DE2645778A1

DE2645778A1 - Nachrichtenuebertragungsanlage mit einer primaer- und einer sekundaer-schleife

Info

Publication number: DE2645778A1
Application number: DE19762645778
Authority: DE
Inventors: Paul Emile Boudreau; Brian Barry Moore
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-10-09
Publication date: 1977-06-30
Also published as: JPS5276803A; DE2645778C2; US4009469A; GB1531090A; JPS5726457B2

Description

Nach-richtenübertragungsanlage mit einer Primär- und einer Sekundär-Schleife

Die Erfindung betrifft eine Nachrichtenübertragungsanlage mit einer Primär- und einer Sekundär-Schleife entsprechend dem !Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Schleifenübertragungsanlagen für die Verbindung einer Zentralstation, die z, B. mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung ausgestattet sein kann, mit einer oder mehreren Außenstationen gehören bereits zum allgemein bekannten Stand der Technik. Als sehr ins Gewicht fallende Störungsursache hat sich bei solchen Schleifenanlagen die Möglichkeit von Fehlern innerhalb des Schleifenverlaufs gezeigt. Dabei ist zu erwarten, daß bei einer Schleifenunterbrechung der Betrieb einer ganzen Anlage zusammenbricht.

Eine Lösungsmöglichkeit für solche Fälle wurde bereits in der DT-PS 24 09 471 mit Schweizer Priorität vom 30. Mai 1973 behandelt. Nach der Lehre dieser Patentschrift erfolgen im Störungsfalle links und rechts der Störungsstelle Rückumschaltungen von einer Haupt- zu einer Hilfsschleife, wobei sich zwei noch mit der Zentralstation betriebsfähige Teilschleifen ergeben. Die ursprüngliche Schleifenkonfiguration zweier paralleler Umlaufwege für die Daten zwischen dem Ausgang und dem Rückeingang der Zentralstation ist dabei aber auf jeden Fall nicht

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\ mehr gegeben.

\ Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer ,Anlage, bei der im Störungsfalle über den noch betriebsbereiten '. Schleifenteil ein Kommando an die Außenstationen übermittelbar ist, bei dessen Empfang auf eine betriebsfähige Parallelleitung umgeschaltet wird.

i Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. !Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

^!Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird ein neues Befehls-, format ^wSekundärschaltung¹¹ festgelegt, das aus einem Beginnkennzeichen, 32 aufeinanderfolgenden 1-Bits und einem _:Schlußkennzeichen besteht. In den Außenstationen ist ein Zähler !und zugeordnete Schaltkreise mit einer Sekundär-Schleife zur j Durchführung dieses Befehls vorgesehen. Wie im einzelnen

I noch erklärt werden soll, genügt dieser Befehl den an die ι
anderen in einer solchen Anlage verwendeten Kommandos gestellten Anforderungen; Außenstationen, die mit der Primär-Schleife !ungestört verbunden sind, reagieren auf diesen Befehl nicht. Als Ergänzung ist zur Erfindung eine Fehlerüberwachung für die Schaltkreise vorgesehen, die den Befehl "Sekundärschaltung¹¹ idecodieren sollen.

Bei den für die Erfindung in Betracht gezogenen Übertragungsanlagen werden sämtliche Nachrichten in als Rahmen bezeichneten Einheiten übermittelt. Innerhalb eines solchen Rahmens folgen z. B. aufeinander ein Adreßbyte, ein Steuerbyte und zwei Prüfbytes. Jedes Byte besteht dabei aus 8 Bits. Dieses Format dient zur Übermittlung von Befehlen; so auch zur Übermittlung des Befehls "Sekundärschaltung" entsprechend der vorliegenden Erfindung. Das gewählte Format ermöglicht auch !die Einfügung von Nutzinformationsbytes zwischen das Steuer-

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!byte und die beiden Prüfbytes und gestattet des weiteren die

jVerlängerung der Adreß- und/oder der Steuerinformationen. |

i ',

;Zu Beginn und am Ende jedes Rahmens wird ein Kennzeichnungs- !

'byte übermittelt. Zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen ist da- I bei jeweils nur ein solches Kennzeichnungsbyte erforderlich. !

jDas Kennzeichnungsbyte hat einen typischen Aufbau und ist von j den anderen 8-Bitfolgen der Rahmen deutlich unterscheidbar. j jWenn eine Station das deutliche Kennzeichen ausmacht, beginnt sie mit der Auswertung der nachfolgenden Bytes als Adresse und Steuerbefehl und später auch der Prüfbytes vor dem nächsten Kennzeichen. Die deutliche Erkennbarkeit des Kennzeichens jberuht darauf, daß in der Regel nur das Kennzeichnungsbyte mehr als fünf aufeinanderfolgende Einsen enthalten darf. So möge z. B. das Kennzeichnungsbyte 0111 1110 festgelegt werden.

JAußer beim Kennzeichnungsbyte wird bei allen anderen über die 'Schleife übermittelten Bitfolgen ein zusätzliches O-Bit !nach jeweils fünf aufeinanderfolgenden 1-Bits eingefügt. Das die Daten empfangende Gerät in den Stationen zieht solche zusätzlichen O-Bits aus ankommenden Nachrichten wieder heraus. ;Die übermittelten zusätzlichen O-Bits können insbesondere auch bei verwendeter NRZI-Technik zur Aufrechterhaltung der Taktgabe förderlich sein, wenn 1-Bits durch Beibehaltung des gegebenen Signalspegels und O-Bits durch Umschläge zwischen den beiden vorgesehenen Signalpegeln dargestellt werden. Die Umschläge insgesamt dienen dabei zur Synchronisierung der Empfangstaktgeber; sie treten dann wenigstens aller sechs Bits innerhalb der Nachrichten auf.

