DE2154168B2

DE2154168B2 - Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten

Info

Publication number: DE2154168B2
Application number: DE19712154168
Authority: DE
Inventors: Peter 8000 Muenchen Salminger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1974-01-31
Also published as: LU66382A1; NL7213523A; DE2154168A1; JPS4852405A; DE2154168C3; IT969935B; FR2158999A5; BE790658A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten über Leitungen mit einem

ίο verwertbaren Übertragungs-Frequenzbereich von mindestens 100 bis 3000 Hz, die eine Zentralstelle mit mindestens einer Nebenstelle verbinden. Als Zentralstelle kann beispielsweise ein Computer oder eine von einem Computer gesteuerte Eingabeeinrichtung

vorgesehen sein. Als Nebenstelle können beispielsweise Datensichtstationen vorgesehen sein, die einerseits Daten von der Zentralstelle, insbesondere von einem Computer empfangen und sichtbar machen und die andererseits Daten an die Zentralstelle, insbeson-

ao dere an den Computer ausgeben. Als Leitungen können beispielsweise Telephonleitungen vorgesehen sein.

Bekanntlich werden Datensichtstationen in vielen Fällen gruppenweise, beispielsweise innerhalb eines

ag Gebäudes eingesetzt. Daraus ergibt sich grundsätzlich die Möglichkeit, die für alle Datensichtstationen einer Gruppe erforderlichen Betriebsparameter mittels einerzentralen Einrichtung zu erzeugen. Bei bekannten Anlagen dieser Art sind die Datensichtstationen und insbesondere deren Sichtgeräte über Koaxialkabel mit der zentralen Einrichtung verbunden. In dieser zentralen Einrichtung sind Zeichengeneratoren vorgesehen, die in Abhängigkeit von der zu schreibenden Zeichen Ablenksignale ausgeben, die über die Koaxialkabel an die Sichtgeräte übertragen werden. Außerdem sind in der zentralen Einrichtung Zeichenwiederholspeicher vorgesehen, die ein 1 länger dauernde Darstellung der Zeichen auf den Bildschirmen der Sichtgeräte ermöglichen. Diese bekannte Anlage hat den Nachteil der zu verlegenden Koaxialkabel.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es mit modernen Speichertechniken möglich ist, dezentralisierte Datenspeicher und integrierte Schaltungsanordnungen ebenso preisgünstig zu erzeugen, wie zentralisierte Datenspeicher und Schaltungsanordnungen gleichen Umfanges.

Auf Grund derartiger Überlegungen erscheint es zweckmäßig, die Zeichengeneratoren und die BiIdw'ederholspeicher direkt im Nahbereich der Daten-Sichtstationen anzubringen und mit Daten zu steuern, die von einer Zentralstelle, insbesondere von einem . Computer ausgegeben werden. Ein derartiges Datenübertragungssystem erfordert die Lösung komplexer Probleme hinsichtlich der asynchronen Übertragung der Daten, hinsichtlich der Adressierung, der Datensicherung bei gestörtem Übertragungskanal und auch hinsichtlich der rationellen Übertragung der Daten von einer Zentralstelle zu den einzelnen Datensichtstationen. Derartige Probleme sind meist nur mit relativ hohem technischen Aufwand lösbar.

Die Erfindung bezweckt eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten von einer Zentralstelle zu einer Nebenstelle, insbesondere zu einer Datensichtstation anzugeben, mittels der die erwähnten Probleme mit geringem technischen Aufwand gelöst werden.

