DE2648027B2 - Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datenübertragung im Start-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb), wobei das zu Übertragende Telegramm mindestens zwei Teiltelegramme umfaßt.

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 Beispeil sei hierfür gegeben:
Dauer des O-Signals eine Zeiteinheit,
Dauer des 1-Signals drei Zeiteinheiten,
Dauer des Blocksynchronisierungssignals 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 Störsicherheit bei wesentlich kürzeren Telegrammlängen gestatten systematische Codes, beispielsweise zyklische Codes (BCH-Codes). Einem

ίο beliebig langen codetransparenten Datenblock wird ein Korrekturzeichen bestimmter Länge angehängt. Die Länge des Korrekturzeichens gibt unmittelbar Auskunft über die Länge der erfaßbaren Bündelstörer und zusammen mit der Länge des Datenblocks über 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 über besondere Synchronisierwörter im allgemeinen nicht vorteilhaft, wird jedoch ein besonderes Zeichen zur Blocksynchronisierung verwendet, so kann sich dies wegen des im allgemeinen binären Charakters des Übertragungskanals nur durch eine unterschiedliche Dauer zu den 1- und O-Zeichen unterscheiden. Durch diese Maßnahme sinkt im allgemeinen die zulässige Zeichenverzerrung, so daß bei extrem hohen als zulässig geforderten Zeichenverzerrungen die Telegraphiergeschwindigkeit (Schrittdauer) reduziert werden muß. Dadurch sinkt die Effizienz dieses Codiersche-

JO mas. Da nur verhältnismäßig wenige (im Grenzfall nur zwei) Zeichenwechsel zur Synchronisierung zur Verfügung 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.

Aus der DE-PS 1298 556 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Übertragung mehrschrittiger Eingabecodes mit Übertragungs- und Sicherheitsgeräten für Eingabecodes mit weniger Schritten be- kannt. Das Verfahren läuft derart ab, daß beispielsweise ein im Start-Stop-Betrieb zu übertragender 7er-Code einem Übertragungssystem angeboten wird, dessen Eingabecode an einen 5-Start-Stop-Code gebunden ist. Das zu übertragende 7er-Code-Zeichen besteht aus einem Anlaufzeichen A, dem Sperrzeichen S und den dazwischenliegenden 7 Informationsschritten 1 bis 7. Das aus dem siebenstelligen Code bestehende Zeichen Z wird durch das Verfahren so aufgespalten, daß die ersten 5 Informationsschritte als erstes 5er-Code-Zetchen zusammengefaßt werden. Daran schließt sich das zweite 5er-Code-Zeichen an, das nochmals die Informationsschritte 3,4 und 5, die bereits im ersten 5er-Code-Zeichen enthalten sind, nochmals umfaßt und zusätzlich die Informations-

bo schritte 6 und 7 beinhaltet. Den 5 Informationsschritten des 5er-Code-Zeichens wird jeweils noch ein Anlaufschritt A und ein Sperrschritt S beigefügt. Durch diesen Aufbau werden die Informationsschritte 3, 4 und 5 in beiden Ser-Code-Zeichen aufgenommen und somit doppelt übertragen.

Das zu übersendende Telegramm enthält keine Elemente, die den Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger gewährleisten. Insbesondere sichert das

Telegramm weder den Gleichlauf des Datenblocks (Blocksynchronisierung) noch den Gleichlauf der einzelnen Schritte (Schrittsynchronisierung).

Aus der Telegrafentechnik II, Digitale Übertragungstechnik 1968, R. v. Deckers Verlag, G. Sehe η k, Seite 47, ist das Schnellfernschreibsjjstem LO 2000 von SEL bekannt. Bei diesem System ist eine Datensicherung vorgesehen, der das Verfahren mit »zyklischem Code« zugrunde liegt. Jeder der übermittelten Datenblöcke umfaßt 68 Informationszeichen, 1 Zeile 3 Prüfzeichen (=15 bit), ferner ein Zeichen »Zeilenwechsel«, das den Block abschließt. Insgesamt umfaßt das übermittelte Telegramm 72 Zeichen.

Die hier mit Idem zyklischen Code durchgeführte Sicherung ist nur auf den Informationsteil des TeIegramms ausgerichtet. Eine Sicherung, die den Gleichlauf des Datenbiocks oder den Gleichlauf der einzelnen Schritte gewährleistet, ist hieraus nicht bekannt. Ferner ist festzustellen, daß bei diesem Verfahren außerdem die Anzahl der Informationszeichen immer konstant, d. h. auf 68 Zeichen beschränkt ist.