Die Zuverlässigkeit einer Schleifenanlage hängt von der Zuverlässigkeit der einzelnen Bestandteile des Datenübermittlungsweges ab. Um die Zuverlässigkeit einer solchen Schleife zu verbessern, können zwei parallel verlaufende Schleifen verlegt werden, wobei die einzelnen Außenstationen normalerweise über

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• G.

die Primär-Schleife arbeiten und im Ausnahmefalle über die [ Sekundär-Schleife. Bei der betrachteten Literaturstelle nach ' j dem Stande der Technik ist eine Funktion des Rückumschaltens '■ vorgesehen. Die Außenstationen auf den beiden Seiten einer _;

^: Fehlerstelle auf der Schleife schalten von ihrer Primär- auf ihre Sekundär-Schleife zurück, so daß sich dabei zwei kleinere, getrennte Schleifen ergeben. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist jedoch der Vorteil gegeben, daß weiterhin eine !

■ Schleifenanordnung ähnlich der ursprünglichen Form und mit der gleichen Datenübertragungsrichtung erhalten bleibt, wenn ein-

^; mal eine Unterbrechung innerhalb einer der beiden Parallelschleifen auftreten sollte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer übertragungsanlage ; mit einer Primär- und einer Sekundär-Schleife,

^; die für die Ausführung des Befehls "Sekun-

■ därschaltung" ausgelegt sind,

!Fig. 2 den Aufbau dieses Befehls "Sekundärschaltung",

Fig. 3 - eine Außenstation mit Schaltkreisen zur Erkennung und Ausführung des Befehls "Sekundärschal tung" ,

Fig. 4 das Schaltbild der Kreise zur Erkennung und

Ausführung des Befehls "Sekundärschaltung" mit zusätzlichen Vorkehrungen zur Fehlererkennung und zu anderen Funktionen,

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— t> —

Fig. 5 eine Folge von Signalen zur Erläuterung der

Funktionen der Schaltkreise gemäß Fig. 4.

Allgemeines zu Fig. 1

In Fig. 1 ist eine Schleifenübertragungsanlage dargestellt mit dem Grundaufbau entsprechend der Lehre der deutschen Patent-I schrift 22 51 716. Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung j ist demgegenüber die Vorkehrung zweier Schleifen, die als Schleife A und Schleife B betrieben werden. Die Zentralstation weist, für die beiden Schleifen je einen Treiber TB und je einen Abschluß AB auf. Jede der Außenstationen besitzt ebenfalls pro

[Schleife je einen Treiber und je einen Abschluß. Zu übersendende jNachrichten gehen jeweils von der Zentralstation oder von (einer Außenstation aus und gelangen von einer zur nächsten Station in Richtung der dargestellten Pfeile. Jede Außenstation !arbeitet normal nur über eine der Schleifen, die als Primär-Schleife bezeichnet wird. Die Schleife, über die eine Außenstation gerade nicht verkehrt, wird als Sekundär-Schleife bezeichnet. Die von einem Treiber ausgehende und bei einem Abschluß endende Leitung besteht jeweils aus zwei Leitern, z. B. einem verdrillten Aderpaar oder einem koaxialen Kabel. Die Daten werden seriell auf der arbeitenden Schleife übertragen. Die Anlage mit zwei Schleifen gemäß Fig. 1 ermöglicht es aber auch, bei einer hohen Datenfolgegeschwindigkeit mit einer großen Zahl von Außenstationen parallel zu arbeiten. Die Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung gestattet dann die Benutzung beider Schleifen zur Erhöhung der Gesamtleistung.

Die Eingänge der in Fig. 1 dargestellten Außenstationen sind ι
!mit P bzw. S bezeichnet, um die Zuordnung der Stationen zu den j beiden Einzelschleifen als Primär-Schleife oder als Sekundär-Schleife zu erläutern. Im dargestellten Beispiel sind die ι Außenstationen 1 und 3 der Schleife A als Primär-Schleife zu-

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igeordnet und die Außenstation 2 der Schleife B als Primär-Schleife. Die Zuordnung der einzelnen Stationen zu den beiden Schleifen wird jeweils nach gegebenen Verhältnissen durchgeführt.

Angenommen, daß ein Fehler auf der Schleife A an der mit Bruch bezeichneten Stelle auftritt. Gleichbedeutend kann ein Fehler innerhalb der Außenstation 1 auftreten, was sich daran erkennen läßt, daß über den Abschluß AB der Schleife A primär eintretende Nachrichten nicht wieder über den Treiber TB der Schleife A primär ausgegeben werden. Die Zentralstation kann einen Fehler auf der Schleife leicht erkennen, indem sie eine Prüfnachricht, die sie über einen ihrer Treiber aussendet, nicht am zugehörigen Abschluß zurückempfängt.

