DE2409471C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Abschalten oder Wiederanschalten eines auswählbaren Ringabschnitts in einer ringförmigen Nachrichtenübertragungsanlage - Google Patents

Description

Steuersignale zur Veränderung der Verzögerung um je einen Schritt abzugeben, und daß die Steuereinrichtung außerdem Informationsschalter (511, 521, 512, 522) in der Umschalteinheit betätigt, über weiche die Datensignale auf dem Übertragungsring in Ankunftsrichtung weitergebbar und/ oder in umgekehrter Richtung zurückf ührbar sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschalten oder Wiederanschalten eines auswählbaren Ringabschnitts in einer ringförmigen Nachrichtenübertra-Bungsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Nachrichtenübertragungsanlagen in der Form eines geschlossenen Rings, an den zahlreiche Endgeräte räumlich verteilt angeschlossen sind, haben verschiedene Vorteile, so z. B. eine Einsparung an Ubertragungsleitungen und eine günstige Organisation des Datenverkehrs mit Hilfe von Zeitrahmen, die auf dem Ring umlaufen.

Ein Problem bei diesen Anlagen ist es, daß bei Unterbrechung des Übertragungsringes der gesamte Betrieb stillgelegt wird. Solche Unterbrechungen können durch mechanische oder elektrische Fehler bedingt sein, aber auch durch Abschaltung eines Ringabschnitts zur Wartung oder Instandsetzung.

Es sind schon Anlagen bekannt geworden, bei denen in solchen Fällen durch Umstrukturierung der geschlossenen Schleife die Betriebsfähigkeit für den größten Teil der Anlage erhalten bleibt außer dem Teil des Ringes auf dem die Unterbrechung erfolgt. Hierzu ist zu nennen: IBM Techn. Disclosure Bulletin, Vol. 14, No. 12, Mai 1972, S. 3617/3618.

In bekannten Anlagen besteht der Ubertragungsnng aus Parallelleitungen, auf denen Datensignale in entgegengesetzter Richtung umlaufen können. Jede Anschlußstelle für ein Endgerät ist gleichzeitig eine Umschalteinheit, in der Datensignale entweder auf der gleichen Leitung in Längsrichtung weiterübertragen werden können, oder in der sie von der einen Leitung auf die andere zurückübertragen werden können. Normalerweise werden Datensignale nur auf einer der beiden Leitungen übertragen. Bei einer Unterbrechung kehrt man den Datenstrom in den Anschlußgeräten vor und hinter der Unterbrechungsstelle um, so daß mit Hilfe der zweiten parallelen Leitung zwei gefaltete Schlaufen entstehen, die zusammen wieder einen geschlossenen Ring bilden. Hierzu sind zu nennen: USA.-Patentschriften 35 69 635 und 36 52 798 sowie IBM Techn. Discl. Bulletin, Vol. 15, No. 3, Aug. 1972, S. 1000/1001.

Auf solche Weise kann durch Umschalteinheiten ein Teil des Übertragungsrings isoliert und der Rest zu einer geschlossenen Schleife rückgeformt werden. Dabei wird durch die Abschaltung eines Ringabschnitts der Datenstrom zeitweise unterbrochen, und die angeschlossenen Funktionseinheiten fallen zum Teil aus dem Synchronismus. Nach Vervollständigung des neu geschalteten Ringes müssen die Einheiten wieder synchronisiert werden, und es muß festgestellt werden, welche Daten verloren gingen.

Dieses Vorgehen ist bei manchen Anwendungen tolerterbar, bei anderen dagegen nicht. Bei vielen

Prozeßsteuerungen z. B. müssen Daten innerhalb vorgeschriebener Zeitintervalle auf jeden Fall abgenommen oder angeliefert werden, weil sonst erhebliche Schaden an der gesteuerten Anlage entstehen könnten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Abschaltung eines Ringabschnitts aus einer ringförmigen Übertragungsanlage ohne Unterbrechung des Datenflusses in den übrigen Teilen des Rings möglich ist, sofern nicht eine plötzliche vollständige Unterbrechung des Übertra£ungsrings vorliegt, und mit dem auch ein vorher isolierter Ringabschnitt wieder angeschaltet werden kann, ohne daß dies bei den nichtbetroffenen angeschlossenen Endgeräten bemerkbar wird.

