DE2614334A1

DE2614334A1 - Verfahren zur ueberwachung eines peripheriegeraetenetzes und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2614334A1
Application number: DE19762614334
Authority: DE
Inventors: Gerard Le Cardonnel; Rene Marc Favre; Pierre Gravez
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1976-10-14
Also published as: BE840333A; NL7603393A; GB1521806A; FR2306586A1; US4045622A; DE2614334B2; DE2614334C3; ES446706A1; FR2306586B1

Description

Verfahren zur Überwachung eines Peripheriegerätenetzes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, sowie auf eine Anordung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Anwendung bei der Fernsprechvermittlung.

Mit Hilfe dieses Verfahrens soll ein Problem gelöst werden, das sich bei einem Netz aus Geräten mit zentraler Steuerung mit einer über Drahtleitungen an die Geräte des Netzes angeschlossenen Zentraleinheit vom Typ eines elektronischen Rechners stellt, wenn in dem Netz ßleich- und/oder Wechselspannungen mit einer weit unterhalb der Größenordnung der Versorgungsspannungen der Zentraleinheit liegenden Größenordnung vorhanden sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um Leitungen eines (mit 48 Volt gespeisten) Fernsprechnetzes handelt, das mit elektronischer Vermittlung mittels Schw/Ba

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ORIGINAL INSPECTED

einer Zentraleinheit gesteuert wird, deren digitale Schaltungsorgane mit Spannungen in der Größenordnung von Volt gespeist werden. Das Netz und seine Organe stellen im Betrieb Störimpulsquellen dar, deren Übertragung über die Verbindungsdrähte die Arbeitsweise der digitalen Schaltungen der Zentraleinheit stören können, indem sie zum Auftreten einer großen Anzahl von Fehlern führen, die mit der Sicherheit der Vermittlung unvereinbar sind.

Es ist somit angebracht, die Versorgungsspannungen des Netzes und der Zentraleinheit voneinander zu trennen, damit die Zentraleinheit den momentanen Zustand der Geräte des Netzes überwachen kann, was für ihre richtige Führung unerläßlich ist. Insbesondere müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die Übertragung der Störimpulse über die Verbindungsdrähte vermieden wird.

Eine Lösung besteht darin, eine drahtlose Übertragung anzuwenden. Diese Lösung zwingt zur paarweisen Einrichtung von Sendern und Empfängern im Verhältnis von wenigstens einem Paar pro gesteuertem Gerät. Wenn die Geräte sehr zahlreich sind, wie es insbesondere in einer Vermittlungszentrale der Fall ist, in der zahlreiche Fernsprechleitungen gesteuert werden müssen, würde die Einrichtung sehr teuer sein. Außerdem unterdrückt diese Lösung die von den Störimpulsen gebildete Störung nicht vollständig, da ein Teil des Frequenzspektrums mit Sicherheit in den von gewissen Sender- und Empfängerpaaren benutzten Kanal fällt.

Eine andere Lösung besteht darin, zwischen der Netzseite und der Zentralseite in die Überwachungsleitungen Optokoppler einzufügen. Diese Lösung stellt keinen Ausweg aus

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demProblem des Schutzes gegen Störimpulse dar, für die die Optokoppler selbst empfindlich sind. Außerdem sind die üblichen Optokoppler langsam, und sie weisen eine relativ kurze Lebensdauer auf.

Die Jerfindungsgemäße Lösung weist die oben angegebenen Nachteile nicht auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem vorgeschlagen wird, den Zustand von η Gruppen aus m (m ganzzahlig > 1) Peripheriegeraten in Form von m Binärinformationen auszudrücken, die auf m getrennten Kanälen erfaßt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß auf η getrennten Eindraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem η-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Eindraht-Kanal Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält, daß der Zustand des Geräts j der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen "Schleifen"-Zustand oder in einen "schleifenfreien" Zustand einer bifilaren Leitung übersetzt wird, wobei ihr "Schleifen"-Zustand mit einem Testimpuls synchron ist, und daß die "schleifenfreien" Zustände in die Rückübertragung von Impulsen, die mit den Testimpulsen synchronisiert sind, umgewandelt werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung von Fig.1 und Fig.3 Impulsdiagramme.

B Π 9 R U ? I 0 9 B 0

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In einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind allgemein folgende Einheiten vorhanden:

- Auf Seiten der Zentraleinheit , die in Fig.1 mit Hilfe des gestrichelt dargestellten Rechtecks 10 angegeben ist, η "Sender" E. ( i ganzzahlig und zwischen 1 und n) und m "Empfänger" R. (j ganzzahlig zwischen 1 und m);

- auf Seiten der Peripheriegeräte, die eine (mittels eines Rechtecks 14 dargestellte) Gruppe bilden, zwei Schnittstelleneinheiten 11 und 12 (Fig.1), die die später beschriebenen Verbindungsorgane zwischen den "Sendern" und der Gruppe 14 einerseits sowie zwischen der Gruppe 14 und den "Empfängern" andrerseits enthalten.