Der Erfindng liegt daher 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 Telegramms erlaubt.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das erste Teiltelegramm zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird, daß das sich daran anschließende zweite Teiltelegramm in der Länge variabel ist, daß zur Sicherung des zweiten Teiltelegramms ein zyklischer Code angehängt wird, daß der Gleichlauf des zweiten Teiltelegramms durch das erste Teiltelegramm gewährleistet wird und daß sowohl das erste als auch das zweite Teiltelegramm durch ein Schlußzeichen abgeschlossen wird.

In vorteilhafter Weise ist das erste Teiltelegramm pulslängenmoduliert. Für den Bereich der Pulslängenmodulation des zu übertragenden Telegramms wurde eine Startzeichendauer von sechs Zeiteinheiten, eine Kurzzeichendauer (Ü-Schritt) von einer Zeiteinheit und eine Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gewählt. Das erste Teiltelegramm wird durch ein Schlußzeichen beendet, an das sich nach einem Trennschritt das zweite Teiltelegramm anschließt. Das zweite Teiltelegramm ist von variabler Länge und wird durch einen sich daran anschließenden Optimalcode, vorzugsweise einen zyklischen Code, gesichert. Der Gleichlauf des zweiten Teiltelegrammes wird bereits durch das erste Teiltelegramm sichergestellt. Das zweite Teiltelegramm wird 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 Bereich des ersten Teiltelegramms gilt, fallen sie nicht ins Gewicht. Die Längeninformation des zweiten Telegrammteils ist durch das längenmodulierte erste Teiltelegramm in

ι ο

sich gesichert, es können auf einfache Art und Weise zusätzliche Zeichen zur Erhöhung dieser 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.

Fig. 1 zeigt schematisch die Form des zu übertragenden Telegramms. Das zu übersendende Datentelegramm kann in einer etwas variierten Form der Sende- und Empfangseinrichtung, die aus der DE-OS 2427794 bereits bekannt ist, erstellt, gesendet und empfangen werden. Das zu übertragende Datentelegramm ist in ein pulslängenmoduliertes Teiltelegramm 1 und in ein den Datenteil variabler Länge umfassendes Teiltelegramm 2 aufgespalten. Das erste Teiltelegramm 1 ist pulslängenmoduliert. Es beginnt mit einer Startzeichendauer 3 von sechs Zeiteinheiten. Daran schließt sich die Längeninformation 4 an. Sie wird durch eine Kurzzeichendauer (O-Schritt) von einer Zeiteinheit und einer Langzeichendauer (1-Schritt) von drei Zeiteinheiten gebildet. Die Dauer To des kleinsten Schrittes ist in der Figur eingezeichnet. To ist definiert als: 1/Schrittgeschwindigkeit. Bei einer Pulslängenmodulation besteht auch die Möglichkeit eines unganzzahligen Verhältnisses der einzelnen Schritte der Pulslängemodulation 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 ι ngehängt. Das erste Teiltelegramm 1 wird durch ein Schlußzeichen 5 abgeschlossen. Zwischen dem ersten Teiltelegramm 1 und dem zweiten Teiltelegramm 2 liegt ein Trennschritt 6, an den sich der Datenteil 7 des zweiten Teiltelegramms anschließt. Der Datenteil 7 enthält entsprechend der im ersten Teiltelegramm eingegebenen Länge eine bestimmte Anzahl kleinster Dateneinheiten 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 gewünschten Übertragungssicherheit.

In gleicher Weise wie die Sicherung der Datenbits läßt sich auch die Längeninformation 4 des Teiltelegramms 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 hier 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 ist hier lediglich, daß der verwendete Code häufige Signalwechsel bietet und durch ein besonderes Zeichen die Blocksynchronisierung erleichtert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Datenübertragung im Siart-Stop-Betrieb (Asynchronbetrieb), wobei das zu übertragende Telegramm mindestens zwei Teiltelegramme umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teiltelegramm zur Block- und Schrittsynchronisierung immer auf konstanter Länge gehalten wird, daß das sich daran anschließende zweite Teiltelegramm in der Länge variabel ist, daß zur Sicherung des zweiten Teilte'egrarnms ein zyklischer Code angehängt wird, daß der Gleichlauf des zweiten Teiltelegramms durch das erste Teiltelegramm gewährleistet wird und 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 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Telegrammteil entsprechend der im ersten Telegrammteil angegebenen Länge mit einer bestimmten Anzahl kleinster Dateneinheiten zu je 8 bit ( = 1 byte) versehen wird, daß der zweite Telegrammteil nach einem Trennschritt an den ersten Telegrammteil angeschlossen wird.