:Die Möglichkeiten der Außenstationen, einen Schleifenfehler ;zu entdecken, sind wesentlich eingeschränkter. Es gehört zum

Gegenstand der vorliegenden Erfindung, daß jeweils nur die Zentralstation einen Fehler erkennt und daß die Zentralstation die Außenstationen zwecks Umgehung des Fehlers beeinflußt. Wenn ein Fehler auf der Schleife A beim vorliegenden Beispiel erkannt wird, sendet die Zentralstation einen Befehl "Sekundärschaltung" über die Schleife B. Die Stationen 1 und 3, die primär mit der Schleife A verbunden sind, empfangen diesen Befehl über die Schleife B, schalten auf die Schleife B als Primär-Schleife um und wählen die Schleife A nunmehr als ihre Sekundär-Schleife. Die Außenstation 2 empfängt den Schaltbefehl über ihre Primärverbindung mit der Schleife B und führt daraufhin nichts durch. Die genannten Funktionen bezüglich der Schleifen A und B werden im einzelnen noch beschrieben. Vom betrachteten Zeitpunkt ab sind sämtliche Außenstationen primär mit der Schleife B verbunden, die alle Schleifenfunktionen nunmehr übernimmt. Sobald der Fehler behoben ist, spricht die Zentralstation wählbar die Außenstationen über die Schleife B an, und zwar mit einem Befehl zur Rückschaltung

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auf die Schleife A.

1 Der Befehl "Sekundärschaltung" gemäß Fig. 2

Zeile F von Fig. 2 zeigt den Befehl "Sekundärschaltung" und das ^;Beginn- und das Schlußkennzeichen sowie die O-Bits, die in den Datenfluß eingeschoben werden, damit keine Verwechslung mit den besonderen Kennzeichen am Anfang und Schluß des Befehls •erfolgen kann. In dieser in Zeile F dargestellten Form läuft der Befehl auf der Schleife durch. Dabei wird unterstellt, wie bereits angedeutet wurde, daß die O-Bits von Zeile F durch .Umschläge zwischen den beiden vorgegebenen Signalpegeln und ■die 1-Bits ohne Umschläge dargestellt werden. Die Zeile E zeigt Iden Befehl "Sekundärschaltung" mit dem Beginn- und Schlußkennzeichen ohne eingefügte O-Bits.

iNach dem Beginnkennzeichen F folgen als erste zwei Bytes des ;Befehls ein Adreßbyte A und ein Steuerbyte C, die in der Zeile ;A dargestellt sind. Die Adresse 1111 1111 ist als allgemeine Adresse für alle Stationen vorgesehen. Das Steuerfeld des Befehls "Sekundärschaltung" ist ebenfalls ein Byte, das aus lauter 1-Bits, 1111 1111, besteht. Die Festlegung dieser speziellen Adreß- und Steuerbytes ist von Bedeutung für die Funktionen der Außenstationen, die diesen Befehl über ihre Primär-Schleife empfangen, und ebenso von Bedeutung für die Schaltkreise zur Decodierung dieses Befehls über die SekundäriSchleife, wie noch erläutert wird. Die Zentralstation bildet !das Adreßbyte und das Steuerbyte für den Befehl "Sekundärechal-

stung" auf ähnliche Weise, wie sie auch die Adreß- und i
Steuerbytes für andere Befehle zusammenstellt.

Ein Prüfbitgenerator in der Zentralstation verarbeitet das IAdreß- und das Steuerbyte gemäß Zeile A und bildet dabei zwei !Prüfbytes gemäß Zeile C. Das Prüfbitfeld enthält 16 1-Bits aus Gründen, die ebenfalls noch erläutert werden. Die Zentralstation

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kombiniert das Adreßfeld, das Steuerfeld und das Prüfbitfeld gemäß Zeile D.

Die Codierung gemäß Fig. 2

Die Bits zwischen dem Beginnkennzeichen und den beiden Prüfbytes werden bei der gewählten, in der englischsprachigen Literatur als SDLC bezeichneten Betriebsweise mittels eines rückgekoppelten Schieberegisters codiert. Dieses Schieberegister möge im betrachteten Falle 16 Stufen aufweisen; der Ausgang wird rückgekoppelt und antivalent mit dem jeweils nächstfolgenden zu codierenden Bit kombiniert, um dabei ein neues Eingangsbit für die erste Stufe des Schieberegisters zu bilden. Je ein weiteres Antivalenzglied ist bei weiteren bestimmten Stufen des Schieberegisters vorgesehen, wobei diesen Antivalenzgliedern von der vorangehenden Registerstufe ein Bit zugeführt wird und zusätzlich dazu über den anderen Eingang das in die erste Stufe des Registers eingegebene Bit. Zu Beginn einer so durchgeführten Codieroperation werden sämtliche 16 Stufen des Schieberegisters auf 1 gestellt. Während die 16 1-Bits gemäß Zeile A von Fig. 2 dem Codierer seriell zugeführt werden, erscheinen ;16 1-Bits, die vorher in das Register eingegeben wurden, am !Ausgang der letzten Stufe des Registers und werden zu den Einigangen der Antivalenzglieder zurückgekoppelt. Dabei nimmt die erste Stufe des Registers nunmehr eine Folge von 16 O-Bits auf, da 1 mit 1 antivalent verknüpft 0 ergibt. Diese 16 O-Bits gemäß •Zeile B von Fig. 2 werden im Schieberegister stehen, nachdem die {codierung der Felder A und C des Befehls beendet ist, und bilden j die Fehlerprüfbits für die codierte Nachricht. Vor der j Weitergabe werden die 16 O-Bits jedoch zu 16 1-Bits gemäß Zeile jC von Fig. 2 invertiert. In der Weise gemäß Zeile D von Fig. j 2 wird der Befehl "Sekundärschaltung¹¹ codiert. Aus der vorangehenden Erklärung läßt sich erkennen, daß die Codierung zur Erzeugung von 16 1-Bits des Prüffelds aus. den 16 1-Bits des Adreß- und des Steuerfelds unabhängig vom verwendeten Generator-

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polynom ist, das der gewählten Rückkopplungstechnik des Schieberegisters entspricht. Es werden dabei die folgenden Einzelfunktionen durchgeführt:

(1) Die 16 Bits werden sämtlich als 1-Bits codiert, ;(2) das Schieberegister wird vorher auf lauter Einsen gestellt, (3) die Länge des Prüfbitfelds entspricht der Länge der beiden

Felder A und C, die zu codieren sind, j(4) es wird eine Multiplikation mit X durchgeführt und I(5) die Prüfbits werden vor der übertragung invertiert. IEine andere gleichwertige Verfahrensvorschrift läßt sich selbstverständlich ebenfalls anwenden.