In Fig.1 sind die Zweidrahtleitungen mit Hilfe eines einfachen Strichs dargestellt.

Jeder Sender E^ sendet über eine Zweidrahtleitung LE₁. kurze Impluse mit großer Folgeperiodendauer. Als Beispiel ist in Fig.3 im Diagramm (a) mit der Y-Achse für die Spannungen und mit der t-Achse für .die Zeit der Verlauf eines solchen Testimpulses W^ mit einer Amplitude -/on 5 V und einer Dauer von 4 ms dargestellt, wie er alle 10 ms vom Sender E. erzeugt wird. Das Verhältnis zwischen der Folgeperiodendauer und der Impulsdauer beträgt 2500, so daß eine maßstäbliche Darstellung nur mit einer Unterbrechung der t-Achse zwischen zwei Impulsen erfolgen konnte.

Die Testimpulse W^ aus η Sendern E^ sind untereinander beispielsweise um einige Mikrosekunden so versetzt, daß die Gruppe der m geprüften Geräte identifiziert werden kann.

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Jeder Empfänger R. wird von einer nicht dargestellten

υ
mit dem Sender E^ synchronisierten Impulsquelle mit Impulsen W- gespeist, die im Diagramm (d) von Fig.3 dargestellt sind. Diese Impulse haben die gleiche Folgeperiodendauer wie die Impulse YL, jedoch ist ihre unter der Dauer der Testimpulse W^ liegende Dauer vollständig in der Impulsdauer der Impulse W. enthalten

Die in die Schnittstelleneinheit 11 führenden Leitungen enthalten Transformatoren TI^ und Impulsgeneratoren G.. Jeder Transformator TI. ist ein- Impulstransformator, was bedeutet, daß er ein ziemlich hohe Frequenzen umfassendes Durchlaßband aufweist , damit die Testimpulse W₁ nicht zu stark verformt werden. Der Ausgang des Transformators TI^ ist mit dem Eingang des Generators G^ verbunden. Dieser Generator, der ein an sich bekannter Generatortyp ist, erzeugt mit den Testimpulsen W^ synchrone Impulse Wp, und er gewährleistet gleichzeitig die Spannungsverstärkung und die Verschiebung des Gleichspannungspotentials. Beispielsweise zeigt das Diagramm (b) von Fig.3 den Impuls W₂ in Form eines Rechtecks zwischen den Ordinatenpunkten 0 und -48 V. In Fig.1 ist mit Hilfe des Rechtecks 14 eine Menge mit η Gruppen von m Peripheriegeraten dargestellt. Die Menge der Peripheriegeräte enthält η Eingänge, die über die Leitungen LG^ an die Ausgänge der Generatoren G. angeschlossen sind, sowie m Ausgänge, die über die Leitungen LD. an die Schnittstelleneinheit angeschlossen sind.

Die Geräte der zu steuernden Menge können zwei unterschiedliche Zustände annehmen die mit "1" und "0" bezeichnet werden können und die beispielsweise ihren Anschlußzustand

609342/095 Π

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oder ihren Trennzustand kennzeichnen. Im Zustand "1" wird ein über eine Leitung LG. ankommender impuls Wp in Form eines Impulses W~ (Fig.3, Diagramm c) auf eine Leitung LD. übertragen, die mit einem Gerät der Ordnung j in einer Spalte der von der Leitung LX^ gespeisten Geräte angeschlossen ist. Im Zustand "0" wird der Impuls W^ nicht zu diesem Gerät übertragen. Die Schnittstelleneinheit 12 enthält später noch zu beschreibende Detektoren D., die die Impulse W, in "Schleifen"-Zustände (im Verlauf der Dauer des Impulses W,) und in "schleifenfreie¹¹ Zustände ( in den Impulsintervallen) umwandeln können; die Zustände entsprechen dabei einem Kurzschluß bzw. einer Unterbrechung einerZweidrahtleitung LR.* _f die

über einen Impulstransformator TI. an den Eingang eines

Empfängers R. angeschlossen ist. Der später noch zu 3

3
beschreibende Empfänger R. kann an seinem Ausgang S . einen Impuls Wi liefern, je d d offen oder geschlossen ist.

einen Impuls Wi liefern, je nachdem, ob die Leitung LR.