Die Lösung diener Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Schaltungsanordnungen zur Durchführung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen beschrieben. ao In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer ringförmigen Übertragungsanlage, in welcher die Erfindung Verwendung finden kann;

Fig. 2 die Anlage gemäß Fig. 1 nach Abschaltung *5 eines Ringabschnitts;

Fig. 3 den Kern einer erfindungsgemäßen Umschalteinheit für eine Anlage gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Umschalteinheit mit einem Kern gemäß Fig. 3 und mit zusätzlichen StromversorgungsTchal- 3<> tungen;

Fig. 5 A bis 5D verschiedene Umschaltzustände der Anlage bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 6 A bis 6B ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Zeitunterschieds zwischen Zeitrahmen, die in einer Umschalteinheit eintreffen;

Fig. 7 ein Diskriminator für eine Umschalteinheit gemäß Fig. 3; und

Fig. 8 eine variable Verzögerungseinrichtung für eine Umschalteinheit gemäß Fig. 3.

Grundlagen

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer ringförmigen Nachrichtenübertragungsanlage, in der die *5 vorliegende Erfindung verwirklicht werden soll.

Der Ring besteht aus zwei antiparallelen Leitungen 11 und 13, die jede als Doppelleitung ausgeführt sind und z. B. in einem gemeinsamen Abschirmmantel geführt sein können. Die beiden Leitungen 11 und 13 werden im folgenden Hauptleitung (11) und Nebenleitung (13) genannt.

Mit der Hauptleitung 11 sind zahlreiche Anschlußgeräte 15 verbunden. An jedem dieser Anschlußgeräte ist ein einzelnes Endgerät 17 oder eine Gruppe von Endgeräten 17 angeschlossen. Daten, die zwischen den Endgeräten 17 übertragen werden, laufen auf der Hauptleitung 11 nur in einer Richtung um (siehe Pfeile).

Auf der Nebenleitung 13 können Daten nur in umgekehrter Richtung umlaufen (antiparallel zur Hauptleitung). An die Nebenleilung sind keine Anschlußgeräte und Endgeräte angeschlossen. Sie dient nur als Hilfsleitung bei einer Umstrukturierung des Übertragungsrings, wie weiter unten noch beschrieben wird.

Auf den Leitungen werden die Nachrichten in Form von Rahmen übertragen. Der Anfang jedes Rahmens

60 wird durch ein Synchronisations-Bitmuster gebildet, mit dem sich die Anschlußgeräte 15 und sonstige Einheiten der Übertragungsanlage auf den Empfang eines Rahmens synchronisieren.

Eine Ringsteuereinheit 19 (RS) erzeugt in regelmäßiger Folge Lerrahmen, die von den Anschlußgeräten bzw. Endgeräten besetzt und zur Übertragung benutzt werden können. Die Ringsteuereinheit übernimmt auch Koordinierungsaufgaben beim Auftreten von Fehlern und bei Umschaltvorgängen.

Durch eine Anzahl von Umschalteinheiten 21 ist der Doppelring 11/13 in Abschnitte unterteilt. Jede der Umschalteinheiten, die in Verbindung mit Fig. 3 und 4 noch genauer beschrieben werden, ist mit zwei Abschnitten der Hauptleitung und mit zwei Abschnitten der Nebenleitung verbunden. Sie kann je nach Schalterstellung entweder eine durchgehende Verbindung sowohl für die Hauptleitung als auch für die Nebenleitung herstellen, oder aber Querverbindungen zwischen je einem Hauptleitungs- und Nebenleitungsabschnitt. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Unterbrechung der Ringleitungen, oder für Wartungsund Unterhaltsarbeiten, einen Abschnitt der gesamten Ringleitungsstruktur abzuschalten, und trotzdem einen funktionsfähigen, geschlossenen Übertragungsring aufrecht zu erhalten, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Hier besteht der vollständige Übertragungsring aus folgenden Teilen: Hauptleitung von RS nach A, Nebenleitung von A über RS nach B, und Hauptleitung von B nach RS.

Bei Anlagen mit einer großen Anzahl von Endgeräten ist es nun wichtig, daß durch eine solche Umschaltung der Datenfluß nicht unterbrochen wird. Bei einer plötzlichen Betriebsstörung, z. B. Leitungsbruch durch mechanische Einwirkung, ist eine kurzfristige Unterbrechung zwar unvermeidbar. In vielen Fällen kündigen sich aber Fehler durch erkennbare Symptome vorher an, so daß die Abschaltung eines Abschnitts kontrolliert erfolgen kann, also ohne Datenflußunterbrechung. !n allen Fällen von Wartungs- und Unterhaltsarbeiten soll die Umschaltung selbstverständlich ein kontrollierter Vorgang sein. Das kontrollierte Umschalten wird im folgenden »synchrones Abschalten« bzw. »synchrones Wiederanschalten« genannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Umschaltung ohne Datenflußunterbrechung. Dabei werden spezielle Umschalteinheiten 21 benutzt, die nun an Hand von Fig. 3 und 4 genauer beschrieben werden.

