DE2614334C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert wer-

jo den, sowie auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Anwendung in Fernsprechvermittlungen.

In einer Fernsprechzentrale muß periodisch der Betriebszustand von Teilnehmerleitungen überprüft werden, damit insbesondere festgestellt wird, ob an der Teilnehmerleitung ein Schleifenschluß vorliegt oder nicht. In der DE-AS 10 83 345 ist ein System beschrieben, bei dem Fernmeldeleitungen abgetastet werden, die über eine Anrufzentrale mit einem Fernsprechamt verbunden sind. Dabei werden Gruppen aus η Teilnehmerleitungen überwacht, indem auf η Übertragungswegen η wiederkehrende Testimpulse ausgesendet werden; die Aussage, ob ein Schleifenschluß vorliegt oder nicht, wird durch Aussenden oder Nichtaussenden der Testimpulse zu den im System enthaltenen Überwachungsorganen ausgedrückt. Eine matrixartige Anordnung von zu überwachenden Geräten liegt in diesem System jedoch nicht vor.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Fernhalten von Netzstöreinflüssen von der elektronischen Steuerung bei einem Netz aus peripheren Geräten mit zentraler Steuerung mit einer über Drahtleitungen an die Geräte des Netzes angeschlossenen Zentraleinheit vom Typ eines elektronischen Rechners, wenn in dem Netz Gleich- und/oder Wechselspannungen mit einer weit über der Größenordnung der Versorgungsspannung der Zentraleinheit liegenden Größenordnung vorhanden sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um Leitungen eines (mit 48 V gespeisten) Fernsprechnetzes handelt, das elektronisch durch eine Zentraleinheit gesteuert wird, deren digitale Schaltungsorgane mit Spannungen in der Größenordnung von einigen Volt gespeist werden. Das Netz und seine Organe stellen im Betrieb Störimpuls-

quellen dar, deren Übertragung über die Verbindungsleitungen 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 Steuerung unerläßlich ist. Insbesondere müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die Übertragung der Störimpulse über die Verbindungsleitungen vermieden wird.

Eine Möglichkeit besteht darin, eine drahtlose Übertragung anzuwenden. Diese Möglichkeit zwingt zur paarwiisen 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 Empfängerpaai en benutzten Kanal fällt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwischen der Netzseite und der Zentralseite in die Überwachungsleitungen Optokoppler einzufügen. Diese Möglichkeit stellt aber keinen Ausweg aus dem Problem 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 erfindungsgemäße 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) Peripheriegeräten in Form von m Binärformationen auszudrücken, die auf m getrennten Kanälen erfaßt werden, ist dadurch gekennzeichnet,
—daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegenei.iander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal-Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält,
—daß der Zustand des Geräts j(y ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen gesteuert wird, die von den Testimpulsen ausgelöst werden, und
—daß die »schleifenfreien«-Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsamplitude umgewandelt werden.

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

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung von F i g. 1 und

F i g. 3 Impulsdiagramme.
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« £",(/ganzzahlig und zwischen 1 und n) und tu »Empfänger« R₁(j ganr.zahlig zwischen 1 und

/n);
—auf Seiten der Peripheriegeräte, die eine (mittels eines

Rechtecks 14 dargestellte) Gruppe bilden, zwei ίο Schnittstelleneinheiten Il 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« andererseits enthalten.

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

Jeder Sender £/ sendet über eine Zweidrahtleitung LEi kurze Impulse mit großer Folgeperiodendauer. Als Beispiel ist in F i g. 3 im Diagramm (a) mit der V-Achse für die Spannungen und mit der i-Achse für die Zeit der Verlauf eines solchen Testimpulses IVi mit einer Amplitude von 5 V und einer Dauer von 4 μβ dargestellt, wie er alle 10 ms vom Sender £, erzeugt wird. Das Verhältnis zwischen der Folgeperiodendauer und der Impulsdauer beträgt 2500, so daß eine maßstäbliche Darstellung nur mit einer Unterbrechung der /-Achse zwischen zwei Impulsen erfolgen konnte.

Die Testimpulse W\ aus π Sendern F, sind untereinander beispielsweise um einige Mikrosekunden so ίο versetzt, daß die Gruppe der m geprüften Geräte identifiziert werden kann.

Jeder Empfänger /7/wird von einer nicht dargestellten mit dem Sender E, synchronisierten Impulsquelle mit Impulsen W* gespeist, die im Diagramm (d) von F i g. 3 y-, dargestellt sind. Diese Impulse haben die gleiche Folgeperiodendauer wie die Impulse Wi₁ jedoch ist ihre unter der Dauer der Testimpulse Wi liegende Dauer vollständig in der Impulsdauer der Impulse W, enthalten.

