehen zwei unterschiedliche Signale, abhängig vom Ergebnis der Codeprüfung. Ein Fehlersignal entsteht dann, wenn in einer Gruppe keine Frequenz auftritt oder mehr als eine Frequenz vorhanden ist.

Tritt in jeder Frequenzgruppe (A, B, C) jeweils nur ein Ausgangssignal auf, so wird das an der Leitung 8 auftretende Ausgangssignal für eine gute Empfangsqualität über die Entkopplungsstufe E an das UND-Gatter G durchgeschaltet. Sofern eine ausreichende Empfangsspannung in den drei Verstärkern (Fl, V 2, V3) auftritt, entsteht am Gatter ein Ausgangssignal, das einem Zeitglied ZG zugeführt wird. Das Zeitglied besteht im einfachsten Fall aus einem Kondensator und einem Widerstand. Dem Zeitglied ist eine bistabile Schaltstufe K mit zwei Ansprechschwellen, beispielsweise eine Schmitt-Trigger-Schaltung oder eine Kippschaltung, nachgeschaltet. Der Kondensator im Zeitglied ZG lädt sich mit einer bestimmten Zeitkonstante auf. Beim Überschreiten des oberen Schwellwertes spricht die bistabile Schaltstufe an, und an der Leitung 9 entsteht ein erstes Steuersignal, das bedeutet, es liegt ein Übertragungsbeginn vor, und das die Datenausgabeeinrichtung freigibt. Das erste Steuersignal bewirkt an der Entkopplungsstufe, daß die Auswerteschaltung vom Eingang des Gatters abgetrennt wird. Die Entkopplungsstufe E kann als Schalttransistor oder auch mit Dioden aufgebaut sein, die das erste Steuersignal durchlassen und das zweite Steuersignal sperren. Dies ist notwendig, da ansonsten bei der Datenübertragung beim Auftreten eines fehlerhaften Zeichens die Datenausgabeeinrichtung gesperrt würde.

Fehlt an einem Verstärker (Fl, F2, F3) der Pegel oder tritt am Ausgang der Auswerteschaltung ein Fehlersignal auf, in dem in einer Frequenzgruppe kein Ausgangssignal entsteht oder mehrere Ausgangssignale in einer Frequenzgruppe auftreten, so wird das Gatter G nicht durchgeschaltet, und der Kondensator des Zeitgliedes ZG entlädt sich mit einer bestimmten Zeitkonstante. Beim Unterschreiten einer unteren Schwelle wird die bistabile Schaltstufe (K) in die andere Lage gesteuert. An der Leitung 9 entsteht ein zweites Steuersignal, das bedeutet, daß der Pegel fehlt, und das die Datenausgabeeinrichtung sperrt. Das zweite Steuersignal steuert die Entkopplungsstufe E auf, so daß der Ausgang der Auswerteschaltung unmittelbar am Gatter G liegt. Die an den Leitungen 8 und 9 auftretenden Fehlersignale können in der Empfangsstation optisch oder akustisch angezeigt werden.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erfolgen, daß die beim Beginn der Übertragung auftretende Ruhekombination ■— es handelt sich um eine bestimmte Frequenzkombination, die zwischen zwei Zeichen übertragen wird — überwacht wird. Dies erfolgt so, daß die Auswerteschaltung AS über eine getrennte Ausgangsleitung an das Gatter G nur dann ein Signal über den richtigen Empfang anlegt, wenn innerhalb der durch das Zeitglied festgelegten Zeitdauer die im Übertragungsverfahren festgelegte Ruhekombination auftritt. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Schaltung. Die Erfüllung dieser Bedingungen durch eine Störung ist kaum möglich.