!Die Funktionen lassen sich im einzelnen auch etwas formeller erklären. Wenn 16 Bits in das Schieberegister eingegeben worden sind, kann der Inhalt des Registers als Vektor tn betrachtet werden, wobei t die Zeit angibt, in der in das Register 16 Bits eingeschoben werden, und η die Zahl der Wiederholungsperioden ist. Beim erläuterten Beispiel hat der Vektor den Wert 11111 1111 1111 1111 zur Zeit to, v/eil das Register zum Start ■einer Codieroperation bei η = 0 auf lauter Einsen gestellt wird. Zur Ermittlung des Inhalts des Registers zur Zeit ti wird der Vektor to zuerst mit dem Vektor der zu codierenden j Bits gemäß Zeile A in Fig. 2 durch eine Modulo-2-Addition kombiniert. Die sich ergebende logische Summe wird dann mit einer üblicher Weise als Generatormatrix bezeichneten Matrix multipliziert, wobei die Generatormatrix dem Generatorpolynom entspricht, das sich aus der Anordnung der Antivalenzglieder der Rückkopplungskreise des Schieberegisters ergibt. Im betrachteten Falle ist die Modulo-2-Summe des Vektors der Zeile A und eines Vektors mit lauter Einsen, dem Beginnzustand innerhalb des Registers, ein lauter Nullen enthaltender Vektor 0000 0000 0000 0000, da 1 antivalent mit 1 verknüpft 0 ergibt. Die Multiplikation dieses Vektors aus lauter Nullen mit der Generatorpolynommatrix ergibt wiederum lauter Nullen, wie in Zeile B gemäß Fig. 2 dargestellt ist, und zwar unabhängig vom

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jeweiligen Wert des Generatorpolynoms. I Die Schaltkreise gemäß Fig. 3

IFig. 3 zeigt die Schaltkreise einer Außenstation zur Durchführung des Befehls "Sekundärschaltung¹¹. Die Abschlüsse, Leiitungstreiber und Eingänge sowie Ausgänge der Schleifen A und B sind bereits von Fig. 1 bekannt. Einige weitere Einzelheiten !sind aus den Fign. 4a, 4b und 4c der genannten Patentschrift

!DT-PS 22 51 716 ebenfalls bekannt. Die Fig. 3 zeigt die Primärverbindung zur einen Schleife und die Sekundärverbindung zur ;anderen und enthält dazu vier Komponentengruppen 12, 13, 14 und 15.

Die Gruppe 12 schaltet die Primärlogik und übergabespeicherkreise der Station wählbar an den Abschluß der Schleife A oder ]an den Abschluß der Schleife B an. Der Leitungsabschluß empfängt !dabei die Wellenform, die auf der Schleife zur Darstellung von Daten verwendet wird, und wandelt sie in binäre Spannungspegel um, die für die weiteren Schaltkreise gemäß der Fig. 3 geeignet sind. Datensignale von der Schleife A erscheinen iz. B. seriell auf den Leitungen 19 und 20. Die Abschlüsse ent- !halten desweiteren Taktgeber, die mittels der Pegelumschläge innerhalb der übertragenen Wellenform synchronisiert werden, j Das Taktsignal der Schleife A erscheint auf den Leitungen 22 und 23, wobei ein logischer 1-Pegelimpuls jeweils eine gültige Bitzeit und ein logischer O-Pegelimpuls ein ungültiges über-I gangsintervall zv/ischen den Bitabschnitten kennzeichnet. Weitere I Taktunterzeiten lassen sich nach Bedarf ableiten.

Die Komponentengruppe 12 enthält zwei UND-Glieder 25 und 26 und ein ODER-Glied 27, denen über die Leitung 19 Daten von der Schleife A und über die Leitung 29 gegebenenfalls Daten von der Schleife B zugeführt werden; zwei Steuersignale wirken dabei, nämlich "Schleife B primär wählen" über die Leitung 30 und

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j · *. ι

; "Schleife A primär wählen" über Leitung 31 , zur Anschaltung der
; Primärlogik und der Speicherkreise der Station beim Empfang von . Daten entweder über die Schleife B oder A. Ähnlich sprechen '.

j- - Ϊ

■ UND-Glieder 33 oder 34 bei Steuersignalen über die Leitungen j i 30 oder 31 an zur Durchgabe der Taktsignale der gewählten Schleife' I über das ODER-Glied 35 zur Primärlogik und zu den Speicherkreisen.

¹ Im Block 36 sind die Primärlogik und Übergabespeicherkreise für j i die Station enthalten. Diese Schaltkreise reagieren auf Daten-

iund Taktsignale der gewählten Primär-Schleife bei der Durch- j

führung normaler Operationen der Außenstation. Die Gruppe 17 i

ι hinter der Primärlogik und den Speicherkreisen ist ebenfalls j ! in Einzelheiten dargestellt. Wenn eine Nachricht an eine andere
iStation oder an alle Stationen gerichtet ist, wird die Gruppe
! 17 so gesteuert/ daß die entsprechenden Signale zum abgehenden

Leitungstreiber weitergegeben werden; sonst wird die Gruppe 17
I durch die Primärlogik so gesteuert, daß sie Nachrichten über-' trägt, die von der betroffenen Außenstation abgehen sollen.
ι Ein weiterer Teil der vorliegenden Beschreibung erläutert die

Funktionen der Primärlogik und der Speicherkreise beim Befehl

"Sekundärschaltung" über ihre primär angeschaltete Schleife.