Im Fall der Verdoppelung der Zentraleinheit, d.h. wenn zur Steuerung der Peripheriegeräte zwei Steuereinheiten vorgesehen sind, dann kann in einfacher Weise ein zweiter Satz von Sendern E. und von Empfängern R. ohne irgendeine zusätzliche Vermittlung auf dem Niveau der Leitungen LE. und LR. eingefügt werden. In Fig.1 sind die Abzweigungspunkte 15 und 16 zu einer zweiten Steuereinheit angegeben. Auf Grund der peripherieseitigen Gleichspannungstrennung und auf Grund der Tatsache, daß die Verzweigungsimpedanzen an diesen Punkten kein Hindernis für die Impulsübertragung darstellen, ist eine solche Verzweigung ohne Entkopplung möglich.

Im Ausführungsbeispiel von Fig.2 wird angenommen, daß die zu steuernden Peripheriegeräte Fernsprechteilnehmerleitungen sind, die mit einer Gleichspannung von 48 V gespeist werden.

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Es handelt sich beispielsweise um Teilnehmer, die Zugang zu einer Vermittlungsmatrix mit m Zeilen und η Spalten haben. Am Kreuzungspunkt der Spalte i und der Zeile j befindet sich eine Teilnehmerleitung, von der nur die zwei Punkte I und J dargestellt, sind, die zu den zwei Drähten der Leitung gehören, zwischen die eine Versorgungsbrücke mit einem Kondensator C_x in der Größenordnung von Mikrofarad eingefügt ist. Überdies ist im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung in Serie mit dem Kondensator C_x auf der Zugriffsseite" der Leitung LD. ein Gleichrichter mit einer solchen Orientierung angebracht, daß nur positive Impulse zu dem Detektor D-. gelangen können, bei dem die Leitung LD. endet. Am Eingang des Gleichrichters 20 ist ein Ableitwiderstand 21 gegen die gemeinsame Masse der Einheit 14, der Generatoren G. und der Detektoren D. geschaltet.

¥enn die Teilnehmerleitung offen ist, ist der Kondensator C nicht geladen, was mittels eines offenen Schalters I dargestellt ist; der gegenteilige Schleifenzustand entspricht der geschlossenen Stellung des Schalters.

Es werden nun die Organe E., G^, D. und R. in dem

11 J J

nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel von Fig.2 unter gleichzeitiger Angabe ihrer Funktionsweise beschrieben.

Der Sender E^ enthält eine Impulsgeneratorschaltung 27, die mittels Signalen aus einem hier nicht dargestellten Taktgeber synchronisierbar ist, der einen Ausgang zum Punkt H von Fig.2 aufweist. Eine einstellbare Verzögerungsleitung 28 ist zwischen die Klemme H und eine Klemme zum Synchronisieren der Impulsgeneratorschaltung 27 eingefügt. Die zwei Leiter der Leitung LE₁ sind an Masse bzw. an eine Quelle einer positiven Spannung V. (+ 5 V)

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— σ —

angeschlossen, die während der Dauer der Impulse W. von der Schaltung 27 an die Leitung angelegt wird.

Der Generator G. ist ein Impulsverstärker 29, dessen Eingang 291 von der Sekundärwicklung des Impulstransformators TI. (mit einem Übersetzungsverhältnis 1/1) versorgt wird; die Primärwicklung dieses Transformators ist zwischen die zwei Adern der Leitung LE. angeschlossen. Der Ausgang 292 des Impulsverstärkers 29 ist mit dem Punkt I verbunden, und er befindet sich während der Dauer der Impulse W. auf einer Spannung von -48 V, die aus einer den Verstärker 29 speisenden Gleichspannungsquelle Vp kommt.

Der Detektor D_i enthält einen Transistor T,. (einen NPN-Transistor),dessen Basis mit dem Mittelpunkt K einer von den Widerständen 22 und 23 gebildeten und zwischen dem Punkt J und Masse liegenden Brücke verbunden ist. Der Emitter und der Kollektor des Transistors T1 sind an jeweils eine Ader der Leitung LR. angeschlossen.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß beim Auftreten eines positiven Impulses am Punkt J auf Grund des eehr kleinen ohmschen Widerstandes zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines NPN-Transistors bei positiver Basis ein Schleifen-Zustand an der Leitung LR. vorliegt.