Umschalteinheiten

Jede Umschalteinheit enthält eine Synchronschalteinrichtung 23 und zwei Empfänger/Sender (EIS) 2f und 27 (Fig. 3) sowie weitere Einrichtungen zui Stromversorgung und zur Strom-Durchschaltung bzw -Abschaltung (Fig. 4). In den Fig. 3 und 4 sind di( Informations-Übertragungsleitungen stark ausgezo gen, die Steuerleitungen gestrichelt und die Stromver sorgungsleitungen dünn ausgezogen gezeichnet.

Die Synchronschalteinrichtung 23 enthält die vie Schalter SU, 512, S21, 522, durch welche die Haupt leitungs-Abschnitte 29 und 31 und die Nebenleitungs Abschnitte 33 und 35 wahlweise miteinander vcrbun den werden können. Die Stellung jedes der vier Schalte wird durch den Informationsschalterbetäliger 3' (ISB) bestimmt, der seinerseits von der Sleuereinrich lung 39 (SE) beeinflußt wird.

Die Steuereinrichtung 39 erhält Kommandos von der Ringsteuereinheit 19 entweder über die Hauptleitung durch Empfänger/Sender 11 (25) oder über die Nebenleitung durch Empfänger/Sender 2 (27). Sie kann auch Meldungen über je einen der beiden Empfänger/Sender an die Ringsteuereinheit schicken.

Ein Diskriminator 41 ist vorgesehen, um festzustellen, welcher zeitliche Abstand (gemessen als Anzahl von Bitperioden) zwischen dem Eintreffen eines Rahmens auf der Hauptleitung und auf der Nebenleitung besteht, und variable Verzögerungseinrichtungen 43 und 45 (KZl und VZ2) dienen dazu, für die Rahmen auf der Hauptleitung oder auf der Nebenleitung wahlweise eine Verzögerung von einer oder mehreren Bitzeiten einzuführen. Die variablen Verzögerungseinrichtungen 43 und 45 werden von der Steuereinrichtung 39 angesteuert, um die Verzögerung jeweils um eine Bitperiode zu verkürzen oder zu verlängern.

Für die Energieversorgung, d. h. Stromzufuhr zu allen Einheiten, werden die gleichen Leitungen benutzt ao wie zur Informationsübertragung. In jeder Umschalteinheit wird aber der Energieweg vom Informationsweg getrennt (Fig. 4). Die Mittelanzapfungen zweier Übertrager in Haupt- und Nebenleitung sind mit der einen Energieleitung (47), der geerdete Kabelmantel »5 mit der anderen Energieleitung (49) der Stromversorgung verbunden. Zur Unterbrechung der beiden Leitungen 47 und 49 sind die Stromschalter 51a und 516 vorgesehen, die immer zusammen betätigt werden.

Stromversorgungseinheiten 53 und 55 (5Kl und 3<> SVl) versorgen alle Schaltungen der Umschalteinheit, vor allem die Synchronschalteinrichtung 23, über einen besonderen Stromverteiler 57 (VERT) mit Strom, auch wenn einer der beiden angrenzenden Ringabschnitte stillgelegt ist. Die Stromschalter-Betätiger 59 und 61 (SSBl und SSB2) werden von den Empfängern/ Sendern 25 bzw. 27 beeinflußt, so daß ein Kommando zum Auftrennen bzw. Durchschalten der Stromversorgung von beiden Seiten her (Hauptleitung oder Nebenleitung) gegeben werden kann. *°

Synchron-Umschaltverfahren

Das eigentliche Umschaltverfahren wird nunmehr an Hand von Fig. 5A bis 5D und Fig. 6A und 6B erläutert. In Fig. 5 sind zur Vereinfachung der Darstellung außer der Ringsteuereinheit 19 und den beiden, mit A und B bezeichneten Umschalteinheiten 21, zwischen denen ein Ringabschnitt ab- und wieder angeschaltet werden soll, alle anderen Einheiten fortgelassen. Fig. 5A zeigt die Normalsituation: Der gesamte Datenverkehr läuft über die Hauptleitung. Die Nebenleitung wird nicht benutzt.