. auch
Die Außenstation spricht'auf einen normalen Befehl über ihre

Primär-Schleife an, wenn die Sekundär-Schleife anzuschalten
ist; die Primärlogik 36 erzeugt dazu ein 1-Pegelsignal über die
j Leitung 40 "Schleife A primär stellen" oder über die Leitung 41
"Schleife B primär stellen".

Die Gruppe 13 ist der Gruppe 12 sehr ähnlich und spricht auf
Steuersignale über die Leitungen 30 und 31 an zur Zuführung
von Daten- und Taktsignalen entweder von der Schleife A oder von
der Schleife B zu den Schaltkreisen, die den Befehl "Sekundärschaltung" decodieren sollen. Die Gruppen 14 und 15 reagieren
ebenfalls auf die Signale über die Leitungen 30 und 31 und verbinden die Leitungstreiber zwecks Durchgabe von Ausgangssignalen
auf die gewählte Schleife. Die bis hierher beschriebenen

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Schaltkreise gemäß Fig. 3 dienen zur Auswahl jeweils einer der beiden Schleifen als primäre Betriebsschleife.

Decodierkreise für den Befehl "Sekundärschaltung" gemäß Fig.

Der Befehl "Sekundärschaltung" und ebenso andere gegf. über die Sekundär-Schleife einlaufende Nachrichten erscheinen auf der Leitung 47 und somit als Eingangssignale für die Gruppen 14 und 15 zur Weitergabe über die Leitungstreiber der jeweiligen Sekundär-Schleife der Außenstation. Daten vom Eingang der Sekundär-Schleife werden direkt zur nächsten Station weiterübertragen ohne Rücksicht auf die jeweilige Schalterstellung und das Eintreffen eines Befehls "Sekundärschaltung", über die Leitung 47 gelangende Datensignale und auch seitens des Leitungsabschlusses zur Verfügung gestellte Taktsignale werden einem Kennzeichendetektor 50 zugeführt. Das Kommando "Sekundärschaltung" das über die Leitung 47 läuft, wurde bereits anhand von Zeile E in Fig. 2 erläutert. Der Kennzeichendetektor 50 gibt ein logisches 1-Pegelsignal über die Leitung 51 ab, wenn ein Kenn-.zeichen erkannt ist; das nächste folgende Bit muß dann das erste Bit eines Adreßfelds sein. Im übrigen gibt der Kennzeichendetektor jeweils ein logisches 1-Pegelsignal über eine Leitung !52 ab, wenn ein O-Bit innerhalb der Datenfolge einläuft. Ein ·.Verriegelungsglied 55 ist vorgesehen, das bei einem Kennzeichjnungssignal über die Leitung 51 eingeschaltet und bei einem io-Bitsignal über Leitung 52 rückgestellt wird. Ein UND-Glied 56 wird beim Ein-Zustand des Verriegelungsglieds 55 vorbereitet i zur Übertragung von Taktsignalen vom Leitungsabschluß zu einem ι6-Bit-Zähler 57. Dieser Zähler 57 wird mittels eines O-Bitsignals j über die Leitung 52 gelöscht. So werden der Zähler 57 und das •Verriegelungsglied 55 am Beginn eines ein Kommando "Sekundär- ;schaltung" enthaltenden Rahmens mittels des O-Bits im Kennzeichen 'oder schon in einer vorangehenden Nachricht zurückgestellt. Das jVerriegelungsglied 55 wird am Ende des Kennzeichens eingeschaltet, 'und das UND-Glied 56 leitet dann Taktimpulse zu den folgenden Bitzeiten zum Zähler 57 durch. Mit dem ersten Taktimpuls

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schreitet der Zähler 57 von Zählstand OOOOOO zum Zählstand j000001 und fährt dann mit seinen Zählungen in der üblichen zu jerwartenden Weise fort. Nach 31 Taktimpulsen enthält der Zähler !einen Zählstand 011111. Mit dem 32-ten Impuls gelangt er auf |i00000. Die Ausgangsleitung 60 des Zählers 57 leitet den Binär- ;pegel aus der höchsten Zählstufe weiter. Während der Zählwerte ;unter 32 ist dieser Pegel 0. Bei einem Zählwert 32 wird er jedoch 1. Das Verriegelungsglied 55, das UND-Glied 56 und der Zähler 57 bilden somit einen besonders einfachen Decodierer für den Befehl ⁿSekundärschaltung".
i

JBei jedem Befehl oder anderen Nachrichten über die Sekundär-■Schleife beginnen die Komponenten gemäß Fig. 3 die vorbeschriebenen Funktionen zur Decodierung eines eventuell ankommenden Befehls "Sekundärschaltung" immer wieder von vorn. Beim Einlaufen eines O-Bits wird das Verriegelungsglied 55 rückgestellt, Idas UND-Glied 56 gesperrt und somit die Zähloperation unterbrochen, jDer Zähler 57 wird auch immer wieder gelöscht und für den Bejginn des nächsten Rahmens vorbereitet.

;Ganz allgemein betrachtet erkennen die Komponenten 55, 56 und |57 einen Befehl "Sekundärschaltung" durch Abzählung einer Folge ivon 32 1-Bits direkt hinter einem Kennzeichen.

