-
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Datenübertragung Die h'rfindung
bezieht sich auf ein DatenübertragungsE3ystem mit mehreren Datenübertragungsstrecken,
die jeweils mit Signatumsetzern abgeschlossen sind und auf der Basisbandseite untereinander
verbunden sind. Solche Signalumsetzer sind z.B. synchrone Datenmodems, die Datenübertragungsstrecken
können normale Vierdraht-Pernsprechleitungen sein.
-
Bei solchen Systernen kann es sich um Zeitmultiplex- oder Selexsysteme
handeln.
-
Fig.1 zeigt ein Beispiel für ein solches System, das aus zwei iSbertragungsstrecken
a und b besteht. Die Daten-Endeinrichtungen DEE1 und DEE2 in den Endstellen A und
B sind mittels der zugehörigen Datenmodems Ml und M2 über die Übertragungsstrecke
a verbunden, die eine normale Vierdraht-Fernsprechverbindung ist. Diese Strecke
ist vollkommen selbständig, die beiden Datenrnodems M1 und M2 sind zueinander kompatibel
und arbeiten mit einer bestimmten ihnen eigenen Taktfrequenz. Die Daten-Endeinrichtung
DEE2 in der Endstelle B steht außerdem mit der Daten-Endeinrichtung DEE3 in der
endstelle C über die Ubertragungsstrecke b in Verbindung.
-
Diese Übertragungsstrecke b ist mit den Datenmodems 1Yi3 in der Endstelle
C und M4 in der Endstelle B abgeschlossen. Auch diese Übertragungsstrecke arbeitet
vollkommen seLbständig mit einer ihr eigenen Taktfrequenz. Zur Übertragung von Daten
zwischen den Endstellen A und C wird in der Endstelle B zwischen den Datenmodems
M2 und M4 auf der Basisbandseite eine Verbindung hergestellt, die in Fig.l besonders
gekennzeichnet ist.
-
Sind alle Datenmodems dieses Übertragungssystems zueinander kompatibel
und arbeiten sie mit genau der gleichen Taktfreç enz, so ist diese Art der Verbindung
möglich. Die gleichartigen Eigenschaften können aber nicht ohne weiteres vorausaresetzt,
werden, insbesondere dann nicht, wenn das in Fig.1 dargestellte Übertragungssystem
nur ein Ausschnitt aus einem größeren i)ateniibertragungssystem ist. Dann werden
die Daten vom Datenmodem M2 mit einer anderen Taktfrequenz abgegeben
als
sie vom Datenmodem M4 erwartet 1md verarbeitet werden können. Es ist z.B. möglich,
daß die Datenmodems M2 und M4 von verschiedenen Herstellern stammen und daß z.H.
dem Datenmodem M4 die Daten mit einer höheren 'Iaktfrequens*enauigkeit zugeführt
werden müssen als sie von dein anderen Datenmodem M2 abgegeben werden können. Eine
andere Schwierigkeit kann darin bestehen, daß die Taktfrequenz auf der Übertragungsstrecke
a höher ist als die der Übertragungsstrecke b eigene Taktfrequenz, so daß deshalb
die unmittelbare Verbindung auf der Basisbandseite nicht möglich ist und eine direkte
Übertragung zwischen den Endstellen A und C nicht stattfinden kann.
-
Ein weiteres Beispiel für ein Datenübertraginssystem mit Verknüpfung
auf der Basisbandseite zeigt die Fig.2. Hier ist eine zentrale Datenstation L, im
folgenden als Leitstation bezeichnet, über eine Übertragungsstrecke 1 mit einer
Knotenpllnktstelle K verbunden, an die über weitere drei Ubertraeungsstrecken a,
b und c die Trabantenstationen A, B und C angeschlossen sind. In der Leitstation
L befindet sich z.B. eine Datenverarbeitungsanlage, die Trabantenstationen sind
nit Daten-Endeinrichtungen ausgerüstet. Die Übertragungsstrecken a, b, c und 1 sind
jede für sich mit Datenmodems abgeschlossen, die Verbindung in der Knotenpunktstelle
erfolgt auf der Basisbandseite. Die Übertragung der Daten zwischen den Trabantenstati-onen
und der Leitstation kann mit einem geitmultiplex- oder mit einem Selerverfahren
erfolgen.
-
Arbeitet das Datenübertragungssystem nach Fig.2 mit einen Zeitmultiplexverfahren,
so treffen von den iPrabantenstationen A, B und C in der Knotenpunktstelle gleichzeitig
Datenströme ein, die hier zu einem gemeinsamen Datenstrom verschachtelt werden müssen.
