DE2648027A1

DE2648027A1 - Verfahren zur datenuebertragung im start-stop-betrieb

Info

Publication number: DE2648027A1
Application number: DE19762648027
Authority: DE
Inventors: Walter Ing Grad Wolfgarten
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-10-23
Filing date: 1976-10-23
Publication date: 1978-04-27
Also published as: CH629923A5; SE7711841L; DE2648027C3; SE423956B; DE2648027B2

Description

"Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betri eb"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betrieb.
Das Verfahren findet Anwendung bei der Übertragung von Information von einem Sender zu einem Empfänger, wenn es dabei erforderlich ist, daß ein Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger gewährleistet wird. Bei der Übertragung von Daten im Start-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb) wird heute in der Regel über den gemeinsamen Datenblock ein einheitliches Codierungsschema zur Erfassung von Kanalstörungen verwendet.
Ein besonderes Problem bildet im Start-Stop-Betrieb immer noch der Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen dem Gleichlauf des Datenblocks (Blocksynchronisierung) und dem Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynchronisierung). Besonders einfache Synchronisierungen lassen sich mit pulslängenmodulierten Telegrammen erreichen. Da durch Variation der Zeichenlänge beliebig viele deutlich unterscheidbare Schrittelemente erzeugt werden können, kann so außer unterschiedlichen Schritten für die Binärzeichen 0 und 1 auch ein drittes Element zur Blocksynchronisierung verwendet werden.
Ein Beispiel sei hierfür gegeben: Dauer des O-Signales eine Zeiteinheit, Dauer des 1-Signales drei Zeiteinheiten, Dauer des Blocksynchronisierungssignales sechs Zeiteinheiten.
Die extrem häufigen Signalwechsel bei der Pulslängenmodulation erleichtern die Schrittsynchronisierung. Ein Nachteil dieser Modulationsart ist die hohe Telegrammlänge. Ein weiterer Nachteil ist die starke Schwankung der Telegrammlänge in Abhängigkeit vom Anteil der 1-Signale.
Etwa gleiche Stbrsicherheit bei wesentlich kürzeren Telegrammlängen gestatten systematische Codes, beispielsweise zyklische Codes (BCH-Codes). Einem beliebig langen codetransparenten Datenblock wird ein Korrekturzeichen bestimmter Länge angehängt. Die Länge des Korrekturzeichen gibt unmittelbar Auskunft Uber die Länge der erfaßbaren BUndelstrer und zusammen mit der Länge des Datenblocks Uber die erzielte Hamming-Distanz d. Eine Schwierigkeit bei dieser Codierung besteht Jedoch in der Erzeugung des Gleichlaufs. Wegen des großen Transparentbereiches im Datenblock ist eine Synchronisierung Uber belondere Synohronisletwörter im allgemeinen nicht torteLlha£t, wird Jedoch ein besonderes Zeichen zur Blocksynohronisierung verwendet, so kann sich dies wegen des im allgemeinen binären Charakters des Übertragungskanals nur durch eine unterschiedliche Dauer zu den 1- und Zeichen unterscheiden0 Durch diese Maßnahme sinkt im allgemeinen die zulässige Zeichenverserrung, so daß bei extrem hohen als zulässig geforderten Zeichenterzerrungen die Telegraphiergeschwindigkeit (Schrittdauer) reduziert werden muß. Dadurch sinkt die Effizienz dieses Codierschemas. Da nur verhältnismäßig wenige (im Grenzfall nur zwei) Zeichenwechsel zur Synchronisierung zur Verftigung stehen entstehen hier zusätzliche Probleme.
Durch Codespreizung, d.h. durch Verteilung der Redundanz über das Datenwort, kann die Anzahl der Signalwechsel innerhalb einer bestimmten Zeitdauer erhöht und der Transparentbereich reduziert werden. Hiermit erleichtern sich sowohl die Blocksynchronisierung als auch die Schrittsynchronisierung, beides jedoch auf Kosten der effektiven Übertragungsgeschwindigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung zu schaffen, das einen Gleichlauf des Datenblockes (Blocksynchronisierung) und einen Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynchronisierung) gewährleistet, die Sicherung eines beliebig langen Datenblockes ermöglicht und eine effektive Übertragungsgeschwindigkeit des Telegrammes erlaubt.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das zu übertragende Telegramm in mindestens zwei Teiltelegramme aufgespalten wird, daß das erste Teiltelegramm zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird, daß das sich daran anschließende zweite Telegramm in der Länge variabel ist, daß zur Sicherung des zweiten Teiltelegrammes ein zyklischer Code angehängt wird, daß der Gleichlauf des zweiten Teiltelegramms durch das erste Teiltelegramm gewährleistet wird, daß sowohl das erste als auch daß zweite Teiltelegramm durch ein Schlußzeichen abgeschlosser.
wird.
In vorteilhafter Weise ist das erste Teiltelegramm pulslängenmoduliert. PUr den Bereich der Pulslängenmodulation des zu Ubertragenden Telegrammes wurde eine Startzeichendauer von sechs Zeiteinheiten, eine Kurzzeichendauer (0-Schritt) von einer Zeiteinheit und eine Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gewählt. Das erste Teiltelegramm wird durch ein Schluß zeichen beendet an das sich nach einem Trennschritt das zweite Teiltelegramm anschließt. Das zweite Teiltelegramm ist von variabler Länge und wird durch einen sich da ran anschließenden Optimalcode vorzugsweise einen zyklischen Code gesichert. Der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes wird bereits durch das erste Teiltelegramm sichergestellt. Das zweite Teiltelegramm ird ebenfalls durch ein Schlußzeichen beendet.