Die in die Schnittstelleneinheit 11 führenden Leitungen LE, enthalten Transformatoren 77, und Impulsgeneratoren Gi. Jeder Transformator 77, ist ein Impulstransformator, was bedeutet, daß er ein ziemlich hohe Frequenzen umfassendes Durchlaßband aufweist, damit die Testimpulse Wi nicht zu stark verformt werden. Der Ausgang des Transformators 77, ist mit dem Eingang des Generators G, verbunden. Dieser Generator, der ein an sich bekannter Generatortyp ist, erzeugt mit den Testimpulsen Wi synchrone Impulse W₂, 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

γ-, des Rechtecks 14 eine Menge mit η Gruppen von m Peripheriegeräten dargestellt. Die Menge der Peripheriegeräte enthält η Eingänge, die über die Leitungen Ld an die Ausgänge der Generatoren G, angeschlossen sind, sowie m Ausgänge, die über die Leitungen LDj an

W) die Schnittstelleneinheit 12 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 oder ihren Trennzustand kenn-

h5 zeLhnen. Im Zustand »1« wird ein über eine Leitung LGi ankommender Impuls Wi in Form eines Impulses Wj (Fig.3, Diagramm c) auf eine Leitung LDj übertragen, die mit einem Gerät der Ordnung j in einer

Spalte der von der Leitung LGi gespeisten Geräte angeschlossen isi. im Zustand »0« wird der Impuls Wz nicht zu diesem Gerät übertragen. Die Schnittstelleneinheil 12 enthält später noch zu beschreibende Detektoren D₁, die die Impulse W-, in »Schleifen«-Zustände (im ϊ Verlauf der Dauer des Impulses Wz) und in »schleifenfreie« Zustände (in den !mpulsintervallen) umwandeln können; die Zustände entsprechen dabei einem KurzscbU'ß bzw. einer Unterbrechung einer Zweidrahtleitung LRj, die über einen Impulstransformator 77/ an in den Eingangeines Empfängers /^angeschlossen ist. Der später noch zu beschreibende Empfänger R₁ kann an seinem Ausgang 5/einen Impuls W₄ liefern, je nachdem, ob die Leitung L/?/offen oder geschlossen ist.

Im Fall der Verdopplung der Zentraleinheit, d.h. wenn zur Steuerung der Peripheriegeräte zwei Steuereinheiten vorgesehen sind, dann kann in einfacher Weise ein zweiter Satz von Sendern Ei und von Empfängern /?_;ohne irgendeine zusätzliche Vermittlung auf dem Niveau der Leitungen L£, und LR₁ eingefügt weiden. 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 Gleich- s<> spannung von 48 V gespeist werden.

Es handelt sich beispielsweise um Teilnehmer, die Zugang zu einer Vermittlungsmatrix mit m Zeilen und π Spalten haben. Am Kreuzungspunkt der Spalte /und der Zeile j befindet sich eine Teilnehmerleitung, von der nur )·"> die zwei Punkte /und /dargestellt sind, die zu den zwei Drähten der Leitung gehören, zwischen die eine Versorgungsbrücke mit einem Kondensator C, in der Größenordnung von Mikrofarad eingefügt ist. Überdies ist im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung in Serie -to mit dem Kondensator C_x auf der Zugriffsseite der Leitung LD₁ ein Gleichrichter 20 mit einer solchen Orientierung angebracht, daß nur positive Impulse zu dem Detektor D₁ gelangen können, bei dem die Leitung LDj endet. Am Eingang des Gleichrichters 20 ist ein -45 Ableitwiderstand 21 gegen die gemeinsame Masse der Einheit 14, der Generatoren G, und der Detektoren D₁ geschaltet.

Wenn die Teilnehmerleitung offen ist, ist der Kondensator C_x nicht geladen, was mittels eines offenen 5" Schalters /, dargestellt ist; der gegenteilige Schleifenzustand entspricht der geschlossenen Stellung des Schalters.

Es werden nun die Organe £, G„ D₁ und R₁ in dem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel von Fig. 2 unter gleichzeitiger Angabe ihrer Funktionsweise beschrieben.

Der Sender £, enthält eine Impulsgeneratorschaltung 27, die mittels Signalen aus einem hier nicht dargestellten Taktgeber synchronisierbar ist, der einen &o Ausgang zum Punkt H von F i g. 2 aufweist. Eine einstellbare Verzögerungsleitung 28 isi zwischen die Klemme Hund eine Klemme 271 zum Synchronisieren der L.ipulsgeneratorschaliung 27 eingefügt. Die zwei Leiter der Leitung LE₁ sind an r.laase bzw. an eine Quelle einer positiven Spannung Vi ( + 5 V) angeschlossen, die während der Dauer der Impulse W; von der Schaltung 27 an die Leitung angelegt wird.