Die deutsche Auslegeschrift 1 292 169 bezieht sich auf eine bekannte Schaltungsanordnung zur Über-

mittlung von Daten zwischen einer Zentralstelle und einer Mehrzahl von Nebenstellen, die mit der Zentralstelle mit einer Ringleitung verbunden sind. Dabei wird jede Nebenstelle durch ein von der Zentralstelle ausgesandtes Adressensignal ausgewählt und instand gesetzt, ihre Nachricht an die Zentralsfelle zu übermitteln, wobei die Nachnchtensignale aus binären Bits in Form von kurzen und langen aufeinanderfolgenden Signalen bestehen. Diese bekannte Schaltungsanordnung besitzt im Bereich der Nebenstelle ein Schieberegister mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Stufen einschließlich einer Eingangsstufe, deren Speicherinhalt durch einen Impuls eine« Impulsgebers um jeweils eine Stufe fortgeschaltet wird. Außerdem ist eine mit der Signalquelle verbundene Zeitgeberschaltung vorgesehen, die nach Ablauf einer vorherbestimmten Zeit den Zustand der Eing2mgsstufe ändert, so daß der Speicherinhalt umgewandelt wird, wenn die Dauer des empfangenen Signals einen bestimmten Zeitwert überschreitet.

Erfindungsgemäß nehmen die Daten innerhalb vorgegebener Zeiten entweder einen O-Wert oder einen L-Wert an, und die Ausgänge der Schieberegister sind an Modulatoren angeschlossen, die modulierte Signale abgeben und jedem O-Wert bzw. jedem L-Wert positive oder negative Impulsflanken zuordnen. Diese modulierten Signale werden über Übertrager zu den Nebenstellen bzw. zu der Zentralstelle übertragen, und nach erfolgter Übertragung werden aus den modulierten Signalen mittels Demodulatoren einerseits jedem O-Wert bzw. L-Wert zugeordnete Taktimpulse und andererseits die Daten gewonnen und den nebenstellenseitigen Schieberegistern bzw. dem zentralstellenseitigen Schieberegister zugeführt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Probleme hinsichtlich der asynchronen Übertragung der Daten, ferner hinsichtlich der Adressierung und hinsichtlich der Datensicherung bei gestörtem Übertragungskanal mit relativ geringem technischen Aufwand im Bereich der Zentralstellen bewältigt werden, so daß sich diesbezügliche Einrichtungen im Bereich der Nebenstellen erübrigen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß zur Übertragung der Daten von der Zentralstelle zu den Nebenstellen keine Koaxialkabel erforderlich sind. Die Daten können unter Verwendung von Telefonleitungen übertragen werden, die in der überwiegenden Zahl der Fälle bereits fest verlegt sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß die Schieberegister in einem einzigen Umlaufsinn betrieben werden, so daß die Steuerelektronik zum Betrieb dieser Schieberegister einen relativ geringen technischen Aufwand benötigt, um die Daten von den Schieberegistern parallel zur Zentralstelle und zu den Nebenstellen zu übernehmen und abzugeben und seriell von den Schieberegistern entlang der Ringleitung zu übertragen.

Im folgenden werden die beiden Binärwerte als O-Werte und als L-Werte bezeichnet. Um die Daten von der Zentralstelle zur Nebenstelle in rationeller Weise zu übertragen, ohne besondere Leitungen zur Übertragung von Taktimpulsen vorsehen zu müssen, ist es zweckmäßig, mit den Daten gleichzeitig auch die Informationen abzüglich der Taktimpulse zu übertragen. Dazu werden den Daten vorgegebene Bitraster zugeordnet, innerhalb der die Daten entweder einen O-Wert oder einen L-Wert annehmen. Diese Daten werden Modulationsstufen zugeführt, die modulierte Signale abgeben und jedem O-Wert bzw. L-Wert positive oder negative Impulsflanken zuordnen,

und diese modulierten Signale werden über Übertrager zu den Nebenstellen bzw. zur Zentralstelle übertragen. Nach erfolgter Übertragung werden aus den modulierten Signalen einerseits Taktimpulse gewonnen und andererseits die übertragenen Daten ermittelt.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die Daten zeitlich nacheinander von der Zentralstelle zu den Nebenstellen zu übertragen. Falls der Abstand der Zentralstelle vom Schwerpunkt der Nebenstellen relativ