Zum synchronen Abschalten des Ringabschnitts zwischen A und B wird nun zuerst in Umschalteinheit A die Hauptleitung mit der Nebenleitung verbunden durch Schließen des Schalters S12. Dadurch wird, wie in Fig. SB zu sehen, der Datenstrom in Einheit A gespalten. Identische Datenströme laufen von A auf der Hauptleitung direkt zur Unischalteinheit B, und auf der Nebenleitung in umgekehrter Richtung zunächst zur Ringsteuereinheit und von da zur Umschalteinheit B, und weiter zu einem toten Ende in A. Die gleichen Daten gelangen also auf zwei verschiedenen Wegen zur Einheit B, jedoch wegen unterschiedlicher Laufzeiten wahrscheinlich nicht zum gleichen Zeit- ^6s punkt Die Köpfe der beiden identischen Rahmen FX und FJiT' haben also in Einheit B eine Zeitdifferenz Ό (Fig. 6A) oder Z bis D (Fig. 6B).

Man führt jetzt in Umschalteinheit B eine Verzögerung für die früher eintreffenden Rahmen, also entweder in der Hauptleitung doer in der Nebenleitung, schrittweise so ein, daß sich FX und FX' in B begegnen, d. h. daß der Zeitunterschied zwischen beiden praktisch gleich 0 wird.

In dieser Situation kann die synchrone Umschaltung erfolgen. In Einheit B werden Haupt- und Nebenleitung aufgetrennt (öffnen der Schalter 511 und S21) und miteinander verbunden (Schließen des Schalters 522), siehe Fig. 5C. Anschließend wird noch in Einheit A die Hauptleitung aufgetrennt (öffnen des Schalters 511), so daß sich die in Fig. 5D gezeigte Situation ergibt.

Nunmehr ist, wie gewünscht, der Ringabschnitt zwischen A und B abgetrennt, und es besteht trotzdem ein geschlossener Übertragungsring für alle anderen Einheiten der Anlage. Außer im abgetrennten Abschnitt hatte die Umschaltung keine Störung des Datenstroms zur Folge: Die Anschlußgeräte und Endgeräte zwischen Einheit B und der Ringsteuereinheit können nicht feststellen, ob die Daten direkt über die Hauptleitung oder auf dem Umweg über die Nebenleitung zu ihnen gelangen, weil die Umschaltung synchron erfolgt.

Das Wiederanschalten erfolgt in analoger Weise und muß deshalb hier nicht besonders erklärt werden. Die einzelnen Schritte beim Abschalten und beim Wiederanschalten eines Ringabschnitts werden jedoch in einem besonderen Abschnitt noch zusammengefaßt dargestellt.

Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß die Umschalteinheiten A und B nicht benachbarte Einheiten sein müssen. Der abzuschaltende Ringabschnitt kann auch Umschalteinheiten enthalten. Dies wird insbesondere bei Störung einer Umschalteinheit der Fall sein: Zum Abschalten dieser einen Umschalteinheit müssen die beiden benachbarten Ringabschnitte mit abgeschaltet werden. Die Kombination von zwei elementaren Ringabschnitten und der dazwischenliegenden Umschalteinheit wird hier jedoch auch als »Ringabschnitt« bezeichnet.

Diskriminator und Verzögerungseinrichtung

Für die synchrone Umschaltung sind in den Umschalteinheiten besonders zwei Einrichtungen von Interesse, die nun näher beschrieben werden: Der Diskriminator 41 zum Feststellen des Zeitunterschieds zwischen den Datenströmen auf der Haupt- und Nebenleitung, und die variablen Verzögerungseinheiten 43 bzw. 45.

Fig. 7 zeigt den Diskriminator. Er enthält zwei Synchronisations-Detektoren 71 und 73, die nach Vorbeilaufen der Synchronisationskombinatiori (111 I'll 11) auf der Haupt- bzw. Nebenleitung je einen Impuls abgeben. Durch diese Impulse wird das bistabile Kippglied 75 ein- bzw. abgestellt. Zwischer den beiden Synchron-Impulsen werden Bittaktimpuls« aus der Steuereinrichtung 39 (Fig. 3) durch das UND-Glied 77 zum Zähler 79 geleitet Der Zählerinhalt λ gibt den Zeitunterschied D zwischen den Rahmen ir diskreter Form, d. h. in ganzen Bitperioden, an. Diesel Wert wird beim Erscheinen des Synchron-Impulsei von der Nebenleitung mit Hilfe des UND-Glieds 81 an die Steuereinrichtung 39 weitergegeben. Die Steuer einrichtung entscheidet aus dem Wert N, ob und ii welcher der beiden Verzögerungseinrichtungen dii