Die Taktfrequenz des abgehenden Gesamtdatenstromes ist dabei entsprechend größer
als die Taktfrequenzen der einzelnen ankommenden Datenströme. Auch bei diesem System
nach F'ig.2 sind die einzelnen Übertragungsstrecken a, b, c und 1 vollkommen selbständige
Gebilde mit jeweils eigenen Taktoszillatoren. Die Taktfrequenzen der ankommenden
Datenströme werden sich deshalb unterscheiden, eine Verschachteilung ist nicht möglich.
Durch eine Synchronisierung der
Trabantenstationen über die Ruckleitung
der Vollduplexverbindung von der Leitstation L aus kann zwar innerhalb gewisser
Grenzen eine einheitliche Taktfrequenz aufrechterhalten. werden. Die Phase der in
der Knotenpunktstelle K z.B. von der Trabantenstation A eintreffenden Daten unterscheidet
sich jedoch infolge der unterschiedlichen Langen der Übertragungsleitungen a und
b von der der Daten auf der Ubertragungsstrecke b. Erschwerend kommt hinzu, daß
die Ubertragungen nicht immer über die gleichen Leitungen erfolgen, sondern daß
nach Bedarf möglicherweise immer wieder andere Strecken in einem Wählvermittlungsnetz
verwendet werden. Dies erfordert laufend die gleichzeitige Synchronisierung der
Knotenpunktstelle auf unterschiedliche und sich ändernde Phasen der ankommenden
Datenströme.
-
Hei Anwendung eines Selexverfahrens werden die einzelnen Trabantenstationen
nacheinander zur Ubertragung von Daten altfgefordert, die Datenströme aus den einzelnen
Trabantenstationen treffen nacheinander in der Knotenpunktstelle ein, also z.B.
zuerst der Datenstrom aus der Trabantenstation A, dann der Datenstrom aus der Trabantenstation
R usw. In diesem Fall kann die Taktfrequenz auf der Ubertragungsstrecke 1 gleich
sein den Paktfrequenzen auf den Übertragungsleitungen a, b und c. Es gilt aber auch
hier, daß alle Übertragungsstrecken an sich selbständige Gebilde mit eigenen Taktfrequenzen
sind, die also nicht gleich zu sein brauchen. Es wird zwar in der Praxis in einem
solchen System die gleiche Taktfrequenz auf allen Übertragungsstrecken angewendet
werden, doch werden geringe Abseichungen inner auftreten, denn nur die Datenmodems
an den Endpunkten einer Übertragungsstrecke sind aufeinander abgestimmt. Es ist
deshalb in der Knotenpunktstelle eine Anpassung der Taktfrequenzen erforderlich.
-
Wird wie bei dem vorerwähnten Zeitmultiplexsystem über das ganze System
eine gemeinsame Taktfreqllenz aufrechterhalten, so mussen in der Knotenpunktstelle
die TJnterschiede zwischen den jeweiligen Phasen der ankommenden Datenströme gegenüber
der Phase des abgehenden Datenstromes ausgeglichen werden.
-
Bs sei ergänzend erwähnt, daß bei derartigen Datenübertragungssystemen
die Datenmodems einer Übertragungsstrecke nach den jeweiligen Anforderungen und
nach den Eigenschaften der Ubertragungsleitung gewkhlt werden können. Störgeräusche
werden, sofern sie nicht zu Übertragungsfehpern führen, durch die nach jeder Übertragungsstrecke
durchgeführte Regeneration des Datensignales unterdrückt. Eine Steuerung der einzelnen
Datenmodeme von einer Leitstation aus ist nicht erforderlich, die Datenmodems eines
Netzes bleiben immer eingeschaltet. Deshalb ist es, wie erwähnt, unter bestimmten
Voraussetzungen möglich, die Synchronisation der Taktfrequenz im ganzen Netz ohne
Unterbrechung aufrechtzuerhalten. Dadurch entfallen die Zeitverluste, die sonst
durch Einschwingen der Leitstation und durch die Synchronisation der Taktfrequenz
auftreten.
-
Der Übergang von einem in sich abgeschlossenen DatenUbertragungsnetz
in ein öffentliches Wählvermittlungsnetz ist leicht möglich, Die Erfindung betrifft
ein neues Verfahren für Datenübertragungesysteme der erwähnten Art, mit dem in einfacher
Weise ein mit einer bestimmten Taktfrequenz und mit einer bestimmten Phase ankommender
Datenstrom in ein vorgegebenes starres Taktraster mit starrer Phase e;ngeschleust
wird.
-
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Daten
mit dem ihnen eigenen Takt in einen Zwischenspeicher eingespeichert und mit dem
vorgegebenen starren Takt wieder ausgelesen werden1 wobei der ankommende Datenstrom
dauernd überwacht und beim Auftreten von Übertragungspausen die Taktphase des Zwischenspeichereingangstaktes
so neu eingestellt wird, daß abhängig von Frequenz und Phase des Taktes der ankommenden
Daten die Zeitdifferenz zwischen Einspeichern und Auslesen der Daten möglichst groß
ist.