klein ist im Vergleich zu den Abständen der einzelnen Nebenstellen untereinander, insbesondere wenn die einzelnen Nebenstellen sternartig rings um die Zentralstelle angeordnet sind, dann ist es zweckmäßig, jede der Nebenstellen über gesonderte Leitungen mit

der Zentralstelle zu verbinden. In diesem Fall werden die Daten über den Ausgang des zentralstellenseitigen Registers einer Multiplexereinrichtung zugeführt, die die Adressen der einzelnen Nachrichten erkennt und leitende Verbindungen der Zentralstelle mit der jeweils adressierten Nebenstelle herstellt.

Falls dagegen die Zentralstelle relativ weit vom Schwerpunkt der Nebenstellen entfernt ist und die Nebenstellen nahe beieinander liegen, dann ist es zweckmäßig, zwei dieser Nebenstellen direkt mit der

3= Zentralstelle zu verbinden und die übrigen Nebenstellen an die nebenstellenseitigen Enden dieser Leitungen anzuschließen. In diesem Fall wird der Beginn aller Nachrichten von allen Nebenstellen empfangen und an je einen im Bereich der Nebenstellen angeordneten Adressenentschlüsseler zugeleitet. Dieser Adressenentschlüssler stellt fest, ob die übertragene Nachricht für die zugeordnete Nebenstelle bestimmt ist oder nicht. Die weiteren Daten der Nachricht werden somit nur von der jeweils adressierten Nebenstelle empfangen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Zentralstelle e^:n Computer oder eine Dateneingabeeinrichtung vorgesehen, die über beliebig lange Übertragungskanäle mit einem Computer

verbunden ist und die zeitlich nacheinander Daten für die einzelnen Nebenstellen ausgibt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind als Nebenstellen Datensichtstationen vorgesehen. Diese Datensichtstationen bestehen aus je einem Sichtgerät,

5<- einer Tastatur zur Eingabe der Zeichen aus einem Zeichengenerator, der Signale erzeugt, die zur Darstellung der Zeichen erforderlich sind, ferner aus einem Bildwiederholspeicher, dtr in periodisch wiederkehrenden Zeitabständen alle Signale erzeugt, die zur periodischen Darstellung des Zeichens auf dem Bildschirm des Sichtgerätes erforderlich sind.

Im folgenden werden die Erfindung und Ausführungsbeispiele derselben an Hand der Fig. 1 bis 5 beschrieben, wobei in mehreren Figuien dargestellte gleiche Bauteile und Signale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten in schematischer Darstellung, Fig. 2ein Impuls-Zeit-Diagramm zur Erläuterung

6g der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach

Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Schaltungsanordnungen zur Übertragung von Daten von einer Zentralstelle zu mehreren

Nebenstellen in prinzipieller Darstellung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Datensichtstation als Nebenstelle.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus der Zentralstelle Z, ferner aus der Nebenstelle N, den Schieberegistern Rz, Rn, den Steuerstufen STz, STn, den Modulatoren Mz, Mn, den Demodulatoren DMz, DMn, den Übertragern Uz, Un und den Leitungen K. Zentralstellenseitig sind angeordnet: das Schieberegister Rz, die Steuerstufe STz, der Modulator Mz, der Demodulator DMz und die Übertrager UzI, UzI. Nebenstellenseitigsind vorgesehen: das Schieberegister Rn, die Steuerstufe STn, der Modulator Mn, der Demodulator DMnI und die Übertrager UnI und UnI. Von der Zentralstelle Z aus werden die Daten parallel in die einzelnen Stufen des Schieberegisters Rz eingegeben und von den einzelnen Stufen in die Zentralstelle übernommen. Zwecks einfacher Darstellung sind nur sechs Stufen eingezeichnet, wogegen bei Ausführungsbeispielen eine wesentlich größere Anzahl von Stufen möglich sind. Es wird vorausgesetzt, daß die Zentralstelle bis zu etwa 5 km von der Nebenstelle N entfernt ist und daß im Bereich der Zentralstelle Z oder beliebig weit von ihr entfernt ein Computer angeordnet ist, dessen Daten über einen nicht dargestellten Übertragungskanal zur Zentralstelle übertragen und von dort in das Register Rz eingegeben werden. Auch in umgekehrter Richtung sollen die Daten des Schieberegisters Rz parallel zur Zentralstelle ausgegeben und von dort entweder unmittelbar oder über den nicht dargestellten Übertragungskanal dem Computer zugeleitet werden.