Wenn der Befehl "Sekundärschaltung¹¹ decodiert wird, schaltet die Anordnung gemäß Fig. 3 auf die andere Schleife als PrimäriSchleife um und wählt die bisherige Schleife als Sekundärjschleife. Ein Kippglied 62 gibt über seinen 1-Ausgang das Signal

"Schleife A primär wählen" und über seinen O-Ausgang entsprechend ein Signal "Schleife B primär wählen" ab. Das Signal über die Leitung 60, das anzeigt, daß ein Befehl "Sekundärschaltung" decodiert wurde, wird dem Tasteingang des Kippglieds 62 zwecks !jeweiliger Umtastung, der wählenden Steuersignale zugeführt.

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' 46.

Desweiteren werden dem Kippglied 62 das Signal "Schleife A primär stellen" über die Leitung 40 zum Einstelleingang und das Signal "Schleife B primär stellen" über die Leitung 41 zum Rückstelleingang zugeführt. Entsprechende Stellbefehle werden über die jeweilige Primär-Schleife gegeben und in üblicher Weise mittels der Primärlogik 36 decodiert.

Das Kippglied 62 kann wie das Verriegelungsglied 55 aus einem üblichen Verriegelungsglied bestehen, jedoch mit vorgeschalteten Toreingängen am Einstelleingang S und am Rückstelleingang R, welche von den Ausgangssignalen über 30 und 31 vorgewählt werden, um jeweils einen Impuls über die Leitung 60 zu dem Eingang zu führen, der das Kippglied 62 in den anderen Schaltzustand umtasten kann. Allgemein betrachtet bildet das Kippglied 62 eine Möglichkeit zum Speichern des jeweils erreichten Schaltzustandes und zur Steuerung der Gruppen 12, 13, 14 und 15. Line Umschaltung aller dieser Gruppen erfolgt jeweils, wenn ein Befehl "Sekundärschaltung" decodiert wird.

Es v/äre noch zu bemerken, daß die Decodierkreise für den Befehl "Sekundärschaltung" ebenso mit Fehlererkennungsmöglichkeiten ausstattbar sind, wie dies auch für die Primärlogik und die Speicherkreise brauchbar ist. Ein ungültiges Kommando wird nicht berücksichtigt, v/eil es zumindest ein O-Bit enthält. Die Zentralstation empfängt ebenfalls einen auf der Schleife herumgegebenen Befehl an ihrem Hingang und kann auf Fehler prüfen. Wenn ein Fehler festgestellt wird, wird der Befehl noch einmal übertragen. (Zusätzliche Fehlererkennungen für den Decodierer v/erden anhand von Fig. 4 noch beschrieben.)

Übertragung der "Sekundärschaltung" über die Primär-Schleife

Gesetzt der Fall, daß der Befehl "Sekundärschaltung" über die Primär-Schleife der Außenstation gemäß Fig. 3 zugeführt wird.

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Die Außenstation decodiert dann den Adreßteil des Befehls als an alle Außenstationen gerichtete Adresse und stellt die Gruppe 17 zur Ueiterübertragung der empfangenen Nachricht vom Leitungsabschluß über die Gruppe 12 zum Leitungstreiber durch, der vorangehend durch die Gruppe 14 oder bestimmt worden ist. Dabei stört eine primär aufnehmende Station nicht die Durchgabe dieses Befehls an alle weiteren Stationen, die entweder prisuir oder sekundär an die Schleife angeschaltet sind. Die Fehlererkennungskreise der Außenstation arbeiten mit dem Adreß- und dem Steuerfeld sowie mit den beiden Prüfbytes und zeigen gegebenenfalls an, daß ein Rahmen gültig empfangen wurde, oder sie erkennen einen Fehler, wenn ein erkennbarer Fehler mit der Nachricht einlief. Als Teil der normalen Befehlsausführung sendet die Außenstation eine Bestätigung zur Zentralstation.

Zusätzliche Fehlererkennung gemäß Fign. 4 und 5

Entsprechend der vorangehenden Beschreibung der Decodierschaltkreise für die "Sekundärschaltung" sprechen diese Schaltkreise nur auf solche Befehlsrahmen an, in denen 32 1-Bits direkt auf ein, Beginnkennzeichen folgen. Diese Bitkonfiguration ist eindeutig erkennbar. Sie kommt in keiner anderen gültigen Bitfolge vor. Aufgrund von Fehlern wäre es jedoch möglich, innerhalb der ersten zwei Bytes einer anderen Nachricht sämtliche Bits als 1-Bits zu empfangen und danach folgend während des oder der nächsten Bytes ebenfalls lauter 1-Bits zu empfangen. Wenn eine solche fehlerhafte Nachricht über die Primärschleife einläuft, erkennt der Fehlererkennungsteil des Kennzeichendetektors 50 den Fehler und verhindert eine unbeabsichtigte Auswirkung. Die Schaltkreise gemäß Fig. 4 bieten diese zusätzliche

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■4f-

Möglichkeit für die Decodierkreise der "Sekundärschaltung".

Diese zusätzlichen Schaltkreise erkennen die Folge eines Beginnkennzeichens, danach 32 aufeinanderfolgende 1-Bits und ein Schlußkennzeichen; sie sprechen jedoch nicht auf andere Rahmen an. Jeder einzelne Nutzdatenrahmen ist langer als der Befehlsrahmen "Sekundärschaltung", weil eines oder mehrere Datenbytes zwischen dem Steuerfeld und dem Prüffeld liegen. Eine gestörte Datennachricht könnte somit wohl nach einem Beginnkennzeichen 32 aufeinanderfolgende 1-Bits enthalten, jedoch Kaum direkt danach das Schlußkennzeichen.