Verzögerung um einen Schritt (eine Bitperiode) vergrößert werden muß. Die Kapazität des Zählers beträgt Z Einheiten, das entspricht einer Rahmenperiode. Nach Z Zählimpulsen wird der Zählerinhalt wieder 0. Am Anfang jeder Zählung, also beim Erscheinen des Synchron-Impulses auf der Hauptleitung, wird der Zähler über den Eingang Λ jeweils auf 0 zurückgestellt. Es wird dabei vorausgesetzt, daß in Umschalteinheit B die zueinander gehörenden Rahmen auf der Haupt- und der Nebenleitung nie eine größere Zeitdifferenz als Z/2 (eine halbe Rahmenperiode) haben. Aus Fig. 6 A und 6B ergibt sich, daß der Datenstrom auf der Hauptleitung verzögert werden muß, wenn D < Z/2, und auf der Nebenleitung, wenn D > Z/2 (also wenn [Z bis D] < Z/2.

Zum Feinvergleich dienen die beiden monostabilen Kippglieder 83 und 85 (MF) und das UND-Glied 87. Nachdem der Zeitunterschied mit Hilfe der variablen Verzögerungseinrichtungen kleiner als eine Bitperiode gemacht wurde, erfolgt der Feinabgleich durch »Wobbein«. In aufeinanderfolgenden Rahmenzyklen verschiebt die Ringsteuereinheit den Rahmenbeginn auf der Nebenleitung jeweils um einen Bruchteil, z. B. ein Zehntel, einer Bitperiode, und zwar zunächst einige Schritte in positiver, dann in negativer Richtung. Schließlich wird der Unterschied D zwischen beiden Synchronimpulsen gleich 0 oder höchstens ± ε sein, wobei f die »Wobbel«-Einheit ist. Dieser Zustand wird durch die Schaltungen 83, 85, 87 festgestellt. Die monostabilen Kippglieder 83 und 85 haben eine Verzögerungszeit, die der zulässigen Toleranz beim Umschalten entspricht. Wenn das UND-Glied 87 einen Impuls abgibt, kann die Umschaltung erfolgen, weil dann beide Datenströme mit ausreichender Genauigkeit synchron sind.

In Fig. 8 ist eine variable Verzögerungseinrichtung dargestellt. Mit ihr können Datensignal, die auf der Eingangsleitung 91 eintreffen, dirket oder mit einer wählbaren Verzögerung von einer ganzen Anzahl Bitperioden an die Ausgangsleitung 93 abgegeben werden. Die Verzögerung wird dadurch erreicht, daß der Datenstrom eine variable Anzahl von Stufen des Daten-Schieberegisters 95 durchlaufen muß. Die Auswahl der Daten-Schieberegisterstufe, in welche der Datenstrom eingegeben wird, erfolgt mit Hilfe des Steuer-Schieberegisters 97 und der UND-Glieder 99. Das Steuer-Schieberegister 97 enthält immer nur eine »1«, die am Anfang einer Umschaltoperation in die erste Stufe eingegeben wird. In dieser Situation ist das UND-Glied 101 freigegeben, das UND-Glied 103 gesperrt, und die eintreffenden Daten gelangen im Bittakt von der Eingangsleitung direkt auf die Ausgangsleitung.

Soll eine Verzögerung eingeführt werden, so erhält die Leitung 107 einen Impuls, der die »1« im Register 97 um eine Stufe nach links verschiebt Nunmehr ist UND-Glied 101 gesperrt, die UND-Glieder 103 und 105 sind freigegeben. Jedes Datenbit gelangt nun von der Eingangsleitung 91 über die UND-Glieder 113 und 105 zunächst in die letzte Stufe des Registers 95, und erst zur nächsten Bittaktzeit, also mit einer Bitperiode Verzögerung, durch einen Impuls auf Leitung 111 auf die Ausgangsleitung 93. Durch Steuerimpulse auf den Leitungen 107 oder 109 kann die Verzögerung schrittweise vergrößert oder verkleinert werden, jedoch pro Rahmenzyklus nur um je eine Bitperiode (ein Schritt).

Durch die Verzögerungsschaltung 115 ist angedeutet, daß in jeder Bitperiode zuerst eine Verschiebung des Inhalts von Register 95 erfolgt, bevor ein neues Bit von der Eingangsleitung 91 eingegeben wird, damit keine Daten verloren gehen. Tatsächlich wird man keine Verzögerungsschaltung 115 vorsehen, sondern eine Anzahl Bittaktsignale Tl, Tl, usw., die um den Bruchteil einer Bitperiode gegeneinander verschoben sind. Die Taktsignale werden von der Steuereinrichtung 39 aus dem Datenstrom abgeleitet.

Die Signale zur Änderung der Verzögerung müssen

ίο von der Steuereinrichtung 39 an die Leitung 107 bzw. 109 abgegeben werden, bevor die letzten vier Bits der Synchronisier-Kombination eintreffen. Außerdem wird das Daten-Schieberegister 95 am Anfang einer Umschaltopera.tion mit Nullen gefüllt (Eingang R).

Normalerweise gibt die Ringsteuereinheit die Synchronisier-Kombination 111 I'll 11 ab. Bei einer Vergrößerung der Verzögerung wird aus der zusätzlich in den Datenweg eingeführten Schieberegisterstufe des Daten-Schieberegisters 95 der Umschalteinheit B eine 0

ao abgegeben, so daß hinter der betreffenden Umschalteinheit B alle weiteren Einrichtungen die Synchronisierkombination 1ΠΓ0Ί111 erhalten. Alle Schaltungen sind in der Lage, beide Synchronisier-Kombinationen zu erkennen.

»5 Beim Abbau der Verzögerung nach einem Umschaltvorgang sendet die Ringsteuereinheit ausnahmsweise die Synchronisierkombination 111Γ0Ί1Π. In der Verzögerungseinrichtung, in der das Steuerbit im Register 97 vor Eintreffen der letzten vier Synchronisationsbits um eine Stufe nach rechts verschoben wird, geht jeweils die Null verloren, so daß alle Einrichtungen hinter der betreffenden Umschalteinheit die normale Synchronisier-Kombination 1111*1111 erhalten.

Übersicht der Vorgänge bei
Synchron-Umschaltoperationen

Verwendete Abkürzungen:

A = Umschalteinheit A (21)

B = Umschalteinheit B (21)

RS = Ringsteuereinheit (19)

KZl/ KZ 2 = Verzögerungseinrichtung (43/45)

SE = Steuereinrichtung (39)

Voraussetzungen:

— Zu Beginn des Abschaltvorgangs Haupt- und Nebenleitung durchgeschaltet, Querverbindungen unterbrochen (d. h. in allen Umschalteinheiten 511 und 521 geschlossen, 512 und 522 geöffnet, Fig. 3).

— Zu Beginn des Wiederanschaltvorgangs in A und B je eine Querverbindung durchgeschaltet, alle anderen Verbindungen unterbrochen (d. h. in A 512 geschlossen, 511 und 521 und 522 geöffnet — in B 522 geschlossen, 511 und 512 und 521 geöffnet).

— Zeitunterschied zwischen Rahmenbeginn aul Haupt- und Nebenleitung (d. h, zwischen FA" und FA") nie größer als ± Z/2, wobei Z ~ Rahmen-Zykluszeit

— N = Zählwert, der Zeitunterschied D zwischen FA" und FA" bzw. F(A-H-I)' in diskreten Werten (ganze Bitperioden) angibt

— Im Normalbetrieb Aussendung der Bitkombination 1111*1111 als Synchronisationsmuster arr Anfang jedes Rahmens.

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ίο

I. Abschalten rines Ringabschnitts

1. Kommando von RS
a) an A: S12 schließen,SH öffnen

an B: Zeitdifferenz der beiden Datenströme überwachen/den früheren schrittweise verzögenwbei Synchronismus umschalten

2. In ÄS: Beginn wobbein des Datenstroms auf Nebenieitung (periodische Verschiebung des Rahmenbeginns in jedem Zyklus um 0,1 Brtperiode, abwechselnd in positiver und negativer Richtung, Abweichung gegenüber Normalbeginn maximal wie bei I (Abschalten)

Schlußbemerkunaen

Wie schon weiter oben gesagt, kann der abzuschaltende bzw. wieder anzuschaltende Ringabschnitt ein Block von mehreren zusammenhängenden elementaren Ringabschnitten mit dazwischenliegenden Umschalteinheiten sein. Die Umschalteinheiten ,4 und B müssen also nicht benachbart sein.

Die in Fig. 1 gezeigte Struktur könnte topologisch

I Bitperiode in positiver und in negativer Richtung) 15 so ausgestaltet werden, daß die Umschalteinheiten 21

sich alle in räumlicher Nähe der Ringsteuereinheit 19 befinden, während jeder zwischen je zwei Umschalteinheiten befindliche Ringabschnitt für sich eine große Schleife von weiter räumlicher Ausdehnung bildet. Die *> prinzipielle Ringstruktur wäre dann zwar wie in F i g. 1 erhalten, die Ringsteuereinheit und die Umsehaiteinheiten wären in einer Zentrale konzentriert, und die Leitungen zu mehreren großer« Schleifen deformiert, die alle in der Zentrale beginnen und auch dorthin »5 zurückführen.

In dem oben beschriebener« Ausführungsbdspiel besteht die Ringstruktur aus zwei parallelen Doppelleitungen, auf denen die Datensignale gessensinnig

_ umlaufen, auf jeder der beiden Doppelleitungen aber

von UND-Glied 87 (Fig. 7)aaS£, dadurch Öffnen 30 immer nur in einer bestimmten Richtung. Das erfinvon StI uad S2l/SchSe8en von SH/örTnes der dungsgemäße Umschaltprinzip ist auch geeignet für

eine Ringstruktur mit nur einer Doppelleitung, auf der Datensignale in beiden Richtungen umlaufen können. Haupt- und Nebenleitung fallen dann also zusammen. Vor und hinter jeder Umschalteinheit, oder in jeder Umschaiteinheit an deren beiden Leitungsanschlußseiten, müssen in diesem Fall zusätzliche Gabelschaltungen vorgesehen werden, durch wekhe die Signale nach Richtungen getrennt werden können. *° Solche Schaltungen sind der in Cbertraguntsstechnik bekannt unü müssen deshalb hier nicht beschrieben

3. In B:

a) Wenn .V < Z/2 (das entspricht D < Z/2), also Dateostrom auf Hauptleitung früher (Fig. 6A): Erhöhung der Verzögerung in KZl (43, Fig. 3) im nächsten RahmeazykhJS um eine Einheit. Wean N < ZJl (das entspricht D > Z/2), also Datenstrom aof Nebenkitung früher (Fig. 6B): Erhöhung der Verzögenmg ia KZ2 (45, Fig. 3} im nächsten Rahnjeazyklns um eine Einheit.

C) Wenn V = 0 (identisch mit »V = Z, weil Zähler 69 inodulo Z): keine Änderung der Verzögenmg

4. in B: Wenn D = Oif bzw. D = Ζ~ε: Impuls

Stromschalrer (51a, 516)

5. Meldung von S an ÄS: Umschaltung in

6. Kommando von ÄS an A: SIl öffnea/Stromschalter<51ß, 51*} öffnen

7. In RS:

a? Beendigung der Wobbd-Operatioa b) Beginn"Aussenden von llli'0'1111 als Syrichromsations-M usier (stall 1 i H 1111)

S. Kommando von RS an B: Schrittweise VermindeniHE der Verzögerang in KZt oder l"Z2

9. In S: Pro Rahmenzyklus esa Impuls über Leitung 189 ax> Sieoer-Schieberegisier 97 der vorher beaBtzten VeTzögcroBgsssiKichtirag (43 oder 45) zum *S RüctvräirtrveTscriieben, bis *>\« in Anfangsposition. d h. bis Verzögerung = 0

10. Meldung van B aa ÄS: Verzögenrag in B abgebaut

il.ln ÄS: WiedcrbeginB Ausseadea von llll'llll als

50

IL Wicäeranschahen eines Ringabschrotis 1. Komniando von RS
a) an A: StI scMeöen/S&oiaschalteT (51a, 5Ii)

schließen

an B: StroTBsebatar

Zendsfferenz der beiden

schließen/ Datensiröme über-

Synchronismus smschaäca

werden. Die weiter oben beschriebenen Teile der Umschahemhciten bleiben bei dieser Alternanvlösung gleich, ebenso das gesamte ümschaltverfahren beim Abschalten und beim Wiedereinschalten.

I'mschaltN-crfahren r»ci plötzlich auftretender
Betriebsstörung

Die beschriebenen Umschaltcmheiten und Ring· leirungsstrukturen mit kornbinverter Informations- unc Lestungsübertragung durch die gleichen Leitung« eignen sich auch zur Lokalisierung eines plötzlich auf tretenden Fehlers, 4er einen weiteren Betrieb unmög lieh macht (z, B, Kurzschluß}, sowie zur Isolation de betreffenden Ringabschnitts,'wenn n«n vorsieht, dai äch bei StrwwrtisfsU haw. bei Stromabschaltung ii allen UroschaUeinhötcn die lnfor««tionssiclialter zu nächst so einstellen, daß di€ Län$sv«rbindungai unt« brechen aod <Sll und S2t geöffnet) uwil die Quei It sind (SU und SU geschlo! ($1ή, 51 ί>) wtüssen ζι automwisch geöffnet sein.

Hs sind d*nn «icrst nur zwei kleine Teilschleife

bei I (Abschalten)

4.InS:Wennö = 0±EoäcTi) = Z±c:lnipulsvon _ „ „_ ^,^ ,,^,^ ,„._

UND-Gäed «7 (Fig. 7) aa SE, dadurch öffnen ⁶S arbertstthig, die sich von der Ringsteuereinheii bis 2 von S22/schlieSai von SIl rad S21 den beiden ersten benÄthhatten Umschailtcinheiu

5. Meldungvon San ÄS: Umschaltung in ,»vollendet erstrcclccm. Bei jedem Abschalten und nachfolgende

6. Kommando von RS sa A: SG öffnen Wiedcransch»Uen Tnuß sich Automatisch ein weiten

elementarer Ringabschnitt durch entsprechende Schaltereinstellung an die bestehende Teilschleife anschließen und diese vergrößern. Dabei wird jeweils die neuerstellte Teilschleife auf Funktionsfähigkeit geprüft, bis der fehlerhafte Ringabschnitt entdeckt wird, der dann bei der endgültigen Rekonfiguration der Gesamt-

Übertragungsanlage nicht wieder mit eingeschal wird.

Auf diese Weise ist eine Fehlerlokalisierung und Abschaltung der fehlerhaften Stelle auf einfache We durch mehrfaches An- und Wiederabschalten des \ sorgungsstromes möglich.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 24

1. Verfahren zum Abschalten oder Wiederanschaiten eines auswählbaren Ringabschnitts einer ringförmigen Nachrichtenübertragungsanlage, die durch Umschalteinheiten in mehrere Abschnitte unterteilt ist und auf der Datensignale in beiden Richtungen umlaufen können, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten, einen ausgewählten Ringabschnitt begrenzenden Umschalteinheit (A) der ankommende Datenstrom dupliziert und von dort aus in beiden Richtungen über den Übertragungsring übertragen wird und daß in der zweiten, den ausgewählten Ringabschnitt begrenzenden Umschalteinheit (B) die beiden identischen Datenströme überwacht und durch Verzögerung des früher eintreffenden synchronisiert werden, so daß ein Umschaltvorgang zwischen diesen beiden Datenströmen keine Unterbrechung ■■«> des Datenflusses und keine Störung von Funktionseinheiten bewirkt, welche einen der beiden Datenströme empfingen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet, daß die Verzögerung des früher eintref- »5 !enden Datenstroms schrittweise um je eine vorfegebene Zeiteinheit vergrößert wird, und zwar Jeweils beim Empfang eines Synchronisierzeichens im Datenstrom, bis der Zeitunterschied zwischen den einander entsprechenden Synchronisierzeichen in beiden Datenströmen kleiner als die vorgegebene Zeinteinheit geworden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennteichnet, daß in einer Ringsteuereinheit (RS) der fine der beiden identischen Datenströme gegen den anderen mehrmals hintereinander erst in einem Sinne und dann im entgegengesetzten Sinne um je einen vorbestimmten Bruchteil der vorbestimmten Zeiteinheit verschoben wird, so daß sich in der tweiten Umschalteinheit auch ohne Veränderung *° der Verzögerung unterschiedliche Werte für den Zeitunterschied zwischen den Datenströmen ergeben, bis dieser Zeitunterschied schließlich einen festliegenden Toleranzwert unterschreitet, woraufhin dann der Umschaltvorgang erfolgt.

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten An-Bprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umschalteinheiten (21, Fig. 1) vorgesehen sind mit je einem Diskriminator (41, Fig. 3) zur Bestimmung des Zeitunterschieds zwischen den von zwei verschiedenen Seiten eintreffenden Synchronisiererkennfceichen und mit je zwei Verzögerungseinrichtungen (43, 45), welche die von zwei Seiten eintreffenden Datenströme durchlaufen müssen und in denen die Verzögerung schrittweise um je eine Zeiteinheit veränderbar ist, wobei Eingänge des Diskriminators mit den Ausgängen der Verzögerungseinrichtungen verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Umschalteinheit (21) eine Steuereinrichtung (39) vorgesehen ist, welcher aus beiden durch die UmschaHeinheit verbundenen Ringabschnitten Kommandos und Synchronisiersignale zuführbar sind und welche auf Grund eines Zählwerts (N), der ihr vom Diskriminator zugeführt wird, eine der beiden Verzögerungseinrichtungen (43, 45) auswählt, um an diese

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