-
Die Erfindung macht dabei von der erkenntnis Gebrauch, daß bei jeder
Datenübertragung Pausen auf treten. In diesen können durch Einschieben von zusätzlich
notwendigen oder durch Unterdrücken von nicht erforderlichen 'l'aktschritten Unterschiede
von Frequenz und Phase zwischen der Taktfrequenz des bertragenen Datenstromes und
der vorzegebenen starren Taktfrequenz ausgeglichen werden.
-
Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher mehrere Speicherplätze enthält,
deren Eingänge mit den Ausgängen eines ersten Wählers und deren Ausgänge mit den
Eingängen eines zweiten Wählers verbunden sind, wobei die ankommenden Daten dem
Eingang des ersten Wählers zugeführt werden und die abgehenden Daten am Ausgang
des zweiten Wählers abgenommen werden und der erste Wähler mit einem durch die ankommenden
Daten synchronisierten Takt geber und der zweite Wähler von einem starren Taktgeber
gesteuert ist und die ankommenden Daten ferner einer Prüfeinrichtung zugeführt werden1
deren Ausgang zusammen mit einem weiteren Ausgang des zweiten Wählers, an dem ein
die Stellung des zweiten Wählers kennzeichnendes Signal anliegt, über eine Logikschaltung
auf den ersten Wähler einwirken und dessen Stellung bezüglich der Stellung des zweiten
Wählers einstellen.
-
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren 3-5 näher beschrieben
und erläutert werden.
-
Fig.3 zeigt die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
-
Fig.4 zeigt ein Datenübertragungsnetz mit einer Knotenpunktstelle,
die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
-
Fig.5 zeigt die Anwendung der Schaltungsanordnung nach Fig.3 auf ein
Multiplexsystem.
-
In Fig.3 werden die ankommenden Daten einem Wähler Wl zugeführt, mit
dem der Reihe nach die einzelnen Speicherplätze des Zwischenspeichers ZS angewählt
werden. Der Wähler Wl wird gesteuert von einem synchronisierbaren Taktgeber Pl,
der vom ankommenden datenstrom synchronisiert wird. Die jede Takt schritt zugeordnete
Information wird im Zwischenspeicher kurzzeitig abgespeichert und über den Wkhler
W2, dessen Eingänge nit den Ausg'ingen der einzelnen Speichern;1atze verbunden sind,
wieder ausgelesen und den Ausgang der Schaltung zugeführt.
-
I)ieser Ausgang kann z.F+. zu einer Hauptstrec1fe führen, iiber die
die )aten zi einer zentraLen i)atenstation gelangen. er Wähler W2 wird durch einen
starren Taktgeber T2 gesteuert,
der einen Takt mit starrer Frequenz
und starrer Phase erzeugt, so daß der abgehende Datenstrom ebenfalls diese Taktfrequenz
hat. Am Eingang der Schaltung ist ferner eine Prüfeinrichtung P angeschlossen, die
den Datenstrom kontrolliert und Übertragungspausen erkennt. Die Kriterien für Übertragungepausen
hängen vom jeweiligen systemgegebenen Datenübertragungsformat ab. Sie können z.B.
dargestellt sein durch einen Dauerzustand bestimmter Mindestlänge oder durch bestimmte
Zeichen, z.B. Synchronisierzeichen. Eine Übertragungspause entsteht z.B. zwischen
der Übertragung von Daten von der Trabantenstation A und der Übertragung von Daten
von der Trabantenstation B in der vorerwähnten Fig.2. Wird eine Übertragungspause
erkannt, dann wird vom Ausgang der Prüfeinrichtung ein entsprechendes Signal zu
einer Logikschaitung PH gegeben, der gleichzeitig ein die Stellung des Wählers W2
kennzeichnendes Signal zugeführt wird, Durch die Logikschaltung PH wird der Wähler
W7 in die zur Stellung des Wählers W2 günstigste Stellung gebracht, so daß trotz
Unterschieden zwischen den Frequenzen und/oder Phasen der beiden Takte möglichst
lange eine ungestörte Übertragung möglich ist. Bei nominell gleicher Taktfrequenz
auf der ankommenden und der abgehenden Seite ist dies die Phasenopposition. Ist
die Taktfrequenz des ankommenden Datenstromes höher als die vorgegebene starre Taktfrequenz,
so ist ein Ausgleich dadurch möglich, daß der Wähler Wl von der Tiogikschaltung
PH so eingestellt wird, daß das nächste ankommende Datenbit gerade in den Speicherplatz
eingespeichert wird, der erst nach Abtasten aller anderen Speicherplätze vom Wähler
W2 angesprochen wird. TJmgekehrt wird bei einer Taktfrequenz des ankommenden Datenstromes,
die niedriger ist als die vorgegebene starre Taktfrenuenz, der XNähler Wl bei Erkennen
einer Übertragungspause so eingestellt, daß er gerade den Speicherplatz anwählt,
der als nächster vom Wähler W2 abgefragt wird. Der Wähler Wl wird also in Abhängigkeit
von Frequenz und Phase der ankommenden Daten so eingestellt, daß die Zeitdifferenz
zwischen dem Einspeichern und den Auslesen der Tnformation möglichst groß ist. Die
Kapazität des Zwischenspeichers ist so zu wählen, daß abhängi':
von
den b'requenz- und Phasenunterschieden zwischen den '?akten der ankommenden Daten
sowie der Länge und Häufigkeit der Übertragungspausen möglichst lange eine ungestörte
Übertra-{ung im Rahmen der zulässigen Toleranzen möglich ist. Es ist: mit Hilfe
dieser Schaltung unter bestimmten Voraussetzungen an die Taktfrequenzen und an das
Übertragungsformat eine regenerative Zusammenschaltung zweier Übertragungsstrecken
mit voneinander unabhängigen Taktgebern möglich.