Während die Schaltkreise gemäß Fig. 4 etwas komplexer sind als die Decodierkreise für den Befehl "Sekundärschaltung" gemäß Fig. 3, wird jetzt eine etwas ausgestaltete Taktgabe mit zwei Phasen T1 und T2 erforderlich. (Entspr. mehrphasige Taktgeberkreise gehören zum Stande der bekannten Technik. Siehe dazu z. B. DT-PS 22 51 716.) Das Verriegelungsglied 55, das UND-Glied 56, der Zähler 57 und das Kippglied 62 sind bereits von der Beschreibung der Decodierkreise gemäß Fig. 3 geläufig. Eine Leitung 64 gemäß Fig. 4 entspricht der Ausgangsleitung 60 gemäß Fig. 3 am Zähler 57; eine Leitung 63 in Fig. 4 hat wiederum I die Bedeutung der Leitung 60 als Eingangsleitung zum Kippglied ,62.

I Die Zeile B in Fig. 5 zeigt die über die Sekundär-Schleife an-Ikommenden letzten Bits eines Beginnkennzeichens, die 32 aufeinanderfolgenden 1-Bits des Befehls "Sekundärschaltung" und die acht Bits des nachfolgenden Schlußkennzeichens. Die Zeile A gemäß Fig. 5 zeigt den Stand des Zählers 57 während der Decodierung. Die übrigen Zeilen der Fig. 5 werden bei der noch folgenden Beschreibung der Fig. 4 berührt.

Ein UND-Glied 65 sorgt für die Einschaltung des Verriegelungsglieds 55 zur Taktphase T2, wenn ein Kennzeichensignal über die

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Leitung 51 ansteht. Ein UND-Glied 66 und ein ODER-Glied 67 sorgen für die Rückstellung des Verriegelungsgliedes 55 in einer ·. Taktphase T1, wenn ein Signal O-Bit zusammen mit einem logischen i 1-Signalpegel über eine Leitung 70 auftritt, die noch beschrie- ! ; i

ben wird. Solche Signale O-Bit erscheinen während des Datenflusse^

auf der Leitung 52, bevor das Kennzeichensignal auf der Leitung j

51 erscheint. Die Taktfolge T1 und T2 stellt sicher, daß das j

IVerriegelungsglied 55 als Reaktion auf ein Kennzeichensignal !

Eingeschaltet wird und bleibt. ι

!innerhalb des Zählers 57 sind Eingangs- und Ausgangsglieder für die einzelnen Bitstufen vorgesehen. Die Eingangsglieder des ;Zählers sprechen dabei auf die T1-Taktsignale an, die über das UND-Glied 56 gemäß Zeile G in Fig. 5 zugeführt werden, und die Ausgangsglieder der einzelnen Bitstufen reagieren auf die nicht dargestellten T2-Taktphasensignale. Wie die Zeilen H und I von Fig. 5 erkennen lassen, erfolgen Veränderungen der Zählerausgabe jeweils zur Phase T2. Diese Zeilen in Fig. 5 !lassen ebenfalls erkennen, daß die Zählstände auf herkömmliche

:Weise auswertbar sind, wobei Ausgangsimpulse nur während der Dauer der besonders angegebenen Zählstände 32 und 40 erscheinen.

iEin Verriegelungsglied 72 wird beim Erreichen eines Zählstandes ;32 über die Leitung 64 eingeschaltet. Somit wird das Verriegejlungsglied 72 beim Auftreten von 32 1-Bits nach einem Kenn-

zeichen ähnlich wie das Kippglied 62 gemäß Fig. 3 eingeschaltet. !Das Verriegelungsglied 72 speichert das Auftreten dieser Bedingung über ein Intervall von acht Bits hinweg, das zur Erkennung des Schlußkennzeichens innerhalb eines gültigen Befehls ⁿ Sekundärschaltung" folgen muß. Der O-Ausgang des Verriegelungsglieds 72 führt über die schon genannte Leitung 70 zum UND-Glied 66. Wenn das Verriegelungsglied 72 nach einem Kennzeichen und 32 aufeinanderfolgenden 1-Bits eingeschaltet Wird, verschwindet der Signalpegel auf der Leitung 70 und verihindert die Rückstellung des Verriegelungsglieds 55 bei O-Bits

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.während der nächsten folgenden acht Bitzeiten. Der Zähler J kann somit weiterzählen und ein Signal für den Zählstand 40 !über die Leitung 73 abgeben, v/enn ein Schlußkennzeichen über die Leitung 51 bei einem gültigen Befehl "Sekundärschaltung¹¹ wirkt Siehe dazu Fig. 5, Zeile I. Ein ODER-Glied 74 läßt ;das Verriegelungsglied 72 rückgestellt werden, wenn dieser ,letztgenannte Zählstand 40 erreicht wird.