Der Empfänger R.. enthält zwei komplementäre Transistoren T und T,, nämlich einen PNP- Transistor T₂ und einen NPN-Transistor T,. Der Emitter des Transistors T~ wird direkt von einer positiven Gleichspannung (der Spannung V^ von +V gespeist), während der Kollektor des Transistors T^ über einen Ladewiderstand 26 aus der gleichen Quelle versorgt wird. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß Impulse, die den Impulsen W^ ähnlich sind, Jedoch eine kleinere

6 0 9 8 L?/0 9 R 0

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Amplitude aufweisen, über eine Klemme EW. an die Basis des Transistors T« gelangen, auf Grund des Ladewiderstandes 25 an der Basis des Transistors T, Potentialimpulse erzeugen, jedoch nur unter der Bedingung, daß kein Schleifen-Zustand der Leitung LR. vorliegt, da dieser einen Kurzschluß

j
an der Basis des Transistors T^ erzeugen würde. Am Punkt S treten somit im schleifenfreien Zustand der Leitung LR
Impulse W^ auf. Der Gleichrichter 24 ist zwischen den

Transformator TI. und die Basis des Transistors T* eingefügt,

Ο . - j

damit die Betriebssicherheit auch im Fall von Störimpulsen gewährleistet ist.

Von den nicht erwähnten Vorteilen der Erfindung sei auf · die Tatsache hingewiesen, daß der Transistor T^ die
Primärwicklung des Transformators TI. kurzschließt,
ohne daß eine Speisung dieses Transistors vorgesehen
ist. Auf diese Weise wird die Sättigung des Transformators TI. mittels des Gleichstroms vermieden.

Die Kürze der Impulse W^ vermeidet ebenfalls die Sättigung des Transformators Tl., und sie begünstigt die Verminderung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Störspannung
zu einem falschen Zeitpunkt.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus n(n ganzzahlig,> 2) Gruppen von m (m ganzzahlig,>1) Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, "bei dem der Zustand einer Gruppe von m Peripheriegeräten in Form von m Binärinformationen auf m getrennten Kanälen erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,

- daß auf η getrennten Eindraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem η-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Eindraht-Kanal Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält,

- daß der Zustand des Geräts j ( j ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen "Schleifen" Zustand oder in einen "schleifenfreien¹¹ Zustand einer bifilaren Leitung übersetzt wird, wobei jeder "Schleifen"-Zustand mit einem Testimpuls synchron ist, und

- daß die "schleifenfreien" Zustände in die Rückübertragung von Impulsen, die mit den Testimpulsen synchronisiert sind, umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die "schleifenfreien" Zustände rückübertragenden Impulse eine wesentlich geringere Dauer als die Testimpulse aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen von einem Impulstransformator gebildet sind.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden die Gruppen der Geräte mit der Steuereinheit verbindenden Kanäle ein Impulstransformator eingefügt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die "Schleifen"-Zustände und die "schleifenfreien¹¹ Zustände der "bifilaren Leitung durch die Wirkung eines bipolaren Transistors bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der bifilaren Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen, gesteuert wird, die von den Testimpulsen ausgelöst werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ^eder Testimpuls (W^, Fig.3) in einen Impulse(W₂) mit der gleichen Dauer, jedoch mit unterschiedlicher Amplitude durch Abschneiden einer das Peripheriegerätenetz speisenden Spannung umgewandelt werden, wobei dieses Netz die „ Impulse (W₂) in Impulse (W,) mit der Amplitude 0 oder mit einer von 0 verschiedenen Amplitude gemäß dem Zustand der Peripheriegeräte umwandelt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Steuerung des Schleifenzustandes von Teilnehmerleitungen verwendet wird, die über eine Versorgungsbrüoke mit einer Gleichspannung gespeist werden, indem die Impulse (W₂) über' den Kondensator der Versorgungsbrücke übertragen werden, der sie in Impulse(W^) umwandelt.

8i Anordnung zur Überwachung eines Netzes aus Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei diesem Netz ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 angewendet wird.

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9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronische Fernsprechvermittlungsanordnung ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch η Testimpulse (W.) abgebende Testimpulssender, die mit einer für Jeden Sender unterschiedlichen Verzögerung durch einen Taktgeber synchronisiert sind, der einen Teil der Steuereinheit darstellt, von den η Testimpulssendern gesteuerte η Impulsgeneratoren, die Impulse (W₂) erzeugen, die die gleiche Dauer wie die Testimpulse (W₁) aufweisen, jedoch hinsichtlich der Amplitude und bezüglich der Spannung versetzt sind, wobei die Generatoren einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, m Impulsdetektoren, die jeweils einen bipolaren Transistor enthalten, und die einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden und m Empfänger, die einen Teil der Steuereinheit bilden und jeweils über einen Impulstransformator an den Emitter und an den Kollektor des bipolaren Transistors angeschlossene Eingangsklemmen, eine Singangsklemme für die mit den Testimpulsen synchronisierten Impulse, eine Ausgangsklemme für die Ausgangsimpulse(W^) sowie eine Impulsverstärkerschaltung mit zwei komplementären Transistoren aufweisen.