Nebenstellenseitig erfolgt ein paralleler Datenaustauch zwischen der Nebenstelle N und dem Schieberegister Rn. Unter Verwendung der Steuerstufen 5Tn bzw. STz werden die Schieberegister An bzw. Rz in an sich bekannter Weise derart gesteuert, daß eine parallele Datenein- und -ausgabe möglich ist, daß die Daten in serieller Weise in Richtung der eingezeichneten Pfeile in die Schieberegister eingeschoben und ausgegeben werden und daß die Rückstellungen der einzelnen bistabilen Stufen, aus denen sich die Schieberegister Rn und Rz zusammensetzen, bewirkt weiden.

Falls Daten von der Zentralstelle Z zur Nebenstelle N übertragen werden sollen, dann werden diese Daten zunächst in das Schieberegister Rz parallel übernommen.

In Fig. 2 sind die Daten D und das entsprechende Signal 5 eingezeichnet. Diese Daten D können innerhalb vorgegebener Zeiten (Bitraster) entweder den O-Wert oder den L-Wert annehmen. Das Signal 5 nimmt in analoger Weise ebenfalls Amplituden an, die dem O-Wert bzw. dem L-Wert entsprechen. Beispielsweise hat das Signal 5 während der Zeit fi bis f3 einen O-Wert und während der Zeit r3 bis f5 einen L-Wert. Dieses Signal S wird über den Ausgang Az des Schieberegisters Rz dem Modulator Mz zugeleitet. In diesem Modulator wird das modulierte Signal 5m abgeleitet, dessen positive bzw. negative Impulsflanken den O-Werten bzw. L-Werten des Signals 5 entsprechen. Das modulierte Signal 5m wird unter Verwendung der Übertrager UzI und UnI und unter Verwendung der Leitungen K dem Demodulator DMn zugeleitet, mittels dessen einerseits die Taktimpulse T und andererseits das Signal 51 gewonnen wird, das die übertragenen Daten darstellt. Die übertragenen Daten werden somit in das Schieberegister Rn eingeschrieben und parallel in die Nebenstelle N übernommen. Daten, die von der Nebenstelle N an die Zentralstelle übertragen werden sollen, werden ebenfalls parallel in das Schieberegister An übernommen und von diesem seriell dem Modulator Mn zugeführt, der ähnlich wie der Modulator Mz arbeitet. Über die Übertrager Uni und UzI und über die Leitungen K wird somit ein moduliertes Signal an den

ίο Demodulator DMz gegeben, der ähnlich dem Demodulator DMn arbeitet und einerseits Taktimpulse T ausgibt und andererseits ein Signal, das äquivalent dem Signal 5 die übertragenen Daten darstellt. Diese von der Nebenstelle übertragenen Daten werden nun seriell in das Schieberegister Rz übernommen und parallel zur Zentralstelle Z geleitet. Die Schieberegister Rz und Rn, die Modulatoren Mz und Mn, die Demodulatoren DMz und DMn, die Leitungen K und die Übertrager bilden somit eine Ringleitung, in-

ao nerhalb der die Daten in einer Richtung einerseits von der Zentralstelle Z zur Nebenstelle N und andererseits von der Nebenstelle N zur Zentralstelle Z übertragen werden.