Der Generator Ci ist ein Impulsverstärker 29, dessen Eingang 291 von der Sekundärwicklung des Impulstransformators 77, (mit einem Übersetzungsverhältnis 1 ί) ν?--sorgt wird; die Primärwicklung dieses Transformators ist zwischen die zwei Adern der Leitung LE₁ angeschlossen. Der Ausgang 292 des Impulsverstärkers 29 ist p.iit dem Punkl / verbunden, und befindet sich während der Dauer der Impulse W\ auf einer Spannung von -48 V, die aus einer den Verstärker 29 speisenden Gleiehsp^nnungsquelle V₂ kommt.

Der Detektor D, 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 / und Masse liegenden Brücke verbunden ist. Der Emitter und der Kollektor des Transistors 7Ϊ sind an jeweils eine Ader der Leitung LR₁ angeschlossen.

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

Der Empfänger R₁ enthält zwei komplementäre Transistoren T₂ und Tz, nämlich einen PNP-Transistor Ti und einen NPN-Transistor Ty Der Emitter des Transistors T2 wird direkt von einer positiven Gleichspannung (der Spannung V₃ von 5 V gespeist), während der Kollektor des Transistors Ts über einen Ladewiderstand 26 aus der gleichen Quelle versorgt wird. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß Impulse, die den Impulsen W₄ ähnlich sind, jedoch eine kleinere Amplitude aufweisen, über eine Klemme FW. an die Basis des Transistors T₂ gelangen, auf Grund des Ladewiderstandes 25 an der Basis des Transistors Tz Potentialimpulse erzeugen, jedoch nur unter der Bedingung, daß kein Schleifen-Zustand der Leitung LR₁ vorliegt, da dieser einen Kurzschluß an der Basis des Transistors Tz erzeugen würde. Am Punkt S₁ treten somit im schleifenfreien Zustand der Leitung LR₁ Impulse W₄ auf. Der Gleichrichter 24 ist zwischen den Transformator 77, und die Basis des Transistors Tz eingefügt, 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 77/ kurzschließt, ohne daß eine Speisung dieses Transistors vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Sättigung des Transformators 77,-mittels des Gleichstroms vermieden.

Die Kürze der Impulse W₄ vermeidet ebenfalls die Sättigung des Transformators 77/, und sie begünstigt die Verminderung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Störspannung zu einem falschen Zeitpunkt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus η (π 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 Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse (Wi) übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal Gleichspannungs- Entkopplungsvorrichtungen (TI) enthält,

— daß der Zustand des Geräts j (J ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls (Wi) synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor (Ti) bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen (W)) gesteuert wird, die von den Testimpulsen (Wi) ausgelöst werden, und

— daß die »schleifenfreien« Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse (W₄) mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsamplit.ude 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-Entkopplungsvorrichtung von einem Impulstransformator (TI)gebildet sind.

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

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Testimpuls (Wi, F i g. 3) in einen Impuls (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 (Wi) mit der Amplitude 0 oder mit einer von 0 verschiedenen Amplitude gemäß dem Zustand der Peripheriegeräte umwandelt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Steuerung des Schleifenzustandes von Teilnehmerleitungen verwendet wird, die über eine Versorgungsbrücke mit einer Gleichspannung gespeist werden, indem die Impulse (W₂) über den Kondensator der Versorgungsbrücke übertragen werden, der sie in Impulse (W₃) umwandelt.

7. Elektronische Fernsprechvermittlungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch η

Testimpulse (Wi) abgebende Testimpulssender (E), die mit einer für jeden Sender unterschiedlichen Verzögerung durch einen Taktgeber synchronisiert sind, der einen Teil der Steuereinheit (10) darstellt, von den π Testimpulssendern (E) gesteuerten Impulsgeneratoren (G), die Impulse (W₂) erzeugen, die die gleiche Dauer wie die Testimpulse (W₍) aufweisen, jedoch hinsichtlich der Amplitude und bezüglich der Spannung versetzt sind, wobei die Impulsgeneratoren (G) einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, m Impulsdetektoren (D), die jeweils einen bipolaren Transistor (Ti) enthalten und die einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, und m Empfänger (R), die einen Teil der Steuereinheit (10) bilden und jeweils über einen Impulstransformator (Tl) an den Emitter und an den Kollektor des bipolaren Transistors (Ti) angeschlossene Eingangsklemmen, eine Eingangsklemme für die mit den Testimpulsen synchronisierten Impulse, eine Ausgangsklemme für die Ausgangsimpulse (W₄), sowie eine Iinpulsverstärkerschaltung mit zwei komplementären Transistoren ( Ti, Ti) aufweisen.