Die Block- und Schrittsynchronisierung wird im ersten Teiltelegramm mit verhältnismäßig einfachen Mitteln sichergestellt Da die Nachteile einer Längenmodulation, nämlich die vom Inhalt des Telegramms abhängige Telegrammdauer und ein niedriger effektiver Datenfluß nur für den geringen 3ereich des ersten Teiltelegrammes gilt, fallen sie nicht ins Gewicht. Die Längen information des zweiten Telegrammteils ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in sich gesichert, es können auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung diser Sicherheit eingebaut werden. Diesem ersten Teil schließt sich der eigentliche Datenteil variabler Länge an, der mit Hilfe eines zyklischen Codes optimal gesichert werden kann.
Für das gesamte Telegramm sind isochrone Zeichenverzerrungen von bis zu 50 % zugelassen.
Figur 1 zeigt schematisch die Form des zu übertragenden Telegramms. Das zu übersendende Datentelegramm kann in einer etwas variierten Form der Sende-und Empfangseinrtchtung, die aus der Patentanmeldung P 24 57 794 bereits bekannt ist, erstellt, gesendet und empfangen werden. Das zu übertragende Datentelegramm ist in ein pulslängenmoduliertes Teiltelegramm 1 und in ein den Datenteil varibler Länge umfassendes Teiltelegramm 2 aufgespalten. Das erste Teiltelegramm 1 ist pulalängenmoduliert. Es beginnt mit einer Startzeichendauer 3 von sechs Zeiteinheiten. Daran schließt sich die Längeninformation 4 an.
Sie wird durch eine Xurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit und einer Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gebildet. Die Dauer To des kleinsten Schrittes ist in Fig. 1 eingezeichnet. To ist definiert als : 1/Schrittgeschwindigkeit. Bei einer Pulslängenmodulation besteht auch die Möglichkeit eines unganzzahligen Verhältnisses der einzelnen Schritte der Pulslängenmodulation untereinander. Die Längeninformation ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in sich gesichert, es können jedoch auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung dieser Sicherheit eingebaut werden. Diese Zeichen werden an die Längeninformation angehängt Das erste Teiltelegramm 1 wird durch ein Schluß zeichen 5 abgeschlossen. Zwischen dem ersten Teiltelegramm 1 und dem zweiten Teiltelegramm 2 liegt ein Trennschritt 6an den sich der Datenteil 7 des zweiten Teiltelegrammes anschließt. Der Datenteil 7 enthält entsprechend der im ersten Teiltelegramm eingegebenen Länge eine bestimmte Anzahl kleinster Datenenheiten zu beispielsweise Je 8 bit (8 bit = 1 byte). Im folgenden Fall soll beispielsweise der Datenteil 7 eine Information von 7 byte = 56 bit enthalten, d.h. einen 56 Zeiteinheiten dauernden Datenteil. Die zu übertragenden Daten werden durch nachzusendende Prüfzeichen 8 beispielsweise einen zyklischen Code gesichert.
Die Anzahl der nachzusendenden Prüfzeichen 8 richtet sich nach der Anzahl der zu übertragenden Informationsbits 7, sowie der gewtinsohten Übertragungssicherheit.
In gleicher Weise wie die Sicherung der Datenbits, läßt sich auch die tängeninformation 4 des Teilprogramnies 1 sichern. Das zweite Teiltelegramm 2 wird durch ein Schlußzeichen 9 beendet.
Die Länge des Datenteils 7 kann wie schon erwähnt variabel gehalten werden und ist nicht auf die hir im Beispiel benutzten 56 bit begrenzt.
Die hier gewählten Formen der Codesicherung wie Längenmodulation und BCH-Codierung sind nur als Beispiele zu verstehen.
Es kann statt der beschriebenen Längenmodulation mit unterschiedlicher Schrittdauer auch eine solche mit konstanter Schrittdauer oder der Bi-Phase-Code verwendet werden. Wesentlich int hier lediglich, daß der verwendete Code häufige Signalwechsel bietet und durch ein besonderes Zeichen die Blocksynchronisierung erleichtert.
L e e r s e i t e

Claims

PatentansprUche 1. Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb), dadurch gekennzeichnet, daß das zu Ubertragende Telegramm in mindestens zwei Teiltelegramme aufgespalten wird, daß das erste Teiltelegramm zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird, daß das sich daran anschließende zweite Telegramm in der Länge variabel ist, daß zur Sicherung des zweiten Teiltelegrammes ein zyklischer Code angehängt wird, daß der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes durch das erste Teiltelegramm gewährleistet wird, daß sowohl das erste als auch das zweite Teiltelegramm durch ein Schlußzeichen abgeschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teiltelegramm pulslängenmoduliert ist, daß das erste Teiltelegramm aus einer Startzeichendauer von sechs Zeiteinheiten, einer Kurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit und einer Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Telegrammteil entsprechend der im ersten Telegrammteil eingegebenen Länge mit einer bestimmten Anzahl kleinster Dateneinheiten zu je 8 bit (a byte) versehen wird, daß der zweite Telegrammteil nach einem Trennschritt an den ersten Telegrammteil angeschlossen wird.