Als Leitungen K können Vierdrahtleitungen (ins-

*5 besondere lelephonleitungen) vorgesehen sein. Die Entfernungen der Zentralstelle Z von den Nebenstellen N können beispielsweise bis zu 5 km betragen. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ermöglicht die Übertragung von Daten von einer Zentralstelle Z zu mehreren Nebenstellen Ni, Nl, N3 über die Leitungen Kl, Kl und K3. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Abstand der Zentralstelle Z von dem räumlichen Schwerpunkt der Nebenstellen relativ klein ist. Es ist insbesondere zweckmäßig, diese Schaltungsan-Ordnung dann zu verwenden, wenn die Nebenstellen Nl, Nl, N3 sternförmig rings um die Zentralstelle Z angeordnet sind. Zentralstellenseitig sind außer dem bereits erwähnten Schieberegister Rz die Modulatoren MzI, Mz2 und Mz3, ferner die Demodulatoren DMzI, DMz2, DMz3, die Übertrager UzIl, UzU, UzIl, UzIl, UzSl, i/z32 und eine Multiplexereinrichtung MP vorgesehen. Nebenstellenseitig sind die Schieberegister RnI, RnI, Rn3, die Modulatoren MnI, Mn2, MN3, ferner die Demodulatoren DMnI,

DMnI, DMn3 und die Übertrager UnIl, UnIl, UnIl, UnIl, Un31 und Un31 angeordnet.

Bei dieser Schaltungsanordnung wird vorausgesetzt, daß die von der Zentralstelle Z zu einer der Nebenstellen N übertragenen Daten zeitlich nacheinander in das Schieberegister Rz eingegeben und unter Verwendung der Multiplexereinrichtung den Modulatoren MuI oder Mz2 oder Mz3 zugeführt werden. Insbesondere ist es zweckmäßig, die für die einzelnen Nebenstellen bestimmten Daten mit einer Adresse zu versehen und als Multiplexereinrichtung einen Adressenentschlüsseler vorzusehen, der entsprechend der angegebenen Adresse die leitende Verbindung des Ausgangspunktes zum entsprechenden Modulator Mz herstellt.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 ermöglicht ebenfalls die Übertragung von Daten von einer Zentralstelle Z zu mehreren Nebenstellen. Die Verwendung dieser Schaltungsanordnung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Abstand der Zentralstelle Z vom räumlichen Schwerpunkt der Nebenstellen relativ groß ist und wenn die einzelnen Nebenstellen Nl, Nl, N3 relativ nahe beieinander liegen. Unter diesen Voraussetzungen ist die Zentralstelle Z eirer-

:its über die Leitung Kl mit der Nebenstelle /Vl und ndererseits über die Leitung Ki mit der Nebenstelle /3 verbunden. Die Übertrager Un2\ und Un3l sind :doch nicht über gesonderte Leitungen an die Zenalstelle angeschlossen, sondern an die nebenstelleniitigen Ende> des Übertragers UnW. In ähnlicher /eise sind die übertrager Un 12 und Un22 nicht di- ;kt an die Zentralstelle angeschlossen, sondern an ie nebenstellenseitigen Enden des übeitiagers hiil. Auf diese Weise werden unter den gegebenen 'oraussetzungen Leitungen eingespart.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 zeigt scheiatisch eine Datensichtstation als Nebenstelle N. >iese Datensichtstation besteht aus dem Sichtgerät 0, der Tastatur 11, der Steuereinheit 12unddcrEinibevorrichtung 13. Innerhalb der Steuereinheit 12 t ein Zeichenwiederholspeicher 12a, ferner ein Zei-