-
Die Fig.4 zeigt ein zentralisiertes Mehrpunktübertragungssystem mit
einer Leitstation L und den beiden Trabantenstationen A und B; es arbeitet mit einem
Selexverfahren. Die Datenübertragung erfolgt von der Leitstation zu den Trabantenstationen
über eine sich in der Knotenpunktstelle aufzweigende Leitung, Phasenunterschiede
treten hier nicht auf und brauchen deshalb nicht kompensiert zu werden. Die Trabantenstationen
A und 13 senden ihre Daten über die Leitungen a und b, die in der Knotenpunktstelle
K für die Übertragung auf der geneinsamen Leitung 1 zur Leitstation L mittels einer
Schaltungsanordnung S zur Durchführung des erfindungsgeriäßen Verfahrens zusammengeführt
werden. Bei diesem System kann von der Leitstation aus der Schrittakt für das gesnte
SYstem bestimmt werden, in der Knotenpunktstelle werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Anwendung der in Fig.3 dargestellten Schaltung die durch die unterschiedlichen
Laufzeiten auf den Übertragungsstrecken hervorgerufenen Phasenunterschiede ausgeglichen.
-
Fig.5 zeigt die Anwendung der Schaltung nach Fig.3 in einem Multiplexsystem.
Die auf den verschiedenen Eingangsleitungen a1, ..., an ankommenden Daten werden
mit dem ihnen jeweils eigenen Takt itber die Wähler Wl in den Schaltungen S1...Sn
den Zwischenspeichern ZS in der vorbeschriebenen Weise zugeführt. Aus diesen werden
sie über die Wähler W2 und den Multiplexwähler MW mit entsprechend höherer Frequenz
ausgelesen und der Hauptleitung zugeführt. Bei diesen Schaltungsanordnungen ist
der starre Taktgeber T2 für alle Wähler gemeinsam.
-
8 sei angenommenJ daß die Daten auf den ankommenden Leitungen Signale
sind, die riit einer Übertrawngsgeschwindigkeit
von 50 Hd übertragen
werden und auf der tiauptleitung mit einer Geschwindigkeit von 1200 Bd weiter übertragen
werden sollen. Dann können mit Hilfe der Schaltung nach ig.5 unter Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bis zu 24 solcher Kanäle zusammengefügt werden. Diese
Zahl ist abhängig von den tatsächlichen Ubertragungsgeschwindigkeiten auf den ankommenden
Leitungen, die unter Umständen je nach den Rigenschaften der Signalsender auch etwas
höher sein kann, und von den während der Übertragung auftretenden Pausen. Es ist
aber nicht Bedingung, daß die Daten auf den ankommenden Leitungen mit untereinander
gleichen Geschwindigkeiten ankommen, bei snwendung des Erfindungsprinzips können
auch völlig unterschiedliche Taktfrequenzen verarbeitet werden, wenn nur die gesamte
ankommende Datenmenge die Kapazität des abgehenden Kanals nicht übersteigt. Ist
beispielsweise die Übertragungsgeschwindig keit der bei der Schaltung S1 ankommenden
Daten tngefkhr donpelt so hoch wie die Ubertragungsgeschwindkeiten, bei den an den
übrigen Schaltungen S2...Sn ankommenden Daten, so wird der Ausgang des Wählers W2
der Schaltung S1 an zwei Eingänge des Multiplexwählers WM geführt, so daß der Wähler
W2 zweimal während eines ITmlalafs abgefragt wird. Durch eine entsprechend ausgestaltete
Zusammenschaltung der Wählerausgänge der Schaltung S1...Sn tnit den Eingangen des
Multiplexwählers können Daten ströme mit praktisch beliebigen Ubertragungsgeschwindigkeiten
zu einem Multiplexkanal verschachtelt werden.