IEs ist unwahrscheinlich, daß eine gestörte Datennachricht fehler-

jhafter Weise 32 aufeinanderfolgende 1-Bits nach einem Kennzeichnungsbyte aufweist und nach diesen 32 Bits noch einmal ein ιKennzeichnungsbyte. Ein Signal KZ kann somit dann kaum über idie Leitung 51 beim Zählstand 40 erscheinen. Dann erscheint auch kein Signal über die Leitung 76 vom UND-Glied 75, und der Rückstellzustand des Verriegelungsglieds 72 wird die Rückstellung des Verriegelungsglieds 55 und des Zählers 57 spätestens beim nächsten Kennzeichen absichern. Der Zähler 57 wird ohnehin zur Zeit T2 beim Zählstand 40 gelöscht.

j Die Umschaltfunktionen einer Außenstation von ihrer Primär- ^;Schleife auf ihre Sekundär-Schleife erzeugen Rauschen auf beiden j Schleifen; es ist somit wünschenswert, diese Umschaltfunktionen solange zu verzögern, bis der Befehl "Sekundärschaltung" genügend iweit über die Schleife zu den nachfolgenden Stationen weitergeleitet worden ist, um dort den Befehl ohne Störungen aufzunehmen, die durch die Umschaltfunktionen erzeugt werden. Als Zeit für diese Verzögerung genügen wenige Millisekunden. Ein Verriegelungsglied 79 und ein Verzögerungsglied 80 herkömmlicher Bauart nehmen das Signal über die Leitung 76 auf und erzeugen ein entsprechendes aber verzögertes Signal am Eingang des Kippglieds 62. Vorzugsweise geben diese Komponenten ebenfalls einen Rückstellimpuls für die Verriegelungsglieder 55, 72, 79 und den Zähler 57 ab.

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Vom allgemeinen Gesichtspunkt aus betrachtet decodiert der 'Kennzeichendetektor 50 das Beginnkennzeichen, decodieren das Ver- :riegelungsglied 55 und der Zähler 57 und die weiteren zugehörigen Komponenten danach die vier Bytes des Befehls "Sekundärschaltung¹¹ und der Zähler 57 und das Verriegelungsglied 72 und die zugehörigen Schaltkreise das Schlußkennzeichen. Gleichwertig könnte leine Decodierschaltung mit einem 48 Bits langen Schieberegister vorgesehen werden, dem die Kennzeichnungsbits und Datenbits über Idie Leitung 47 von Fig. 3 zugeführt werden, mit einem Parallel-

(decodierer, der das Auftreten eines Befehlsrahmens "Sekundär- !schaltung" im Register erkennbar macht. Solche Kombinationen |zur Decodierung bestimmter Zeichenfolgen lassen sich ebenfalls vorzüglich verwenden und sind allgemein bekannt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Nachrichtenübertragungsanlage mit einer Primär- und einer Sekundär-Schleife, die parallel die Zentralstation der Anlage mit mindestens einer Außenstation verbinden, wobei in sämtlichen Außenstationen Schaltkreise vorgesehen sind zur Auswahl und Anschaltung der einen der beiden Schleifen als Verkehrsführende Primär-Schleife und der anderen als für Schleifenstörungsfälle in Reserve bereitstehende Sekundär-Schleife,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der Zentralstation Sendekreise zur übertragung eines Befehls zur Schleifenumschaltung ("Sekundärschaltung") an die Außenstationen vorgesehen sind, daß in den Außenstationen Erkennungskreise (50, 55, 56, 57) für diesen Befehl vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Befehl zur Schleifenumschaltung aufnehmbar ist, und daß auf diesen Befehl mittels eines darauf ansprechenden Umschalters (62-14/15-12/13) die ursprünglich gewählte Primär-Schleife als Sekundär-Schleife, die ursprünglich gewählte Sekundär-Schleife jedoch als nun Verkehrsführende Primär-Schleife anschaltbar ist.
2. Nachrichtenübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Erkennungskreisen (50, 55, 56, 57) und dem auf den Befehl zur Schleifenumschaltung ansprechenden Umschalter (62-14/15-12/13) ein Verzögerungsglied (80) eingefügt ist.
3. Nachrichtenübertragungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungskreise (50, 55, 56, 57) für die Erkennung eines vorgegebenen Nachrichtenrahmen-Beginnkennzeichens (0111 1110) und einer unmittelbar darauf empfangenen Folge einer vorgegebenen Zahl (32) von Bits gleichbleibender Binär-Wertigkeit (1111 ... 1111) ausgelegt sind.

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. Nachrichtenübertragungsanlage nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß ergänzende Erkennungskreise (72, 73, ί 74, 75, 79) für die Erkennung eines den Bits gleich- ! bleibender Binärwertigkeit unmittelbar nachfolgenden j Nachrichtenrahmen-Schlußkennzeichens (0111 1110) vorgesehen sind, wobei mit der Gesamterkennungsanordnung j (50, 55, 56, 57, 72, 73, 74, 75, 79) die geprüfte Erkennung einer ununterbrochenen Folge von Nachrichtenrahmen-Beginnkennzeichen, vorgegebener Zahl von Bits gleichbleibender Binärwertigkeit und Nachrichtenrahmen-Schlußkennzeichen als Befehl zur Schleifenumschaltung ("Sekundärschaltung") durchführbar ist.

. Nachrichtenübertragungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungskreise zur Erkennung einer vorgegebenen Folge von Nachrichtenrahmen-Beginnkennzeichen und vorgegebener Zahl von Bits gleichbleibender Binärwertigkeit einen Nachrichtenrahmen-Beginnkennzeichendetektor (50), einen Zähler (57) für die Abzählung der Bits gleichbleibender Binärwertigkeit und eine diesem Zähler nachgeschaltete Kippstufe (62) zur Schleifenumschaltungssteuerung aufweisen.

• Nachrichtenübertragungsanlage nach Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamterkennungsanordnung zur geprüften Erkennung des Befehls zur Schleifenumschaltung ("Sekundärschaltung") einen erweiterten Zähler (57) aufweist, mit dem nach Abzählung der vorgegebenen Zahl von Bits gleichbleibender Binärwertigkeit auch die Abzählung der Bits des unmittelbar nachfolgenden Nachrichtenrahmen-Schlußkennzeichens durchführbar ist.

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