chengenerator \2b angeordnet. Die Steuereinheit 12 liefert alle zum Betrieb des Sichtgerätes erforderlichen Betriebsparameter. Der Zeichengenerator 12b liefert alle Ablenkspannungen und Spannungen zur Steuerung der Intensität des Kathodenstrahles, die zum Schreiben eines Zeichens auf dem Bildschirm des Sichtgerätes erforderlich sind. Der Zeichenwiederholspeicher 12« gibt zu periodisch wiederkehrenden Zeitpunkten alle Signale aus, die zur Charakterisierungeines Zeichens erforderlich sind. Der Zeichengenerator \2b erzeugt alle Signale, die zur Darstellung des betreffenden Zeichens erforderlich sind. Die Eingabevorrichtung 13 ist über mehrere parallele Leitungen mit dem Schieberegister Rn verbunden, so daß ein paralleler Datenaustausch in beiden Richtungen von der Datensichtstation zur Zentralstelle und von der Zentralstelle zur Datensichtstation möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309 585/2Ä3

Claims

Patentansprüche:

1, Schaltungsanordnung zur Übertragung von Daten über Leitungen mit einem verwertbaren Übertragungsfrequenzbereich von mindestens 100 Hz bis 3000 Hz, die eine Zentraisteile mit mehreren Nebenstellen verbinden, wobei der Zentralstelle und jeder Nebenstelle Schieberegister zugeordnet sind und Steuerstufen vorgesehen, die den parallelen Datenaustausch zwischen der Zentralstelle und dem zugeordneten Schieberegister bzw. den Nebenstellen und den ihnen zugeordneten Schieberegistern bewirken, wobei die erste und letzte Stufe des zentralstellenseitigen Schieberegisters mit der ersten und der letzten Stufe der nebenstellenseitigen Schieberegister nach Art von Ringleitungen verbunden sind und die Daten über die Ringleitungen in einer einzigen Umlaufrichtung von der Zentralstelle zu den Nebenstellen bzw. von den Nebenstellen zur Zentralstelle übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten innerhalb vorgegebener Zeiten entweder einen O-Wert oder einen L-Wert annehmen, daß die Atisgänge (Az, An) der Schieberegister (Rz bzw. Rn) an Modulatoren (Mz bzw. Mn) angeschlossen sind, die modulierte Signale abgeben und jedem O-Wert bzw. jedem L-Wert positi.; oder negative Impulsflanken zuordnen, daß diese modulierten Signale über Übertrager (U) zu den Nebenstellen _xNl, N2, N3) bzw. zu der Zentralstelle (Z) jbcrtr-gen werden und daß nach erfolgter Übertragung aus den modulierten Signalen (Sm) mittels Demodulatoren (Dm) einerseits jedem O-Wert bzw. L-Wert zugeordnete Taktimpulse (T) und andererseits die Daten (Sl) gewonnen und den nebenstellenseitigen Schieberegistern (Rn) bzw. dem zentralstellenseitigen Schieberegister (Rz) zugeführt werden (Fig. 1 und 2).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (Az) des zentralstellenseitigen Schieberegisters (Rz) an eine Multiplexereinrichtung (MP) angeschlossen ist, die zeitlich nacheinander leitende Verbindungen des Ausgangs (Az) mit den Eingängen der Modulatoren (MzI, MzI, Λ/ζ3) herstellt (Fig. 3).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zentralstellenseitigen Schieberegister (Rz) die Daten und Adressen der Nebenstellen (N) gespeichert werden, für die die Daten bestimmt sind, und daß als Multiplexereinrichtung (MP) ein Adressenentschlüsseler vorgesehen ist, der den Ausgang (Az) des zentralstellenseitigen Schieberegisters (Rz) mit der adressierten Nebenstelle verbindet (Fig. 3).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über das zentralstellenseitige Schieberegister (Rz) die Daten mit den Adressen der Nebenstellen (N) an alle Nebenstellen übertragen werden, daß jeder Nebenstelle ein Adressenentschlüsseler zugeordnet ist, der nur die adressierte Nebenstelle zum Empfang auf die der Adresse folgenden Daten einstellt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenstelle eine Datensichtstation vorgesehen ist, bestehend aus Sichtgerät, Tastatur, Steuereinheit und Dateneingabevorrichtung (Fig. 4).