Weiterhin besteht noch die Möglichkeit, mit dem Fehlersignal an der Leitung 9 die Ausgangsschaltun-

gen in den Demodulatoren (D 1,D2,D 3) in einen bestimmten Zustand zu steuern und dort festzuhalten. Dadurch wird erreicht, daß Störspannungen keine Ausgangssignale an den Ausgangsleitungen (1 bis 4) der drei Gruppen erzeugen und daß erst beim Übertragungsbeginn die Ausgangsschaltungen freigegeben werden. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Ausgangsleitungen die Ruhekombination abgeben. Beim Übertragungsbeginn herrscht dann bereits der Ruhezustand. Dies bewirkt, daß die Ausgangsleitungen einen definierten Zustand einnehmen und keine Störwirkungen auf andere Leitungen oder Geräte ausüben und geringere Anforderungen an die Ausgabeeinrichtungen gestellt werden können.

Die neue Schaltungsanordnung zum sicheren Erkennen des Beginns der Datenübertragung in der Empfangsstation ist bei allen Übertragungsverfahren anwendbar, bei denen sich aus dem Empfangssignal außer der Nachricht noch ein brauchbares Kriterium für das Vorliegen von Ubertragungsfehlern ableiten ao läßt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum sicheren Erkennen des Übertragungsbeginns in der empfangenden Station bei Datenübertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (ZG) beim Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes für eine bestimmte Zeitdauer durch das Empfangssignal anspricht, daß während der festgelegten Zeitdauer eine Auswerteschaltung (AS) die Qualität des Empfangssignals bewertet und bei richtig empfangenen Datenzeichen ein Ausgangssignal abgibt, daß das Zeitglied (ZG) und die Auswerteschaltung mit einer logischen Verknüpfungsschaltung (G) verbunden sind, daß beim Ansprechen des Zeitgliedes und der Auswerteschaltung (AS) am Ausgang (9) ein erstes Steuersignal entsteht, das die Datenausgabeeinrichtung freigibt, und daß nach einer bestimmten Zeitdauer, in der das Ausgangssignal einer der beiden Schaltungen ausbleibt, ein zweites Steuersignal entsteht, das die Datenausgabeeinrichtung sperrt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuersignal, das die Datenausgabeeinrichtung freigibt, eine Entkopplungsstufe (E) steuert und daß die Entkopplungsstufe den Ausgang der Auswerteschaltung (AS) vom Eingang der logischen Verknüpfungsschaltung (G) abtrennt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (ZG) beim Überschreiten eines oberen Schwellwertes für eine bestimmte Zeitdauer durch das Empfangssignal anspricht und eine nachgeschaltete bistabile Schaltstufe (K) in die eine Lage steuert, daß das Zeitglied und die Auswerteschaltung (AS) mit einer logischen Verknüpfungsschaltung (G) verbunden sind und daß am Ausgang (9) der Schaltstufe beim Ansprechen der Auswerteschaltung das erste Steuersignal entsteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (ZG) beim Unterschreiten eines unteren Schwellwertes für eine bestimmte Zeitdauer durch das Empfangssignal anspricht und die nachgeschaltete bistabile Schaltstufe (K) in die andere Lage steuert und daß am Ausgang (9) der Schaltstufe das zweite Steuersignal entsteht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangssignal an einem UND-Gatter (G) anliegt, daß der Ausgang der Auswerteschaltung (AS) über eine Entkopplungsstufe (E) an einem Eingang des UND-Gatters (G) anliegt, daß am Ausgang des Gatters ein Zeitglied (ZG) angeschlossen ist, das einen oberen und einen unteren Schwellwert besitzt, daß das Zeitglied eine bistabile Schaltstufe (K) steuert, daß am Ausgang der bistabilen Schaltstufe das erste und das zweite Steuersignal entsteht und daß der Ausgang der bistabilen Schaltstufe (K) die Entkopplungsstufe (E) steuert.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied (ZG) ein i?C-Glied und als bistabile Schaltstufe eine Schmitt-Trigger-Schaltung angeordnet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der bistabilen Schaltstufe (K) mit dem Demodulator verbunden ist und daß das zweite Steuersignal die Ausgangsleitung des Demodulators (Dl bis D 3) auf einen bestimmten Spannungszustand einstellt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung nur dann ein Ausgangssignal für ein richtig empfangenes Datenzeichen abgibt, wenn während der festgelegten Zeitdauer das dem Ruhezustand entsprechende Codezeichen empfangen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen