DE2557896A1 - Vielfachpunkt-datenvermittlungssystem - Google Patents

Description

Xerox Corporation, Pochester, N.Y./USA

VieIfachpunkt-Datenvermittlungssystem

Die Erfindung betrifft ein Datenvermittlungssystem und insbesondere Datenvermittlungssysteme, die auf Datenpaket-Vermittlung beruhen.

Vermittlungssysteme werden Pechnern hinzugefügt, um Benutzern an entfernten Stellen den Zugriff zum Rechner zu gestatten. Da die Pechnerverarbeitungsgeschwindigkeiten immer höher werden, verstärkt sich auch das Bedürfnis danach, einer größeren Anzahl von Benutzern den Zugang zu dem Pechner zu ermöglichen, um die Pechnerkapazität voll auszunutzen. Allgemein geschieht der Zugang zu einem solchen zentralen Rechner gewöhnlich über entfernt gelegene Kontrollpulte, von denen jedes mit dem zentralen Rechner verbunden ist. Mit der steigenden Anzahl der Pechnermöglichkeiten wurden die Benutzer auf die hohen Investitionen in Software aufmerksam, ebenso wie auf die häufig auftretende Verdoppelung der Software, und aus diesen Gründen verstärkten sich die Verbindungen zwischen Benutzern zur Erleichterung der Teilung von Programmen und Daten.

Mit der Erleichterung der Verwendung von Pechnern zur Lösung von Problemen wurden auch die Lösungen selbst immer aufwendiger,

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umfangreicher und nahmen stark in denn Umfange zu, bis zu einem Punkt, wo der örtliche Pechner diese Lösungen nicht mehr wirtschaftlich bearbeiten konnte. Diese Situation führte zu einer zusätzlichen Verwendung von Datenvermittlung, bei der verschiedene Rechnervorrichtungen kombiniert wurden, um verbesserte "virtuelle" Pechner zu bilden.

Im Zusammenhang mit den zuvor erwähnten Entwicklungen erfolgten parallel dazu Fortschritte in der Halbleitertechnologie, die zu kleinen und kostengünstigen Rechnern führten, wie beispielsweise zu Kleinrechnern, die aufgrund ihrer niedrigen Kosten eine weite Verbreitung gefunden haben. Der Benutzer eines derartigen kleinen Rechners will jedoch häufig nicht gleichzeitig die Kosten von verschiedenen Perxphereinrichtungen tragen, wie beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitsdruckstation, und folglich v/erden derartige Vorrichtungen immer mehr auf Zeitteilungsbasis benutzt. Auch hier führte die Notwendigkeit der Vermittlung zwischen dem kleinen Rechner und der geteilten Einrichtung zu einer erhöhten Belastung eines jeden Vermittluncrssystems. Zusätzlich werden durch das Hinzukommen derartiger Kleinrechner und insbesondere von deren algorithmischer Einfachheit und zweckmäßiger Verwendung die alten Techniken der zentralen Rechnerverarbeitungsüberwachung fallengelassen und durch verteilte Steuerung ersetzt.

Die ursprünglichen großen und komplexen Rechnereinrichtungen waren allgemein mit einem Überwachungssystem für Programmsteuerung und Pichtungslenkung, Überprüfung von Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen und zur sonstigen Steuerung der Peihenfolge der Vorgänge innerhalb eines relativ komplexen Pechners versehen. Derartige tiberwacnungssysteme waren ebenfalls beispielsweise mittels der Belastungsfunktion und der Verknüpfungsfunktion an Problemlösungen angepaßt, die in ihrer Gesamtheit den Pechnerspeicher saturieren würden, durch die Verwendung dieses Systems jedoch aufgeteilt werden konnten und nach und nach in einer zen-

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tralen Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden konnten. Derartige dem Überwachungssystem zugeordnete Aufgaben und die wachsende Aufgabe der Verknüpfung und Korrelation verschiedener, immer zahlreicher werdender Peripherstationen mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung führten zu einem Anwachsen der t'berwachungssysterne, die typischerweise jetzt so komplex geworden sind, daß ein großer Teil der Pechnerleerzeit auf Fehler in diesen zurückzuführen ist. Dementsprechend führt die neuere Tendenz zu weniger stark zentralisierten Steuerungen bei jeglichen Rechnere inri chtungen.

Durch das Auftreten der bereits erwähnten Kleinrechner, und insbesondere durch die Leichtigkeit und Einfachheit von deren Betriebsweise, kann der Benutzer selbst eine weitgehendere Steuerung über die Reihenfolge der Arbeitsgänge in dem Verarbeitungsgerät ausüben. Es ist also kein zentrales Überwachungssystem mehr erforderlich, und die Steuerung wird zwischen den Benutzern geteilt oder verteilt.

Das grundsätzliche Problem liegt jedoch in der Vermittlung zwischen den verschiedenen Pechenvorrichtungen. Wenn mehr als ein Rechner bei der Lösung eines besonderen Problemes geteilt wird oder wenn kleinere Probleme auf Zeitteilungsbasis behandelt werden, so wird die Vermittlungsgeschwindigkeit und die Kapazität des Vermittlungsnetzwerkes schnell zu dem dominierenden Aspekt des Problems.

Vermittlungen zwischen derartigen Pechenvorrichtungen werden mittels zwei grundlegender Techniken durchgeführt. Eine derartige Technik wird allgemein als Kreisvermittlungstechnik bezeichnet, während die zweite Technik im allgemeinen als Paketvermittlungstechnik bezeichnet wird. Die Kreisvermittlungstechnik kann analog zur Telephonnetzwerkvermittlung betrachtet werden, welche für kurze und stoßartige Vermittlungen, die für

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Rechneranwendungen typisch sind, in Bezug auf die Schaltungsausrüstung eine starke Überkapazität erfordern. Für eine kurze Verbindung kann die zur Herstellung der Vermittlung erforderliche Zeit sehr groß sein in Bezug auf die Zeit der tatsächlichen Übertragung. Für stoßartige Vermittlungen wird die durch die Kreisvermittlung hergestellte Verbindung während des großen Teiles der Leerlaufzeit bei der Datenkonversation nicht ausgenutzt und somit vergeudet. Paketvermittlung kann dagegen analog der Behandlung von Briefen durch das Postsystem betrachtet v/erden, außer daß es sich statt der Briefe um Pechner-Datenpakete handelt, die sehr schnell sortiert und übertragen werden, mithilf e von immer preiswerteren Rechnern. Kurze Vermittlungen können wirksam innerhalb eines einzelnen Datenpatetes übertragen werden, und stoßartige Vermittlungen können mit einer Reihe von Paketen vermittelt werden, von denen keines die Vermittlungsmöglichkeiten während der häufigen Leerlaufperioden zwischen einzelnen Stoßfolgen belegt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Datenpaket-Vermittlungssystem zu schaffen, das mit hohem Wirkungsgrad und zuverlässig arbeitet und doch nur ein Minimum an Hardware erfordert. Das Vermittlungssystem soll in der Lage sein» Vermittlungen zwischen verschiedenen Rechnern und Periphereinrichtungen ohne die Hilfe einer zentralen Steuerung auszuführen, und zwar mit einem hohen Grad an Vollzugswahrscheinlichkeit. Das Vermittlungsnetzwerk soll einfach herzustellen sein, nur einfache Bauteile erfordern und von geringem Umfange sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Datenvermittlungssystem gelöst, das gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine Mehrzahl von mit dem Medium verbundenen Sende-Empfangseinrichtungen, von denen jede eine Übertragungseinrichtung und eine Empfangseinrichtung umfaßt, Kollisionsdetektoreinrichtungen, die zwischen die Übertragungs- und die Empfangseinrichtung geschaltet sind,

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zur Erzeugung eines Kollisionssignals, wenn die zugeordneten Signale derselben ungleich sind, an die Übertrag\:ngs- und die Empfangseinrichtung angeschlossene Anschlußeinrichtungen, die zum Empfang des Kollisionssignals eingerichtet sind zur übertragung eines Ausgangssignals an die übertragungseinrichtung in Abwesenheit des Kollisionssignals und zum Empfang von Signalen aus der Empfangseinrichtung zur Erzeugung eines Eingangssignal;?, an die Anschlußeinrichtungen angeschlossene Puffereinrichtungen zur Erzeugung des Ausgangssignals und zum Empfang des Eingangssignals und Benutzungseinrichtungen, die so verbunden sind, daß sie mit den Puffereinrichtungen in Verbindung stehen.

Es ist ein Bitserien-Sende-Empfängernetzwerk vorgesehen, das kontinuierlich mit allen miteinander in.Verbindung stehenden Vorrichtungen verbunden ist. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Netzwerk aus irgendeinem oder aus einer Mehrzahl von Transmissionsmedien gebildet wird, beispielsweise ein Koaxialkabel, optische Fasern oder dergleichen, die miteinander zu einem verzweigten Netzwerk durch fortdauernd aktive Vorrichtungen, wie Wiederholeinrichtungen verbunden werden, durch die Benachrichtigungen, die notwendigerweise an ein Medium angepaßt sind, in das andere Medium überführt werden.

Das beschriebene Vermittlungsnetzwerk ist dauernd über eine Mehrzahl von Sende-Empfangseinrichtungen und zugeordneten Anschlußstufen mit einer Mehrzahl von Benutzungsvorrichtungen verbunden, die entweder Rechner für allgemeine Zwecke, Rechner für besondere Zwecke (Kleinrechner), Vorrichtungen wie Eingangs-Ausgangsstationen oder entfernt gelegene Endstationen und verschiedene andere Periphereinrichtungen sind. Die gemeinsame Eigenschaft von jeder Kombination aus Sende-Empfangseinrichtung und Anschlußstufe ist, daß sie fortlaufend den Datenstrom abtasten, der durch das Netzwerk läuft, wobei die Anschlußstufe fortdauernd nach Datenpaketen sucht, die an sie adressiert sind. Die Abta-

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stung geschieht mittels eines Empfängers, der in dem Sende-Empfangsgerät enthalten ist, welches jeder Anschlußstufe zugeordnet ist und die Anschlußstufe mit dein Netzwerk verbindet. Zusätzlich zu den normalen Übertragungs- und Empfangsfunktionen liefert das Sende-Empfangsgerät eine weitere Steuerfunktion zur Blockierung der Transmission von Datenpaketen aus der Benutziangs· Vorrichtung in Form einer selbsttätigen Steuerung zur Vermeidung von Interferenzen bzw. Kollision mit Daten im Kabel, die zwischen zwei anderen Benutzungsvorrichtungen geführt werden. Wenn eine Ruhezeitspanne im Kabel durch das Sende-Empfancjsgerät ermittelt wird und der Anschlußstufe mitgeteilt wird, so gibt die Anschlußstufe eine Übertragung aus, und wenn nach einem vorbestimmten Intervall keine Kollisionen ermittelt werden, so belegt diese Anschlußstufe das Netzwerk, und für alle anderen Benutzungsvorrichtungen erfolgt mittels ihrer Anschlußstufen eine Zurückstellung in ähnlicher Weise.

Aufgrund der Laufzeitverzögerungen ist es jedoch möglich, daß eine entfernt gelegene Station bereits eine Übertragung über das Kabel vornimmt, während eine andere Sbation ein noch freies Kabel ermittelt. Somit können zusamrnenfallende Versuche zur Übertragung von zwei oder mehreren Benutzungsvorrichtungen erfolgen, woraus sich eine Datenkollision ergibt. Diesem besonderen Umstand wird begegnet, indem in jedem Sende-Empfangsgerät eine Kollisionsdetektorlogik eingebaut ist, die gleichzeitig mit der Übertragung das Kabel überwacht, den Kabelinhalt Bit für Bit mit dem örtlich übertragenen Inhalt vergleicht und, falls Unterschiede oder Kollisionen entdeckt v/erden, die Anschlußstufe anweist, die Übertragung abzubrechen. Sobald dies auftritt, brechen beide miteinander in Konflikt stehende Sendevorrichtungen die Übertragung ab und führen keine neue Übertragung durch, bis eine jede ein vorbestimmtes Zeitintervall abgewartet hat. Um gleichzeitigen Neubeginn auszuschließen, d.h. wiederholte Kollisionen, ist eine zusätzliche Logik vorgesehen, durch die die erwähnte Zeitvergrößerung bzw. das Neutibertragungsintervall in

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jeder Anschlußstufe entsprechend einem bewerteten Generator für eine willkürliche Zahl bzw. willkürliche Zahlen verteilt wird. Die Bewertung der Zahl aus dem Generator für willkürliche Zahlen erfolgt über weitere Logikelemente, die auf der Grundlage der vorausgegangenen Anzahl von wiederholten Unterbrechungen für das Paket, das für die vorliegende übertragung ausgewählt wurde, eine schwerwiegendere vorliegende Benutzungsdichte des Vermittlungsnetzwerkes bestimmt und daher die willkürliche Zahl im Hinblick auf ein größeres mittleres Zeitintervall bewertet.

In der vorstehenden Zusammenfassung wurde ein Vermittlungssystem beschrieben, das die elementaren Blöcke einer Sende-Empfangseinrichtung mit einem Interferenz- bzw. Kollisionsdetektor und eine Anschlußstufe mit einem Adressenfilter enthält, das mit einem Eingangsschieberegister verbunden ist, welches an seinem Eingang ferner einen Phasendetektor enthält. Das Adressenfilter identifiziert die besondere Adresse, die irgendeiner Station zugeordnet ist. Zusätzlich ist ein mit dem Kollisionsdetektor der Sende-Empfangseinrichtung verbundener Kollisionszähler zum Zählen der Anzahl von Kollisionen für jedes neue Paket vorgesehen, wobei die Zählrate des Kollisionszählers als Bewertungsfunktion für jede Zahl verwendet wird, die von einem Generator für eine willkürliche Zahl bzw. willkürliche Zahlen erzeugt wird. Die so erzeugten bewerteten Zahlen werden dann in einen taktgesteuerten Zähler eingespeist, um ein Zeitintervall für die Neuübertragung festzulegen.

Das Netzwerk selbst umfaßt Abschnitte eines Koaxialkabels. Da das Koaxialkabel verschiedene Leitungsverluste verursacht und da Abschnitte desselben sich über weite geographische Bereiche erstrecken können, treten verschiedene Kabelverluste auf, und aus diesem Grunde sind Abschnitte des Koaxialkabelnetzwerks mit Wiederholschaltungen verbunden.

Die Bezugnahme auf Wiederholschaltungen erfolgt in dieser Beschreibung nur zum Zweck der Vervollständigung der Ausführungs-

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form und sind zur Ausführung der Erfindung nicht erforderlich, wenn kurze Verbindungsleitungen betrachtet werden und Leitungsverluste durch jeweilige Auslegung des Kabels und des Sende-Empfangsgerätes ausgeschaltet werden.

Über das Vermittlungskabelnetzwerk ist eine Mehrzahl von Stationen verteilt, von denen jede eine Benutzungsvorrichtung enthält, die allgemein als Rechner, Hilfsspeicher oder Eingangs-Ausgangsabschlußeinheit angenommen werden kann. Jede Benutzungsvorrichtung, gleich ob es sich um einen Rechner oder einen entfernt gelegenen Anschluß handelt, ist mit dem Koaxialkabel mittels eines T-Verbindungsstücks bzw. eines Abgriffelementes verbunden, welches mit einer Sende-Empfangseinrichtung in Reihe mit einer Anschlußstufe verbunden ist, welche ihrerseits die Verbindung zu der Benutzungsvorrichtung herstellt. Das Sende-Empfangsgerät ist von herkömmlicher Art und enthält einen Sender oder einen Treiberabschnitt und einen Empfängerabschnitt. Zusätzlich wird das Sende-Empfangsgerät so abgewandelt, daß es eine Schaltung enthält, die den Ausgang des Treibers über eine Verzögerungseinrichtung an den Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters legt, welches am anderen Eingang das Ausgangssignal des Eiffängerabschnitts erhält. Der Ausgang des Exklusiv-ODEF-Gatters zeigt eine Interferenz bzw. Störung an und ist so geschaltet, daß ein Ausgangsschieberegister angesteuert wird, welches seinerseits einen Ausgangspuffer steuert, der mit den Ausgangsanschlüssen der Benutzungsvorrichtung verbunden ist. Zusätzlich zu dem Eingahg aus dem Exklusiv-ODER-Gatter empfängt das Ausgangsschieberegister ebenfalls ein Stationssteuereignal.

Die Datenausgänge des Ausgangspuffers sind parallel mit den Eingangsanschlüssen des Ausgangsschieberegisters verbunden, welches mittels eines Übertragertaktgenerators taktgesteuert wird, um eine Serienübertragung in einen Phasen- bzw. Datentaktkodierer durchzuführen. Der Datentaktkodierer liefert seinerseits ein Ausgangssignal in Form eines Seriendatenstromes an den Treiber-

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abschnitt des Sende-Empfangsgeräts.

Auf der Eingangsseite speist das Sende-Empfangsgerät einen Phasen- bzw. Datentaktdecoder. Der Datentaktdecoder liefert in herkömmlicher Weise einen Strom aus Seriendaten an ein Eingangsschieberegister und liefert ferner den Takteingang dafür. Das Eingangsschieberegister speist ferner in paralleler Forin ausgewählte Bitstellungen dafür einem Adressenfiltriernetzwerk ein, welches einen Adressencode am Anfang der empfangenen Datenpakete identifiziert, um die übertragung des Rests der ausgewählten Pakete in einen Eingangspuffer zu ermöglichen, welcher seinerseits mit den Eingangsanschlüssen der Benutzungsvorrichtung verbunden ist.

In der Anschlußstufe ist ferner eine Neubeginn-Schaltung enthalten, die einen kontinuierlich laufenden Taktzähler umfaßt, dessen Ausgänge über eine Boolsche UND-Sclaltung mit den Ausgängen eines Kollisionsschieberegisters verbunden sind. Da der kontinuierlich laufende Taktzähler im wesentlichen unabhängig von den internen Taktsignalen der Benutzungsvorrichtungen ist, und da jeglicher Versuch einer Datenpaketübertragung von dem internen Taktsignal der Benutzungsvorrichtung abhängt, wird eine asynchrone bzw. im wesentlichen willkürliche Beziehung durch die oben erwähnte Kombination aus Taktzähler und Kollisionsereignissen gebildet. Diese Beziehung wird bewertet, indem die Kollisionszählrate in das Kollisionsschieberegister eingeschoben wird. Auf diese Weise wird ein Generator für aufgrund der Kollisionszählrate bewertete willkürliche Zahlen gebildet, der seinerseits über einen Aufwärts-Abwärts-Zähler das Ausgangsschieberegister für einen Wiederbeginn der Übertragung steuert.

In der vorstehenden allgemeinen Zusammenfassung ist ein System beschrieben, welches aufgrund seiner Anordnung von Bestandteilen das Auftreten von Kollisionen zwischen übertragenen Datenpaketen auf einen niedrigen Wahrscheinlichkeitsgrad reduziert.

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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein verallgemeinertes Schaltbild eines gemäß der Erfindung aufgebauten Nachrichtensystems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer Ausführungsform eines Sende-Empfangsgeräts und einer Anschlußstufe zur Verwendung mit dem in Fig.1 dargestellten System;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer anderen Ausführungsform des Sende-Empfangsgerätes und der Anschlußstufe zur Verwendung bei dem in Fig. 1 dargestellten System;

Fig. 4 das Flußdiagramm eines Fechnerprograinms, das nach der Art eines Generators zur Erzeugung von beliebigen Zahlen wirkt und zur Verwendung mit der in Fig. 3 gezeigten Anschlußstufe geeignet ist;

Fig. 5 ein Schaltbild zur Darstellung einer praktischen Ausführungsform eines Sende-Empfangsgerätes, das zur Verwendung mit den Einrichtungen nach den Figuren und 3 geeignet ist;

Fig. 6 ein Schaltbild zur Darstellung einer praktischen Ausführungsform der Anschlußstufe, die zur Verwendung mit den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Einrichtungen geeignet ist; und

Fig. 7 eine Signalwellenform-Einhüllende zur Darstellung eines Datenpaketes, das gemäß der Erfindung vermittelt wird.

Im Hinblick auf eine möglichst eindeutige Offenbarung der Erfindung sollen zunächst die folgenden Definitionen gegeben werden;

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Das Nachrichtenvermittlungsmedium, welches hier als Anordnung von Koaxialkabeln beschrieben ist, ist ein logisch passives Seriendaten-Transmissionsmedium oder ein Einkanalmedium und wird im folgenden als Kabel bezeichnet.

Eine Mehrzahl von miteinander in Verbindung stehenden Datenverarbeitungsvorrichtungen, wie beispielsweise Rechner für allgemeine Zwecke, Kleinrechner und entfernt gelegene Kontrollpulte werden nachstehend allgemein als Benutzungsvorrichtungen bezeichnet.

Jede Benutzungsvorrichtung ist über eine Anschlußstufe mit einem Sende-Empfangsgerät verbunden, und die Kombination aus Sende-Empfangsgerät, Anschlußstufe und Benutzungsvxrichtung wird im folgenden als Station bezeichnet.

Das Sende-Empfangsgerät ist mit dem Kabel über ein T-Koaxia!verbindungselement verbunden, welches im folgenden als Abgriff bezeichnet wird.

Jeder Abgriff ist vollständig passiv, und die Wahl der Empfangsstation oder des zwischen den in Verbindung stehenden Stationen errichteten Datenweges erfolgt über eine Adresse und nicht über Netzwerkvermittlung, was im folgenden als "Adressenfiltrierung" bezeichnet wird.

Eine Sendestation übermittelt und empfängt somit Digitalsignale in einem von dem Kabel geführten Serienstrom, wobei diese Digitalsignale eine Adresse umfassen und jeder Satz von Signalen, die einer bestimmten Adresse zugeordnet sind, im folgenden als Datenpäket bezeichnet wird.

Zur Vermeidung von Interferenzen mit zu anderen Stationen gesendeten Daten ist jede Station mit einer Anschlußstufe und einer Sende-Empfangsstufe versehen, die neben weiteren Funktionen be-

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stimmen, ob das Kabel gerade durch andere Daten belegt ist und abwarten, bis das Kabel "still" geworden ist, bevor die Übermittlung eingeleitet wird; diese Funktion der Anschluß- und Sende-Empfangsstufen wird im folgenden als Zurückstellung bezeichnet.

Wenn sich herausstellt, daß das Kabel "ruhig" ist und eine Station mit der Überführung eines Datenpaketes in das Kabel beginnt, so erfolgt in allen anderen Stationen eine Zurückstellung, und der Zustand der übertragenden Anschlußstufe wird im folgenden als "Erfassung" bezeichnet.

In Fällen, wo eine Interferenz zwischen dem aussendenden Sende-Empfangsgerät und durch andere Stationen übertragenen Sendungen ermittelt wird, wird ein Dateninterferenzzustand bestimmt, der im folgenden als "Datenpaketkollision" bezeichnet wird.

Beim Auftreten einer Datenpaketkollision wird die übertragung zu dem Kabel von der Station beendet und für eine willkürlich gewählte spätere Zeit erneut ins Programm aufgenommen, was im folgenden als "willkürliche Neuübertragung" bezeichnet wird.

Da der Versuch einer Neuübertragung abhängt von der gerade vorliegenden Verwendung des Kabels durch andere Stationen, enthält jede Anschlußstufe zusätzliche Logikeinrichtungen, durch die kurz zuvor erfolgte Paketkollisionen für jedes zu übertragende Paket gespeichert werden und dazu verwendet werden, um die willkürliche Neuübertragung bezüglich Intervallen zu beurteilen, die in Abhängigkeit von dem Maße der Verwendung des Kabels beurteilt werden, wobei diese Beurteilung im folgenden als "statistische Koordination" bezeichnet wird.

Es soll nun das System beschrieben werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Nachrichtenübermittlungsnetzwerk anhand von sich schnei-

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denden Kabeln dargestellt, die jeweils mit 10 bzw. 20 bezeichnet sind. Die Kabel 10 und 20 sind voneinander isoliert, und jedes Kabel endet an beiden Enden in einem Abschlußstück, das mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist zu sagen, daß die Kabel 10 und 20 herkömmliche Hochfrequenz-Koaxialkabel sind und die Abschlußstücke 30 dafür herkömmliche Impedanzanpassungsvorrichtungen, wie beispielsweise Widerstände sind, die zur Begrenzung von Reflektionen ausgewählt wurden. Die Kabel 10 und 20 sind von Abschirmungen 21 und 31 umgeben, die gemeinsam an eine einzige Masse angeschlossen sind, um Erdungsschleifen zu vermeiden. An dem Kabel 10 entlang ist eine Mehrzahl von Abgriffen verteilt, die als herkömmliche T-Verbindungen 101 und 102 dargestellt sind. Der Abgriff 101 verbindet die Abschirmung und den Mittelleiter mit einem Sende-Empfangsgerät 111, während der Mittelleiter mit dem Ausgang eines Treibers 301 und eines Empfängers 302 verbunden ist. Das Sende-Empfangsgerät 111 bildet das vordere Ende einer Station 125, während das Sende-Empfangsgerät 111 auf 6bc anderen Seite über eine Eingangssignalleitung "i", die vom Empfänger 302 ausgeht, und über eine Ausgangssignalleitung "ο", die zum Treiber 301 führt, mit einer Anschlußstufe 115 verbunden ist. Innerhalb des Sende-Empfangsgerätes 111 sind die Leitungen "i" und "o" weiter in Richtung auf einen Kollisionsdetektor 113 zu aufgezweigt. Innerhalb der Anschlußstufe 115 führen die Leitungen "o" und "i" jeweils zu einer Sende-Empfangsgerät-Logikstufe 117 bzw. einer Empfängerlogikstufe 119, die ihrerseits am anderen Ende mit einem Ausgangspuffer 121 bzw. einem Eingangspuffer 123 verbunden sind. Die Puffer 121 und 123 sind auf der anderen Seite mit den Ausgangs- und Eingangsanschlüssen einer Benutzungsvorrichtung 127 verbunden. Die Benutzungsvorrichtung 127, die Anschlußstufe 115 und das Sende-Empfangsgerät 111 bilden somit eine Nachrichtenvermittlungsstation 125.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Anordnungen umfaßt die Anschlußstufe 115 einen Generator 451 für beliebige Zahlen,

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dessen Ausgang zu einer Bewertungsschaltung 453 geführt wird, während die Bewertungsschaltung 453 ebenfalls das AusgangsELgnal eines Kollisionszählers 455 empfängt, der an seinem Eingang ein Ausgangssignal "c" aus dem Kollisionsdetektor 113 erhält. Das als "r" gezeigte Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 453 wird seinerseits dem Auslöseanschluß der Sende-Empfangsstufe 117 zugeführt.

In ähnlicher Weise stellt der Abgriff 102 in einem ähnlich aufgebauten Sende-Empfangsgerät eine Verbindung mit einer Anschlußstufe 116 her, während das Sende-Empfangsgerät 112 in ähnlicher Weise einen zwischen die Signalleitungen "i" und "o" geschalteten Kollisionsdetektor 114 umfaßt, die Leitungen "i" und "o" in ähnlicher Weise in das Innere der Anschlußstufe 116 führen, um jeweils mit einer Empfängerlogistufe 120 bzw. einer Sende-Empfanger logikstufe 118 verbunden zu werden. Empfänger- und Sende-Empf ängerstufen 120 und 118 sind ferner jeweils über einen Eingangspuffer 124 bzw. Ausgangspuffer 122 mit den Eingangs- bzw. Ausgangsverbindungen einer weiteren Benutzungsvorrichtung 128 verbunden. Auch hier bilden das Sende-Empfangsgerät 112, die Anschlußstufe 116 und die Benutzungsvorrichtung 128 eine Nachrichtenvermittlungsstation 126.

In der Station 126 werden die Funktionen des Generators für beliebige Zahlen, des Kollisionszählers und der Bewertungsschaltung alle innerhalb der Benutzungsvorrichtung 128 nach einem Verfahren ausgeführt, das im folgenden beschrieben wird. Die Vorrichtung 128 ist mit einer Signalleitung "r" gezeigt, die zu den Ansteuerungsanschlüssen der Sende-Empfängerlogikstufe 118 führt, und sie empfängt eine Signalleitung "c", die vom Kollisionsdetektor 114 ausgeht.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das Kabel 20 in ähnlicher Weise mit einer Mehrzahl von Stationen verbunden, die hier als

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zwei Stationen 225 und 226 dargestellt sind und entsprechende in ähnlicher Weise aufgebaute Anschlußschaltungen 215 und 216 zwischen Benutzungsvorrichtungen 227 und 228 und entsprechenden Sende-Empfangsgeräten 211 bzw. 212 umfassen. Die Sende-Empfangsgeräte 211 und 212 stehen über die Abgriffe 2O1 und 202 init dem Kabel 2O in Verbindung.

Die Anordnungen der Stationen 225 und 226 sind zwar mit getrennten Bezugszeichen versehen, können jedoch ähnlich aufgebaut sein wie Station 125 oder 126. Die Stationen 125 und 126 unterscheiden sich jedoch durch die Art der Erzeugung des Signals "r", In Station 126 umfaßt die Benutzungsvorrichtung 128 einen Rechner für allgemeine Zwecke, welcher intern die Bewertungs- und Willkürzahl-Erzeugungsfunktionen dafür ausführen kann. Die Station 125 soll einen Kleinrechner enthalten, beispielsweise als Benutzungsvorrichtung 127, und erfordert daher die zusätzliche Logikeinrichtung, die in Stufe 115 gezeigt ist. Die Stationen 225 und 226 können mit irgendeiner anderen Benutzungsvorrichtung verbunden sein, einschließlich Vorrichtungen, die ähnliche innere Fähigkeiten aufweisen, wie die Vorrichtung 128. So ist die interne Struktur der Stationen 225 und 226, und insbesondere die Struktur der Anschlußstufen 215 und 216 entweder der Station 125 oder der Station 126 ähnlich, je nach Benutzungsvorrichtung.

In der Nähe der Oberschneidung der Kabel 10 und 20 ist eine Wiederholschaltung vorgesehen, die allgemein durch das Bezugszeichen 50 angedeutet wird und auf einer Seite mit einem Abgriff 103 am Kabel 10 verbunden ist. Im Inneren der Wiederholschaltung 50 ist der mittlere Leiter des Abgriffs 103 mit einem Sende-Empfangsgerät 243 und über einen Wiederhollogikabschnitt 60 mit einem Sende-Empfangsgerät 245 verbunden, welches seinerseits über einen Abgriff 203 mit dem Kabel 20 verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Nachrichtenvermittlungsnetzwerk gebildet, durch das zwei NetzwerkSegmente, bzw. Kabel 10 und 20, über die Wiederholschaltung 50 miteinander verbunden sind, welche die Signale zwischen den Kabeln passend macht.

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Während die Stationen 125 und 126 sowie 225 und 226 ohne zusätzliche Beschränkungen gezeigt sind, liegen weitere Merkmale der Erfindung darin, daß Vermittlungen zwischen ungleichen Benutzungsvorrichtungen erfolgen können. Deshalb stellt die Vorrichtung 128 symbolisch einen Rechner für allgemeine Zwecke dar, während die Vorrichtung 127 einen Kleinrechner darstellt. Die Vorrichtung 227 kann beispielsweise ein entfernt gelegenes Kontrollpult darstellen, während die Vorrichtung 228 einen Hilfsspeicher darstellt.

Bei diesen als Beispiele angeführten Vorrichtungen gehört zu dem Kleinrechner 127 typischerweise eine kleinere Paketgröße, während zum Hilfsspeicher 228 normalerweise große Paketgrößen gehören, die an der Anschlußstufe mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten übertragen werden. Die Station 125, die eine Rechenvorrichtung 128 für allgemeine Zwecke umfaßt, ist andererseits dazu in der Lage, große Datenpakete mit relativ hoher Geschwindigkeit aufzunehmen und zu übertragen. Die entfernt gelegene Kontrollstation 126 steht direkt mit einer Person in Verbindung und erfordert daher die niedrigsten Datenübertragungsgeschwindigkeiten .

Nach der vorausgehenden allgemeinen Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems soll nun eine genauere Beschreibung der einzelnen Abschnitte desselben erfolgen.

Zunächst soll das Sende-Empfangsgerät beschrieben werden.

Es soll betont werden, daß zwar jeder Benutzungsvorrichtung verschiedene Datengeschwindigkeiten zugeordnet sind, das jeder Station zugeordnete Sende-Empfangsgerät jedoch von diesen Datengeschwindigkeiten durch die Anschlußstufe effektiv entkoppelt wird und daher bezüglich seiner Geschwindigkeit im wesentlichen unabhängig von der Station ist. Insbesondere ist jedes Sende-

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Empfangsgerät 111, 112, 211 und 212 durch herkömmliche Ausführungsweise so aufgebaut, daß es ungefähr an die Bandpasseigenschaften des Kabels selbst angepaßt ist.

Der Aufbau der Sende-Empfangsgeräte 111, 112, 211 und 212 ist daher im wesentlichen identisch aus den oben erwähnten Gründen, und die Beschreibung eines dieser Geräte gilt für alle Sende-Empf angsgeräte. In Fig. 2 ist also ein Sende-Empfangsgerät 111 dargestellt, während alle anderen Sende-Empfangsgeräte dieser Beschreibung entsprechen.

Wie bereits erwähnt, umfaßt das Sende-Empfangsgerät 111 den Sender bzw. Treiber 301 und den Empfänger 302. Der Treiber 3O1 ist an seinem Ausgang mit dem mittleren Leiter des Abgriffes 101 verbunden. Auf der Eingangsseite empfängt der Treiber Seriendaten aus der Signalleitung "o" ausgehend von der zugeordneten Anschlußstufe 115.

Im Sende-Empfangsgerät 111 ist ferner der bereits erwähnte Kollisionsdetektor 113 enthalten. Der Kollisionsdetektor 113 umfaßt einen Verzögerungskreis 307, der die Form eines Verzögerungsleitungssegments annehmen kann, während der Verzögerungskreis 307 zwischen der Signalleitung "o" und einem Eingangsanschluß eines Exklusiv-ODEF-Gatters 308 liegt. Der andere Eingangsanschluß des Gatters 308 ist direkt mit der Signalleitung "i" verbunden. Durch geeignete Anpassung der Verzögerungszeitkonstante an die Schaltverzögerungen des Treibers 301 und des Empfängers 302 empfängt das Exklusiv-ODER-Gatter 308 praktisch identische Eingangssignale an beiden Anschlüssen, wenn keine anderen Daten im Kabel vorhanden sind. Wenn die Eingangssignale am Gatter 308 nicht mehr identisch sind, so wird eine Datenkollision während der Zeitpunkte der Ungleichheit ermittelt. Das Gatter 308 führt somit eine Überprüfung bezüglich Kollisionen durch und liefert ein Signal für die Ausgangssignalleitung "c", welches durch einen hohen Wert eine Kollision anzeigt. Zum Aus-

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filtrieren verschiedener Hochfrequenz-Störkomponenten, so daß diese keine Kollision auslösen, ist die Signalleitung "c" über einen Kondensator 311 an Masse gelegt.

Während bei der vorstehenden Beschreibung des gemäß der Erfindung abgewandelten Sende-Empfangsgerätes von der funktionsmäßigen Verwendung von Schaltungs- oder Plättchen- bzw. Chipelementen ausgegangen wird, die im wesentlichen herkömmlich ausgeführt sind, wird nachfolgend eine weitere Ausführungsform beschrieben. Es soll betont werden, daß die beschriebenen Schaltungen zwar zu einer erfolgreichen Ausführung führen, jedoch stattdessen auch andere Schaltungen gewählt werden können. Insbesondere soll bemerkt werden, daß die Vermittlungsgeschwindigkeiten des Sende-Empfangsgerätes im Hinblick auf einfachen Anschluß gewählt wurden. Eine niedrigere Geschwindigkeit wäre unzureichend, um voraussehbare Netzwerkbelastungen aufzufangen, und schnellere Geschwindigkeiten würden größere und teurere Eingangs/Ausgangspuffer erforderlich machen. Die gewählte Geschwindigkeit bestimmt die Wahl der Schaltungen bzw. Chips mit größeren oder kleineren Schaltgeschwindigkeiten. Für den Zweck, bei dem die Erfindung angewendet werden soll, beträgt die Spitzenbandbreite des Kabels etwa drei Millionen Bits pro Sekunde. Dementsprechend umfaßt die weiter unten beschriebene andere Ausführungsform Elemente, die geeignete Schaltzeiten aufweisen.

Es soll zunächst die Anschlußstufe beschrieben werden.

Die Anschlußstufen 115, 116, 215 und 216 stellen jeweils einen Anschluß zwischen einem Vermittlungsnetzwerk mit relativ grosser Bandbreite und Vorrichtungen her, die selbst große oder kleine Bandbreiten aufweisen. Dementsprechend weist jede Anschlußschaltung selbst notwendigerweise Puffer- und Taktfunktionen auf, um die aus der jeweiligen Vorrichtung verfügbare· Datengeschwindigkeit in eine Datengeschwindigkeit umzuwandeln,

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die der Datengeschwindigkeit des Netzwerkes selbst angenähert ist. Die allgemeine Beschreibung dieser Anpassungsfunktionen erfolgt anhand der weiteren in Fig. 2 dargestellten Logikeinrichtungen.

Die Signale "i", "o" und "c" aus dem Sende-Empfangsgerät 111 gelangen ihrerseits an die Anschlußstufe 115. Die Anschlußstufe 115 umfaßt die vorstehend erwähnten Sende-Empfanger- und Empfängerlogikstufen 117 bzw. 119, welche über die zugeordneten Puffer an die Benutzungsvorrichtung 127 angeschlossen sind.

Die Vorrichtung 127 erzeugt Daten in paralleler Form über eine Ausgangsdatensammelleitung 325. Die Datensammelleitung 325 führt zum Eingang des Puffers 121, welcher als herkömmliches Pufferregister dargestellt ist und dessen Ausgangssignal über eine parallele Datensammelleitung 327 zur Sende-Empfangsstufe 117 führt, in der es mit den Datenanschlüssen eines Sende-Empfänger-Schieberegisters 32 8 verbunden ist. Eine Takteinrichtung 330 verschiebt die Daten aus dem Schieberegister 328 in Serienform zu einem Phasen- oder Datentaktkodierer 331, der weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Der Kodierer 331 liefert einen Serienbitstrom auf Signalleitung "o" an den Treiber 301. Das Schieberegister 328 und der Kodierer 331 werden ferner durch eine Sende-Empfänger-Steuerschaltung 335 angesteuert, die im einzelnen noch zu beschreiben ist und die die Signalleitung "c" mit verschiedenen anderen Signalen kombiniert.

Insbesondere steht mit dem Signal "c" In der Sende-EmpfMnger-Steuerschaltung 335 ein Signal "u" in Verbindung, welches innerhalb der Benutzungsvorrichtung 127 entsteht und eine selektive oder externe Steuerung der Vermittlungen ermöglicht. Ferner ist damit ein Puffersignal "b" aus dem Puffer 121 verbunden. Das Signal "b" ist ein Zweiwegsignal, welches in einer Richtung anzeigt, daß der Puffer zur übertragung bereit ist und in der

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anderen Richtung die Steuerung für die Übertragung des nächsten Wortes in den Puffer anzeigt.

Auf der Eingangsseite ist das Signal "i" aus dem Sende-Empfangsgerät 111 mit einem Phasen- bzw. Datentaktdekoder 332 verbunden. Der Dekoder 332 überträgt zwei getrennte Signale, d.h. ein Seriendatensignal 333 und ein empfangenes Taktsignal 334. Das Signal 334 wird zu den Taktanschlüssen eines Empfängerschieberegisters 340 geführt, welches an seinen höchstwertigen Bitstellen parallel mit einem Adressenfiltrierkreis bzw. einem Dekoder 341 verbunden ist. Während die Daten serienweise in das Schieberegister 340 eingeschoben werden, erscheint somit eine besondere kodierte Kombination des Adressenanfangs zu einem Zeitpunkt an den höchstwertigen Bitanschlüssen des Schieberegisters, welcher bei Übereinstimmung mit den Dekodiererfordernissen des Dekoders 341 identifiziert, ob dieser besondere Datensatz für die besondere Station adressiert ist. Wenn in dem ersten Wort eines Paketes so eine geeignete Adresse identifiziert wurde, erzeugt der Dekoder 341 ein Signal "f", das den Puffer 123 in die Lage versetzt, die parallelen Daten auf einer Sammelleitung 343 aus dem Register 340 für das erste Wort und alle nachfolgenden Wörter des Paketes aufzunehmen. Die höchstwertige Bitstellung im Register 340 ist so angeschlossen, daß der Puffer 123 abgetastet wird. Während die Datenwörter durch das Schieberegister fortschreiten, wird der Inhalt des Schieberegisters, wenn die höchstwertige Bitstellung erreicht ist, in den Puffer 123 übertragen. Der Ausgang des Puffers 123 gelangt dann auf einer parallelen Sammelleitung 345 zur Vorrichtung 127.

Eine zusätzliche Funktion des Datentaktdekoders 332 liegt darin, ein Kabel-besetzt-Signal bzw. ein Signal "d" für die Schaltung 335 zu erzeugen. Insbesondere identifiziert der Datentaktdekoder 332 gewöhnlich bei jeder abgetasteten übertragung das Taktsignal der Daten im Kabel. Das Vorhandensein einer Taktfrequenz

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dafür zeigt an, daß andere Datenübertragungen gerade über das Kabel laufen. Dieses Taktsignal gelangt als Signal "d" an die Steuerschaltung 335, die dann die Übertragung steuert.

In der vorausgehenden Beschreibung wird ein erfindungsgemäßes System offenbart, bei dem ein Einfachkanal-Netzwerk mit Kabeln Datenpakete zwischen verschiedenen miteinander in Verbindung stehenden Stationen überträgt. Beispielsweise erfordert die Station 125 in Fig. 1, welche einen Kleinrechner umfaßt, periodisch die Hilfe eines Hilfsspeichers, der in Station 225 angeordnet ist. Somit wird eine Anfrage in Form eines Datenpaketes von Station 125 an Station 225 gesendet, welches in das Kabel hineingesendet wird. Die Adressierung bzw. Wegführung des Datenpaketes zwischen Station 125 und Station 225 erfolgt über die dort vorgesehene Adressenfiltrierschaltung. Die Kabel 10 und 20 tragen beide zu diesem Zeitpunkt den Serieninhalt des anfragenden Datenpaketes. Wenn innerhalb der Zeitspanne, die dazu erforderlich ist, um das Datenpaket vom Abgriff 101 zu einem anderen Abgriff zu führen, beispielsweise zum Abgriff 202, die Station 226 ebenfalls in Verbindung treten will, so existieren gleichzeitig zwei Datenpakete in demselben Kabel. Tn jeder Station identifiziert daher die Sende-Empfangsschaltung mittels des Exklusiv-ODER-Gatters 308 eine Datenpaketkollision. Wenn eine derartige Kollision identifiziert wird, so beenden beide Stationen sofort die übertragung.

Ferner wird jedes Sende-Empfangsgerät in seinen Übertragungen durch die Signalleitung "d" eingeschränkt, die die Eingänge des Treibers 301 immer dann blockieren, wenn andere Daten über die Kabel geführt werden. Diese vorstehend als Zurückstellung identifizierte Eigenschaft wird in jeder Anschlußstufe festgesetzt, und folglich erfolgt für jede Station eine Zurückstellung im Hinblick auf die gerade existierende Vermittlung. Nur während der Ruheperioden des Kabels können also kollidierende Datenpaketübertragungen eingeleitet werden. Wenn die Kabellänge groß

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ist und daher die Laufzeit- bzw. Verzögerungszeiten der Paketführung längs des Kabels groß sind, so vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit, daß gleichzeitige Übertragungen eingeleitet werden. Bei jeglichem großen System ist somit die Paketkollision statistisch von Bedeutung. In dem Falle, wo Vermittlungen im Hinblick auf eine dritte Vermittlung zurückgestellt werden, erfolgt beim Abschluß der Vermittlung eine sofortige Kollision, Unterbindung und ein neuer Versuch der beiden Vermittlungen, bis die eine zu einer Erfassung in der Lage ist, während die andere zurückstellt.

Jedes Sende-Empfangsgerät ist mit im allgemeinen ähnlichen Vorrichtungen verkoppelt, d.h. entweder mit Kleinrechnern oder mit Rechnern für allgemeine Zwecke, die in ähnlichen Zeitbereichen arbeiten. Nachdem also eine Kollision identifiziert wurde mittels des Exklusiv-ODER-Gatters 308 und alle Sendestationen zurückstellen, erfolgt also ein normaler Neubeginn bei irgendeinem ganzzahligen Wert der internen Taktsignale. Da diese Taktsignale sehr oft einander ähnlich sind, würde ein gleichzeitiger Neubeginn bzw. ein Neubeginn innerhalb der Verzögerungszeit der Kabelübertragung zu einer erneuten Kollision führen. Somit können innerhalb eines Systems, das über relativ lange Kabel vermittelt, die ähnlich aufgebaute Vorrichtungen verbinden, wiederholte Kollisionen auftreten.

Zur Vermeidung der Möglichkeit von wiederholt kollidierenden Übertragungsneuanfängen ist in der Anschlußstufe 115 der zuvor beschriebene Generator 451 für beliebige Zahlen vorgesehen, ebenso wie der Kollisionszähler 455 und die Bewertungsschaltung 453, welche durch ihre" Kombination statistisch koordinierte Neuübertragungen ergeben.

Es gibt viele Techniken zur Ausführung der Funktionen einer koordinierten Wiederübertragung; eine besondere Anordnung, die

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zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wird anhand der zusätzlichen Logikeinrichtungen von Fig. 2 beschrieben. Insbesondere wird der Generator 451 durch einen 8-Bit-Zähler 461 gebildet, der von einem schnellen Taktgenerator 462 taktgesteuert wird, welcher bei Frequenzen arbeitet, die wesentlich höher liegen als die irgendeines anderen Taktgenerators in dem System. Somit arbeitet der Zähler 461 als kontinuierlich laufender Taktzähler. Die acht Datenausgänge aus dem Zähler 461 sind mit einem der Anschlüsse eines entsprechenden Satzes von acht UND-Gattern 464 verbunden, welche die Eingangsseite der Bewertungsschaltung 453 bilden. Die anderen Eingangsanschlüsse der UND-Gatter 464 empfangen die Datenausgänge eines 8-Bit-Schieberegisters 465, das den Kollisionszähler 455 bildet. Das Schieberegister 465 wird durch das Signal "c" jedesmal dann taktgesteuert, wenn eine Kollision auftritt, und sein Serieneingang ist seinerseits mit dem Signal "b" verbunden. Das Schieberegister 465 zählt somit bis zu der Anzahl von Kollisionen, die während der Zeiten auftreten, in denen ein Paket zur übertragung bereit ist.

Die Ausgänge der Gatter 464 sind mit den Dateneingängen eines Hoch-Runter-Zählers 467 verbunden, der durch einen Neubeginn- Taktgenerator 468 taktgesteuert wird und dem das Signal "c" eingespeist wird, um einen Zählvorgang in Abwärtsrichtung zu beginnen. Wenn die Zählrate den Wert Null erreicht, wird ein Signal "r" der Sende-Empfangssteuerung 335 zugeschickt, um die Wiederübertragung des Datenpaketes einzuleiten.

Zusätzlich zu der obigen Anordnung wird das höchstwertige Datenbit aus dem Schieberegister 465 als Fehlersignal "e" ausgebracht« welches zu der Benutzungsvorrichtung zurückgesendet wird, um einen nicht normalen Zustand anzuzeigen.

Die vorstehende Beschreibung der Neuübertragungslogik in Stufe 115 stellt eine externe Ausführung einer Funktion dar, die in

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verschiedenen anderen Ausführungsformen auch intern ausgeführt werden kann, und zwar innerhalb der Benutzungsvorrichtung selbst. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vermittlungsanordnung sind die Benutzungsvorrichtungen 127, 227 und 228 alle Vorrichtungen mit begrenzten Fähigkeiten bezüglich der Datenverarbeitung. Die Vorrichtung 128 ist jedoch ein Rechner für allgemeine Zwecke, der folglich die Funktionen des Generators 451, der Schaltung 453 und des Zählers 455 übernehmen kann. Die interne Ausführung dieser Funktionen ist jedoch notwendigerweise an die Betriebsweise des Rechners selbst angepaßt und hängt daher von der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ab.

Entsprechend ist die allgemeine Struktur der in Fig. 2 gezeigten Anschlußstufe typisch für die Anschlußstufen 115, 215 und 216. Die Anschlußstufe 116 ist in Fig. 3 getrennt gezeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Anschlußstufe 116 hinter dem Sende-Empfangsgerät 112 in ähnlicher Weise eine Empfängerlogikstufe 120, die mit einem Ende an die Signalleitung "i" angeschlossen ist. Am anderen Ende steht die Stufe 120 über einen Eingangspuffer 124 mit der Benutzungsvorrichtung 128 in Verbindung, die als Rechner für allgemeine Zwecke dargestellt ist. Es gibt zwar viele Rechnerformen, jedoch enthalten die besonders typischen Formen im allgemeinen alle eine zentrale Datensammelleitung mit einer Mehrzahl von parallelen Datenleitungen, die mit dem Eingangspuffer 124 über eine Eingangsdatensammelleitung 346 verbunden sind. Der Ausgangspuffer 122 ist in ähnlicher Weise über die Sammelleitung 327 mit dem Sende-Empfangsgerät 118 und der Vorrichtung 128 über eine Sammelleitung 326 verbunden.

Die Ausführung der Empfängerstufe 120 ist im wesentlichen identisch mit der der Empfängerstufe 119 in Fig. 2. Aus diesem

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Grunde sind für alle gleichen Komponenten derselben dieselben Bezugszeichen verwendet. Entsprechend wird erneut die Signalleitung "i" am Eingang des Phasendekoders 332 empfangen, der an seinem Ausgang Signale 333 und 334 an das Empfängerschieberegister 340 liefert. Die parallelen Ausgänge des Schieberegisters 340 werden erneut an ein Adressenfilter 341 gelegt und ferner an die Datensammelleitung 34 3.

Auf der Seite des Sende-Empfangsgerätes umfaßt die Sende-Empfangslogikstufe 118 erneut eine Steuerung 335, einen Phasenkodierer 331, einen Sende-Empfänger-Taktgenerator 330 und das Sende-Empfänger-Schieberegister 328, die in ähnlicher Weise verbunden sind wie Stufe 117. Das Signal "r" beginnt jedoch bei der Benutzungsvorrichtung 128, die ebenfalls das Signal "c" empfängt.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Ausführung der willkürlichen Neuübertragungseigenschaft; eine alternative Ausführungsform beruht auf einem Unterprogramm, das innerhalb der angeschlossenen Rechnervorrichtung vorgesehen ist. Da eine derartige Verwillkürlichung notwendigerweise örtlich sein muß, können nur die miteinander in Verbindung stehenden Stationen, die zur Verarbeitung in der Lage sind, diese Ausführung mittels eines Unterprogramms durchführen. Die Stationen, die die Vorrichtungen wie entfernt angeordnete Kontrollpulte oder die Hilfsspeicherstation umfassen, werden besser mit dem direkt verdrahteten System bedient, das vorstehend für dieselbe Funktion beschrieben ist. Folglich sind zwei Arten zur Erreichung der Verwillkürlichung der Neuübertragung beschrieben.

Eine allgemeine Beschreibung eines derartigen Unterprogramms erfolgt anhand von Fig. 4, in der ein Flußdiagramm dargestellt ist, welches für jegliche Vorrichtung für allgemeine Zwecke von einem Fachmann in die Praxis umgesetzt werden kann. Das Un-

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terprogramm wird am Eingangspunkt 530 durch das Signal "c" abgerufen und begonnen. Das Programm beginnt mit dem Schritt 531, der als Dateneingangsblock "Beginn mit Paket" bezeichnet ist und jedem Paket entspricht, wodurch angezeigt wird, daß ein Paket an den Ausgangsregistern der Station vorhanden ist, welches zur Übertragung bereit ist. Der nächste Schritt in der Folge ist ein konditioneller Aufzweigungsschritt 532, durch den die Anzahl der für jedes Paket erforderlichen Versuche überprüft wird, ähnlich der Funktion des Signals "e". Die Anzahl der zuvor aufgetretenen Kollisionen wird somit im Schritt 532 überprüft, um festzustellen, ob die gesamte Anzahl der erfolglosen Versuche eine vorgewählte Zahl überschreitet, und falls dies der Fall ist, so wird das Fehlersignal "e" am Ausgang 537 erzeugt. Wenn die gesamte Anzahl nicht überschritten worden ist, so geht die AufZweigungsanweisung 532 zu einem Schritt 533 über.

Im Schritt 533 wird die nächste Zahl in einer willkürlichen Zahlenfolge ausgewählt, in einer ähnlichen Weise wie beim Generator 451 für willkürliche Zahlen. Die im Schritt 533 erzeugte willkürliche Zahl wird dann in einen Bewertungsschritt 534 eingegeben, durch den ein gewöhnlicher bewerteter Reihenzählvorgang in Abwärtsrichtung ähnlich wie bei Bewertungsschaltung 453 erfolgt.

Wenn die willkürliche Zahl bis Null heruntergezählt ist bzw. der Schritt 534 abgeschlossen ist, so ist die lokale Station zur Übertragung bereit. Dies erfolgt im Schritt bzw. in der Anweisung 535, bei der im wesentlichen darauf gewartet wird, daß das Kabel frei wird, indem das Signal "d" überwacht wird. Diese Anweisung ist erneut eine Verzweigungsanweisung, und wenn das Kabel innerhalb eines vorgewählten Intervalls nicht frei wird, so soll die obige Folge nicht ausgeführt werden. Entsprechend enthält Schritt 535 eine Zeit-aus-Funktion, die , falls sie überschritten wird, über Ausgang 537 einen Systemfeh-

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ler anzeigt. In ähnlicher Weise zeigt der Schritt 532 ein Versagen des Systems an, wenn eine Belastungsschätzung überschritten wurde. Beide AufZweigungsanweisungen werden daher an einer Anzeigetafel herausgestellt, um die Bedienungsperson des Systems darauf aufmerksam zu machen. Wenn hingegen das Kabel im Schritt 535 innerhalb der Zeit-aus-Funktion frei wird, so wird der Treiber geöffnet und das Sende-Empfangsgerät ist daher zur Übertragung des Paketes bereit, indem der Schritt 538 ausgeführt wird. Während das Paket übertragen wird, erfolgt gleichzeitig eine Überwachung über das ODER-Gatter 308, und falls eine Kollision während der Übertragung des Paketes ermittelt wird, so wird die Belastung in Schritt 539 auf den neuesten Stand gebracht, und es erfolgt eine Rückkehr zu dem Verbindungspunkt zwischen den Schritten 531 und 532. Wenn keine Kollision ermittelt wurde, so wird die Pakettransmission durch Ausgang 540 abgeschlossen.

Im folgenden sollen ausgewählte Ausführungsformen beschrieben werden.

Nach der vorstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems werden nun ausgewählte Abschnitte aus diesem anhand von integrierten Schaltungen beschrieben. So können Vorrichtungen wie das Empfängerschieberegister 340 durch Kombination verschiedener Schaltungen bzw. Chips gebildet werden, um die beabsichtigten Bitniveau-Ausgänge zu erhalten; die Auswahl derselben einschließlich der Bitkapazität liegt daher gänzlich innerhalb des Ermessungsspielraumes des Konstrukteurs. In ähnlicher Weise hängen die Puffer 121 und 123 von den Eingangs- und Ausgangsbandbreiten und der Datengeschwindigkeit der Benutzungsvorrichtung ab und liegen daher ebenfalls innerhalb des dem Fachmann zur Verfügung stehenden KonstruktionsSpielraumes.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des Sende-Empfangsgerätes 111 dargestellt, welches zusätzlich zu den oben beschriebenen

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Funktionen eine Isolierung zwischen dem Kabel und der örtlichen Station gewährleistet. Ein örtlich auftretender Fehler fügt somit dem Kabel und irgendeiner anderen damit verbundenen Vermittlungsvorrichtung keinerlei Schaden zu. Die örtliche Erdung jeder Station ist ferner von der Kabelerdung isoliert, um eine vollständige Isolierung des Kabels zu gewährleisten.

Die Signalleitung "o" ist mit dem Unterteilungspunkt eines Abschlußnetzwerkes verbunden, das durch einen Spannungsteiler 501 gebildet wird, welcher zwischen einem Signal +V und Erde liegt. Derselbe Teilungspunkt ist so angeschlossen, daß er einen Leitungsempfänger 502 ansteuert, der an seinem Ausgang mit einem Ende der Primärseite eines Übertragers T1 verbunden ist. Die Primärseite des Übertragers T1 ist an beiden Enden ebenfalls zwischen das Signal +V und Erde gelegt, und zwar über Widerstände 504 und 505, so daß der Empfänger 5O2 belastet wird, Es soll betont werden, daß die Erdung für den Spannungsteiler 501 und die Widerstände 504 und 505 jeweils bezüglich der örtlichen Stationserde erfolgt; sie werden im folgenden als Stationserde bezeichnet.

Die Sekundärseite des Übertragers T1 liegt hingegen mit einem Ende an der Erdung des Kabels. Ein Widerstand 506 ist an der Sekundärseite angelegt, um die Endbelastung daran zu bilden. An das hochliegende bzw. heiße Ende der Sekundärseite ist eine Gleichstrom-Restaurierschaltung angeschlossen, die einen Kopplungskondensator 507 umfaßt, der mit der Kathode einer Diode 508 verbunden ist, deren Anode mit der Kabelerde verbunden ist, wobei die Diode 508 andererseits durch einen Widerstand 509 überbrückt wird. Diese Schaltungsanordnung ergibt eine Isolierung des Übertragers zwischen der Station und dem Kabel, um das Kabel vor örtlich auftretenden Fehlern zu schützen.

Der Ausgang der Gleichstrom-Restaurierschaltung bzw. die heiße Seite des Widerstandes 509 steuert einen Inverter 511 an. Der

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Ausgang des Inverters 511 steuert über einen Basiswiderstand 519 die Basis eines NPN-Transistors 521 an, der in Emitter-Schaltung an die Kabelerde gelegt ist. Der Transistor 521 ist in Emitterschaltung an die Kabelerde gelegt und umfaßt einen Kollektor-Belastungswiderstand 522 und eine Basisschaltung mit einem Widerstand 518, der die Basis-Emitterstrecke überprüft. Der Kollektorausgang des Transistors 521 steuert die Basen von zwei Emitterfolger-Transistoren 551 und 5 52 an. Die Transistoren 551 und 552 sind an ihren Kollektoren direkt mit dem oberen Ende des Widerstandes 522 verbunden, während der Transistor 551 mit einem Emitterkreis verbunden ist, der eine Reihenschaltung aus Widerständen 561 und 564 umfaßt, die an Kabelerde gelegt sind. Ein Emitterbelastungswiderstand 562 ist zwischen Transistor 552 und die Verbindung zwischen den Widerständen 561 und 564 gelegt. Das an den Widerständen 564 entstehende Signal wird dann über eine Schutzdiode 563 auf das Kabel 10 gegeben.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Funktionen ist eine Kabelschutz schaltung 600 vorgesehen, die mit den Emittern der Transistoren 551 und 552 über entsprechende Dioden 606 und 607 verbunden ist. Die Dioden 606 und 607 sind gemeinsam mit ihren Ausgängen bzw. Kathoden an ein Ende eines Widerstandes 602 bzw. 603 gelegt. Der Widerstand 602 ist mit seinem anderen Ende an die obere Seite eines Kondensators 608 gelegt, während der Kondensator 608 und der Widerstand 603 an ihren anderen Enden mit der Kabelerde verbunden sind. Der Kondensator 608 umfaßt einen Überbrückungswiderstand 609, der seine Entladegeschwindigkeit einstellt. Die im Kondensator 608 entstehende Ladung ist mit dem Eingang eines Verstärkers 610 verbunden, der eine Rückführungsschleife mit einer Diode 605 und einem Widerstand 604 umfaßt. Wenn die Einschaltschwelle des Verstärkers 610 erreicht ist, so wird die Verstärkerschaltung eingerastet. Der Ausgang des Verstärkers 610 ist dann mit der Kathode einer Diode 526

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verbunden, die in Peihe mit einer Diode 525 und einem Widerstand 527. an die Basis eines PNP-Transistors 523 führt. Der Kollektor des Transistors 523 ist mit dem oberen Ende des Widerstandes 522 verbunden, während der Emitter desselben mit der freiliegenden Signalquelle +F und einem Basisvorspannungswiderstand 524 verbunden ist.

Wenn also entweder der Transistor 551 oder Transistor 552 während einer übermäßigen Zeitspanne eingeschaltet bleibt, relativ zu einem Bitintervall, so lädt die aus den Dioden 606 und 607 gebildete ODER-Schaltung den Kondensator 608 auf ein Signalniveau auf, durch das der Verstärker 61O einrastet. Der Verstärker 610 schaltet den Transistor 523 aus, wenn er eingerastet ist, und schaltet die Transistoren 551 und 552 von der Leitung ab. Auf diese Weise wird eine unwirksame Sende-Empfangsstufe von der Leitung abgezogen.

Der Eingang zu der Station wird entwickelt, indem erneut ein PNP-Transistor 620 mit dem Kabel 10 über seine Basis verbunden wird, während der Kollektor mit der Kabelabschirmung 21 verbunden wird. Der Emitter des Transistors 620 wird erneut in einer Emitterfolgerschaltung sowohl an einen Eingang eines Schmitt-Trigger-Inverters 62 2 als auch über einen Widerstand 62 3 an das isolierte bzw. freiliegende Signal +F angeschlossen. Der Ausgang des Inverters 622 ist ferner mit einem Ende der Primärseite eines Transformators T2 verbunden, der zwischen dem Signal +F und der Kabelerde über Belastungswiderstände 6 28 und 631 anliegt, in ähnlicher Weise wie der übertrager T1, während die Sekundärseite wiederum eine Gleichstrom-Restaurierschaltung mit einem Kopplungskondensator 62 5 zwischen Widerständen 633 und 634 und einer Diode 632 treibt. Der Kondensator 625 ist mit den Eingängen eines invertierenden Leitungstreibers 626 verbunden, der das Signal "i" erzeugt.

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Somit isolieren die Übertrager T1 und T2 das Kabel in wirksamer Weise von der Station, während der Kabeltreiberabschnitt ferner durch eine freiliegende Stromversorgung betrieben wird.

Zur Ausführung der Funktion des Kollisionsdetektors 113 ist der Ausgang des Treibers 626 bzw. das Signal "i" ferner mit einem Eingang eines Exklusiv-NICHT-ODER-Gatters 650 verbunden. Das Signal "o" treibt seinerseits einen Puffer 655, der durch ein Netzwerk 656 abgeschlossen wird, welches seinerseits einen Schmitt-Trigger-Puffer 653 ansteuert. Der Puffer 653 umfaßt < einen Serienkreis mit einem Kondensator 651 und einem Widerstand 652 in einer Rückführung, welche gemeinsam das Signal "o" um eine Verzögerungskonstante verzögert, die gleich der Laufzeitverzögerung des Signals "o" ist. Der Ausgang des Puffers 653 ist mit dem Eingang der NICHT-ODER-Schaltung 650 verbunden. Das NICHT-ODER-Gatter 650 ist an seinem Ausgang über einen Kondensator 671 mit Erde und mit einem invertierenden Leitungstreiber 680 verbunden, der das Signal "c" erzeugt.

Sämtliche oben erwähnten Schaltungselemente sind von herkömmlicher Art; zur Erleichterung der Ausführung ist die folgende Liste von Chipformen bzw. Schaltungen angeführt, die bei Texas Instruments, Inc., P.O.Box 5012, M.S. 84, Dallas, Texas 75222 erhalten werden können:

Schmitt-Trigger-Puffer SN75140 Leitungstreiber SN7438

NICHT-ODER-Gatter SN74LS266

Die ausgewählten Ausfuhrungsformen der Elemente der Anschlußstufe 115 sind in Fig. 6 gezeigt. Es soll betont werden, daß zwar die Elemente der Stufe 115 mit herkömmlicher Technik ausgeführt werden können, die jeweilige Ausführungsform im einzelnen jedoch von dem verwendeten Code abhängt und daher mit der

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Wahl der Auslegung durch den Fachmann verbunden ist. Zusätzlich können viele andere Funktionen wie Paritätsüberprüfung oder Fehlerüharprüfung und verschiedene logische Paketfolgenanordnungen wünschenswert sein, wenn die Erfindung für einen bestimmten Zweck angewendet wird.

In Fig. 6 gelangt das Signal "i" aus dem Sende-Empfangsgerät 111 an den D-Eingang eines D-Flip-Flops 701, welches das vordere Ende eines Übergangdetektors 700 bildet, und wird ferner einem Exklusiv-ODEP-Gatter 702 zugeführt, während das Flip-Flop 701 und das Gatter 702 die Eingangsabschnitte des Phasendekoders 332 umfassen. Der Ausgang des Gatters 702 wird an den Takteingang des Flip-Flops 701 zurückgeführt. Der andere Eingang des Gatters 702 liegt am Q-Ausgang des Flip-F3qps 701 , was einen kurzen positiven Impuls mit einer Dauer ergibt, der gleich der Laufzeitverzögerung des Flip-Flops 701 und des Gatters 702 für jeden Übergang am Signal "i" ist. Der Ausgang des Gatters 702 ist ferner an den hochliegenden bzw. B-Eingang eines monostabilen Multivibrators 703 angelegt, der eine TakterhJLungsschaltung 730 bildet. Der Multivibrator 703 kann das Modell SN74123 sein, welches von Texas Instruments, Inc., P.O.Box 5012, Dallas, Texas hergestellt wird. Der Q-Ausgang des Monovibrators 703 wird an den niedrigliegenden bzw. Α-Eingang desselben zurückgeführt, um nach einmal erfolgter Triggerung eine erneute Triggerung zu verhindern. Der Q-Ausgang des Monovibrators 70 3 ist ferner an den Takteingang eines weiteren D-Flip-Flops 704 angeschlossen, welches erneut an seinem D-Eingang mit dem Signal "i" verbunden ist. Detektor 700, Erholungsschaltung 730 und Flip-Flop 704 bilden somit den Phasendetektor 332. Der Ausgang des Gatters 702 ist ferner mit einem ähnlichen Monovibrator 713 verbunden, der an seinem Q-Ausgang das Signal "d" liefert. Der Monovibrator 713 wird in herkömmlicher Weise erneut getriggert, bevor er durch die Übergangsfolge aus dem Gatter 702 nach unten geschaltet wird. Das Flip-Flop 704 wirkt daher als Eingangsstufe für das Schieberegister 340.

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Das Schieberegister 340 kann zwei in Reihe geschaltete Schieberegister 705 und 706 umfassen, beispielsweise Modell Nr. SN74164 -Schieberegister, ebenfalls von Texas Instruments, Inc., wobei der Q-Ausgang des Flip-Flops 704 mit dem zweithöchsten Bitniveau des Schieberegisters 706 an den Eingängen eines ODEP-Gatters 707 verbunden ist, welches seinerseits den D-Eingang eines Flip-Flops 708 ansteuert. Das Taktsignal des Flip-Flops 708 ist erneut der Q-Ausgang des Monovibrators 703. Somit liegt die Funktion des Flip-Flops 708 darin, ein Markierungsbit umlaufen zu lassen, während die Schieberegister 705 und zur Vorbereitung auf das nächste Wort gelöscht werden. Bei Vervollständigung jedes Wortes wird das höchstwertige Bit eines Schieberegisters 706 im Kreislauf umgeführt, um einen weiteren ähnlich aufgebauten Monovibrator 709 zu triggern, auf den seinerseits eine Zurückführung erfolgt, um beide Schieberegister 705 und 706 zu löschen. Das zweithöchste Bit des Schieberegisters 706 schaltet zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Verbindungen die Daten aus dem Schieberegister in den Puffer 123 durch.

Auf der Ausgangsseite lädt der Ausgangspuffer 121 periodisch und in paralleler Form das Sende-Empfangsschieberegister 328 unter Steuerung aus der Steuerschaltung 335. Die Steuerung umfaßt ein S-R-Flip-Flop 741 als Eingangsstufe, das an seinem S-Eingang über ein ODER-Gatter 744 ein Impulssignal "u" aus der Benutzungsvorrichtung erhält, welches anzeigt, daß die Vorrichtung zur übertragung bereit ist, d.h. das "r"-Signal. Der R- bzw. Rücksetzeingang des Flip-Flops 741 wird durch das Signal "c" aus dem Sende-Empfangsgerät 111 angesteuert, welches eine Kollision anzeigt. Das Ausgangssignal 741 ist vom Q-Ausgang an einen Eingang eines UND-Gatters 742 angeschlossen, welches zusätzlich dazu die Signale "b" und "d" aufnimmt. DasGatter steuert seinerseits den Setz- bzw. S-Eingang eines weiteren S-P-Flip-Flops 743 an, welches durch das Signal "c" in ähnli-

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eher Weise zurückgesetzt wird, und der Q-Ausgang des Flip-Flops 743 tastet das Schieberegister 3 28 und den Phasenkodierer 331 ein. Somit zeigt der Q-Ausgang des Flip-Flops 741 an, daß die Benutzungsstation eine übertragung durchführen soll, und der Q-Ausgang des Flip-Flops 743 zeigt an, daß alle Bedingungen zur übertragung erfüllt sind.

Das Schieberegister 328 ist erneut anhand einer bestimmten Ausführungsform dargestellt, die aus einer 16-Bit-Reihenschaltung aus zwei 8-Bit-Schieberegistern Modell SN74165 von Texas Instruments, Inc. gebildet ist, welche jeweils mit 751 bzw. 752 bezeichnet sind und die Parallel-Reihenumwandlung von sechzehn Bit-Wörtern aus dem Puffer besorgen, indem sie mit der Taktfrequenz des Taktgenerators 330 nach außen weiterschieben.

Das Q-Signal aus Flip-Flop 743 ist ferner mit dem Phasenkodierer 331 verbunden, wo es an den Löschanschlüssen eines Flip-Flops 701 und eines 4-Bit-Zählers 802, beispielsweise Modell SN74161 von Texas Instruments, Inc., empfangen wird. Dasselbe Signal ist ferner als ein Eingangssignal für ein UND-Gatter geschaltet, welches das Signal "o" an seinem Ausgang erzeugt. Der andere Eingang des Gatters 803 liegt an den phasenkodierten Daten aus dem Schieberegister 328 mittels eines Phasenkodierungs-Flip-Flops 804, welches durch das Sende-Empfänger-Taktsignal 330 taktgesteuert wird, und erhält einen Schieberegister-Serienausgang an einer NICHT-ODER-Schaltung 805. Der andere Eingang des Gatters 805 liegt an einem Datentaktsignal, das am Q-Ausgang des Flip-Flops 801 entsteht und daher eine doppelt so große Periode aufweist wie das Sende-Empfänger-Taktsignal. Das Flip-Flop 801 ist ein J-K-Element, das aufgrund der logischen "1" am J-Eingang und einer logischen "0" am K-Eingang als kippendes Element wirkt.

Das Schieberegister 328 wird in paralleler Form aus dem Ausgaigspuffer 121 gespeist, wenn der Trägerausgang des Zählers 802

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hochgelegt wird und anzeigt, daß sechzehn Datenbits zuvor aus dem Schieberegister ausgeschoben wurden. Während die allgemeine Beschreibung anhand eines n-Bit-Schieberegisters erfolgt, bildet die Reihenschaltung der Register 751 und 7 52 eine 16-Bit-Kombination, wobei jedes Register ein niedriges wahres Ladesignal erfordert und daher der Trägerausgang des Zählers 802 mittels eines Inverters 806 invertiert wird. Die Flip-Flops 801 und 804 und das Gatter 805 bilden den Phasenkodierer 331. Zusätzlich zu den vorstehenden beschriebenen Funktionen kann der Trägerausgang des Zählers 802 abgezogen werden, um in herkömmlicher Weise den Puffer auf das nächste Wort weiterzustellen. Die Auswahl des Puffers erfolgt, wie bereits erwähnt, im Hinblick auf die jeweilige Datengeschwindigkeit-Fehlanpassung zwischen der Benutzungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Vermittlungssystem. Der Puffer kann also viele Formen annehmen, einschließlich der Form des Speichers der Benutzungsvorrichtung; bei einer derartigen Form liefert der Trägerausgang des Zählers 8O2 dafür die herkömmliche Funktion eines Speicherfeldanzeigers, der nach und nach das nächste Wort auswählt. Wenn in der Vorrichtung kein Hauptspeicher vorgesehen ist, so können externe Puffer oder Pufferregister verwendet werden. Die Folge der Feldauswahl aus einem externen Puffer erfolgt erneut in herkömmlicher Weise und ist beispielsweise auf Seiten 12.80, 13.43 und 14.28 von Digital Computer Technology and Design, Vol. II, Willis H. Ware, John Wiley and Sons, Inc., 1963 beschrieben.

In Fig. 7 ist eine Bitfluß-Karte gezeigt, die ein Datenpaket darstellt. Es sind zwar viele Codes möglich, hier wurde jedoch der Manchester-Code bei der besonderen Ausführungsform des Kodierers und des Decoders, die in Fig. 6 gezeigt sind, betrachtet. Das allgemein mit 1000 bezeichnete Paket beginnt mit einem Vorwort in Form eines einzelnen Synchronisations- bzw. Markierungsbits 1001 oder einer Folge von Bits, wie dies in herkömm-

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licher Weise bei der Technik der phasenkodierten Magnetbänder erfolgt. Auf das Markierungsbit 1001 folgt eine Reihe von Bits 1002, die die Bestimmung bezeichnen und gewöhnlich als Adressenführung bezeichnet werden. Diese Adressenführung wird dann durch das Adressenfilter ausfiltriert, um eine übertragung in die geeignete Vorrichtung zu ermöglichen. Hinter der Adressenführung 1002 folgt eine Quellenbitserie 1003, auf die eine Datenbitserie 1004 folgt. Die Quellenbitserie ist jedoch für die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems nicht wesentlich, vorausgesetzt, daß eine geeignete Art und Weise vorgesehen ist, in der innerhalb der empfangenen Benutzungsvorrichtung die Quelle bzw. die Ursprungsadresse der sendenden Vorrichtung identifiziert wird. Die Datenserie 1004 kann an ihrem Ende verschiedene redundante Fehlerüberprüfungen und Informationen über die Verbindung dieser Daten mit nachfolgenden Daten umfassen.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß ein längeres Vorwort empfindlichere Sende-Empfangsgeräte ermöglicht, indem eine Verstärkungssteuerung innerhalb des Vorwortes möglich wird, und ferner gewährleistet, daß die meisten Kollisionen bei dem Vorwort erfolgen.

Das bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel erwähnte Markierungsbit 1001 wird dadurch gebildet., daß das Flip-Flop 804 erneut über den Q-Ausgang des Flip-Flops 743 vorgesetzt wird, was daher zu einem Aus-Bit führt, das der übertragung von Daten aus dem Phasenködierer vorausgeht.

Es wird erneut auf Fig. 6 Bezug genommen. Das Signal "d", welches vom Monovibrator 713 erzeugt wird, wird an den J-Eingang eines weiteren J-K-Flip-Flops 810 gelegt, der zweckmäßigerweise von dem Taktgenerator 330 taktgesteuert wird und an seinem K-Eingang das Ausgangssignal eines NICHT-UND-Gatters 811 erhält.

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Das Gatter 811 nimmt die Q- und Q-Ausgangssignale aus den Flip-Flops 812 bzw. 813 auf. Das Flip-Flop 812 ist ebenfalls ein J-K-Flip-Flop, welches am J-Eingang das zweithöchste Bit aus dem Schieberegister 706 erhält und vom Ausgang des Monovibrators 703 taktgesteuert wird. Der K-Eingang wird nicht benutzt und ist an eine logische "1" gelegt. Das Flip-Flop 813 ist in ähnlicher Weise ein J-K-Flip-Flop, das als D-Typ-Flip-Flop geschaltet ist und durch das Signal "d" aus dem Monovibrator 713 taktgesteuert wird, um die hintere Kante des Trägersignals aufzuzeichnen (die ansteigende Flanke des Q-Ausgangssignals des Monovibrators 713).

Das Flip-Flop 812 zeichnet somit den Empfang eines ganzen 16-Bit-Wortes auf und zeigt dafür an, daß ein Paket, welches mehr als ein Wort enthält, durchläuft. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 810 zeigt das Fehlen des Trägersignals an und zeigt ferner an, daß das Eingangsschieberegister zur Aufnahme des nächsten Paketes bereit ist. Wenn das Flip-Flop 813 auf wahr schaltet, bevor Flip-Flop 812 auf wahr geht, so wurde ein Paket mit weniger als sechzehn Bits in das Schieberegister 340 eingegeben. Ein derartiges Paket kann sich aus einer unvollständigen übertragung aufgrund einer Kollision ergeben und soll ausgesondert werden. Die Aussonderungsfunktion geschieht durch die Kombination aus NICHT-üND-Gatter 811, das von diesem gelöschte Flip-Flop 810 und das von diesem seinerseits gelöschte Schieberegister 340.

Vorstehend ist ein geeigneter Weg zur Zurückweisung von unvollständigen Paketen beschrieben, die nicht bis zur höchstwertigen Bitstellung im Schieberegister übertragen wurden.

Innerhalb des Puffers selbst halten das Adressenregister 391 und der Wortzähler 392 eine chronologische Reihenfolge ein, wie dies in der Technik herkömmlich ist.

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Es soll nun die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems beschrieben worden.

Das erfindungsgemäße System wurde zuvor im Zusammenhang mit Phasendekodierung- und Kodierungsfunktionen beschrieben. Eine Form der Phasenaufzeichnung bzw. -kodierung ist die keine-Rückkehr-zu-Null-Kodierung, wie bei den Ferranti- oder Manchester-Codes, die beispielsweise in Digital Computer Technology and Design, Vol. II, Seiten 12.26-12.27 von Willis H. Ware, John Wiley and Sons, 196 3 beschrieben sind. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform zeigt Kodier- und Dekodiervorrichtungen, die für diesen Zweck eingerichtet sind.

Es soll jedoch betont werden, daß verschiedene andere Codes, einschließlich Rückkehr-zu-Null-Codes oder Doppelfrequenzcodes im Rahmen der Erfindung angewendet werden können. Die in Fig.6 gezeigte Anordnung ist also nur als Beispiel angeführt und keineswegs als Einschränkung der Erfindung zu verstehen.

Das Bitserienpaket 1000 wird über das Kabel gesendet, bis der Führungsteil 1002 durch das Adressenfilter bzw. den Dekoder 341 richtig identifiziert worden ist. Im Filter 341 kann auch hier mehr als eine Codekombination dekodiert werden, und eine Anordnung, mit der alle Empfangsstationen adressiert werden können, kann daran angepaßt werden. Auf diese Weise erfolgt eine Anpassung von verschiedenen Vermittlung-Quellen-Bestimmungsanordnungen durch Verwendung eines einzelnen Vermittlungsmediums bzw. Kabels. Wenn eine Bestimmung so identifiziert wurde, wird der Rest des Paketes in Form von 16-Bit-Wörtern in den Eingangspuffer übertragen. Wenn das Kabel frei wird, wie durch Abwesenheit des Signals "d" an der höchstwertigen Bitstellung des Empfängerschieberegisters angezeigt wird, so wurde das Ende eines Paketes identifiziert. Jede weitere Abwesenheit des Trägersignals "d" zeigt einen Paketfehler an. Das Register wird dann gelöscht.

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Es ist einleuchtend, daß an der Erfindung zahlreiche Abwandlungen und Änderungen ausgehend von der vorstehenden detaillierten Beschreibung vorgenommen werden können.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   Datenvermitt lungs sys tem, gekennzeichnet durch ein Vermittlungsmedium (10),

   eine Mehrzahl von mit dem Medium (10) verbundenen Sende-Empfangseinrichtungen (125, 126), von denen jede eine Übertragungseinrichtung und eine Empfangseinrichtung (302) umfaßt, Kollisionsdetektoreinrichtungen (113, 114), die zwischen die Übertragungs- und die Empfangseinrichtung geschaltet sind, zur Erzeugung eines Kollisionssignals, wenn die zugeordneten Signale derselben ungleich sind,

   an die übertragungs- und die Empfangseinrichtung angeschlossene Anschlußeinrichtungen (115, 116), die zum Empfang des Kollisionssignals eingerichtet sind zur Übertragung eines Ausgangssignals an die Übertragungseinrichtung in Abwesenheit des Kollisionssignals und zum Empfang von Signalen aus der Empfangseinrichtung zur Erzeugung eines Eingangssignals, an die Anschlußeinrichtungen (115, 116) angeschlossene Puffereinrichtungen (123, 340, 121, 328) zur Erzeugung des Ausgangssignals und zum Empfang des Eingangssignals und Benutzungseinrichtungen (127, 128), die so verbunden sind, daß sie mit den Puffereinrichtungen (123, 340, 121, 328) in Verbindung stehen.
2. 2. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (10) ein Bitserienmedium ist, die Anschlußeinrichtungen (115, 116) ein erstes Schieberegister (340) umfassen, das zum Bitserienempfang des Eingangssignals aus der Empfangseinrichtung und zur parallelen Ausgabe des Ausgangssignals an die Puffereinrichtung (123) verbunden ist, ein Adressenfilter (341) mit ausgewählten parallelen Ausgängen des ersten Schieberegisters (340) verbunden ist zur Ermöglichung

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   der Übertragung des Eingangssignals bei einer vorgewählten Kombination desselben,

   ein zweites Schieberegister (121, 328) zum parallelen Empfang des Ausgangssignals zur Umwandlung des Ausgangssignals in ein Bitserienausgangssignal geschaltet ist und ein Obertragungstaktgenerator (330) mit dem zweiten Schieberegister zur Steuerung der Frequenz des Bitserienausgangssignals verbunden ist.
3. 3. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionsdetektoreinrichtung (113) eine Exklusiv-ODER-Gattereinrichtung (308) umfaßt, die an ihrem einen Eingang mit der Ausgangsseite der Empfangseinrichtung (302) und mit ihrem anderen Eingang über eine Verzögerungseinrichtung (307) mit der Eingangsseite der Übertragungseinrichtung (301) verbunden ist,

   die Verzögerungseinrichtung eine Signalverzögerung liefert, die im wesentlichen gleich den Signallaufzeitverzögerungen durch die übertragungs- und Empfangseinrichtungen ist, und der Ausgang der ODER-Gattereinrichtung das Kollisionssignal liefert.
4. 4. Datenvermittlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Signaldetektoreinrichtung (332), die mit dem Ausgang der Empfangseinrichtung zur Erzeugung eines Trägersignals verbunden ist, welches die Anwesenheit eines Signals in dem Medium (10) anzeigt, und

   eine zum Empfang des Träger- und des Kollisionssignals geschaltete Steuereinrichtung (335) zum Verhindern der Übertragung des Ausgangssignals in Anwesenheit des Trägersignals und zur Unterbrechung der Übertragung des Ausgangssignals beim Auftreten des Kollisionssignals.

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5. 5. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (10) ein Eitserienmedium ist und die Anschlußeinrichtung (115, 116) ein erstes Schieberegister (340), das zum Bitserienempfang des Eingangssignals aus der Empfangseinrichtung und zur parallelen Ausgabe des Ausgangssignals an die Puffereinrichtung (123) geschaltet ist, ein Adressenfilter (341), das mit ausgewählten parallelen Ausgängen des ersten Schieberegisters verbunden ist, zur Ermöglichung der übertragung des Eingangssignals bei einer vorgewählten Kombination desselben, ein zweites Schieberegister (121, 328), das zum parallelen Empfang des Ausgangssignals zur Umwandlung des Ausgangssignals in ein Bitserienausgangssignal geschaltet ist, und einen Übertragertaktgenerator (330) umfaßt, der mit dem zweiten Schieberegister zur Steuerung der Frequenz des Bitserienausgangssignals verbunden ist.
6. 6. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionseinrichtung (113) eine Exklusiv-ODER-Gattereinrichtung umfaßt, die an ihrem einen Eingang mit der Ausgangsseite der Empfangseinrichtung (302) und an ihrem anderen Eingang über eine Verzögerungseinrichtung (307) mit der Eingangsseite der übertragungseinrichtung (301) verbunden ist, die Verzögerungseinrichtung eine Signalverzögerung erzeugt, die im wesentlichen gleich den Signallaufzeitverzögerungen durch die Übertragungs- und die Empfangseinrichtungen ist, und der Ausgang der ODER-Gattereinrichtung das Kollisionssignal erzeugt.
7. 7. Datenvermittlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch

   eine Einrichtung (451) zur Erzeugung willkürlicher Zahlen, die mit dem Übertragungstaktgenerator wirkungsmMßig verbunden ist und einen schnellen Taktgenerator (462) zur Erzeugung eines willkürzliche-Zahl-Signals entsprechend der asynchronen Beziehung zwischen dem schnellen Taktgenerator und dem Übertragungstaktgenerator umfaßt,

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   eine Kollisionszähleinrichtung (465) zum Empfang des Kollisionssignals und zur Ansammlung der Wiederholung des Kollisionssignals sowie zur Erzeugung eines diese anzeigenden Zählsignals verbunden ist, und

   eine Bewertungseinrichtung (450), die zum Empfang des willkürliche-Zahl-Signals und des Zählsignals geschaltet ist, zur Einstellung des mittleren Wertes des willkürliche-Zahl-Signals entsprechend dem Zählsignal zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für das zweite Schieberegister.
8. 8. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Überflußdetektoreinrichtung (532, 537), die zum Empfang des Zählsignals zur Erzeugung eines Fehlersignals, wenn das Zählsignal eine vorbestimmte Zählrate überschreitet, geschaltet ist.
9. 9. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Einrichtung zur Erzeugung einer beliebigen Zahl einen Zähler (461) umfaßt, der an den schnellen Taktgenerator (462) angeschlossen ist,

   die Kollisionszähleinrichtung ein drittes Schieberegister (465) umfaßt, welches von der Puffereinrichtung (121) angesteuert wird und die Kollisionssignale ausschiebt und die Bewertungseinrichtung eine Mehrzahl von ersten UND-Gattern (46 4), die jedes ein ausgewähltes Signal aus dem Zähler und dem dritten Schieberegister empfangen, und einen Aufwärts-Abwärts-Zähler (467) umfaßt, der in paralleler Form von den Ausgängen der UND-Gatter gespeist wird und so geschaltet wird, daß er durch das Kollisionssignal abwärts zählt.
10. 10. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch

    eine Signaldetektoreinrichtung (332) , die an den Ausgang der

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    Empfangseinrichtung zur Erzeugung eines Trägersignals angeschlossen ist, das die Anwesenheit eines Signals in dem Medium (10) anzeigt, und

    eine Steuereinrichtung (335), die zum Empfang des Trägersignals, des !Collisions- und des Bewertungseinrichtung-Ausgangssignals geschaltet ist, zum Verhindern der Übertragung des Ausgangssignals in Anwesenheit des Trägersignals, zur Unterbrechung der Übertragung des Ausgangssignals beim Auftreten des Kollisionssignals und zur Ansteuerung des zweiten Schieberegisters beim Auftreten des Bewertungseinrichtung-Ausgangssignals.
11. 11. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Isoliereinrichtung (T1), die in der Sende-Empfangseinrichtung zur Isolierung der Anschlußeinrichtung von dem Medium (10) enthalten ist.
12. 12. Datenvermittlungssystem, gekennzeichnet durch ein Vermittlungsmedium (10),

    eine Mehrzahl von Sende-Empfangseinrichtungen (111, 112), die für eine Verbindung mit dem Medium (10) geschaltet sind, wobei jedes Sende-Empfangsgerät eine Übertragungseinrichtung und eine Empfangseinrichtung enthält, die mit dem Medium (10) in Verbindung stehen, und

    eine Vermittlungs-Abtasteinrichtung (113, 114), die mit der Empfangseinrichtung wirkungsmäßig verbunden ist zur Ermittlung der Anwesenheit von Vermittlungen in dem Medium (10) und zum Verhindern von Übertragungen der Übertragungseinrichtungen auf das Medium (10) bei Ermittlung der Anwesenheit von anderen Vermittlungen in dem Medium (10).
13. 13. Datenvermittlungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überflußermittlungseinrichtung (532, 537) ein zweites UND-Gatter enthält, das zum Empfang von vorbestimmten der Signale aus dem dritten Schieberegister zur Erzeugung des Fehlersignals geschaltet ist.

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14. 14. Datenvermittlungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filtriereinrichtung mit dem ODER-Gatter zur Glättung des Äusgangssignals- desselben verbunden ist.

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