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Adressenfreie Fehlerortung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adressenfreien Fehlerortung
für digitale Übertragungsstrecken mit einer ortenden Endstelle und wenigstens einer
die Ubertragungssignale beider Ubertragungsrichtungen regenerierenden und/oder verstärkenden
Zwischenstation, die einen Schleifenschlußschalter zur Verbindung des Ausgangs für
die eine Ubertragungsrichtung mit deren Eingang für die andere Übertragungsrichtung
während des Schleifenschlusses und außerdem einen Trennschalter enthält, der während
des Schleifenschlusses in dieser Zwischenstation den Ausgang für die eine Ubertragungsrichtung
der Zwischenstation vom Eingang der folgenden Zwischenstation oder Endstelle abtrennt,
und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Übertragungsstrecken für digitale Signale mit Zwischenstationen, in
denen das Signal verstärkt und/oder regeneriert wird, erstrecken sich über größere
Entfernungen und enthalten deshalb Fehlerortungseinrichtungen, die
von
einer oder von beiden Endstellen aus betrieben werden. Mit Hilfe der Fehlerortungseinrichtungen
wird eine Aussage über die beiden Hauptgruppen der störungen erzielt, daß nämlich
die Übertragungsstrecke durch einen Kabeibruch unterbrochen ist oder daß eine Zwischenstation
defekt ist. Kabelunterbrechungen können im einfachsten Falle mit Hilfe der Fehlerortungsverfahren
für Fernspeiseunterbrechungen ermittelt werden. Für die Ermittlung defekter Zwischenstationen
hat sich bei der Übertragung digitaler Signale die Verwendung von Pulsortungsverfahren
als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Grundsätzlich können die Pulsortungsverfahren in zwei Arten unterteilt
werden, bei der einen Art wird zur Fehlerortung ein gesonderter Hilfskanal verwendet.
Dieser Hilfskanal kann zwar auch für mehrere Ubertragungssysteme gemeinsam verwendet
werden, es ergibt sich Jedoch immer ein erheblicher Aufwand, der diese Art der Pulsfehler
ortung auf Sonderfälle beschränkt.
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Bei der anderen Art von Pulsortungsverfahren wird auf einen Hilfskanal
verzichtet und statt dessen an die Übertragungsstrecke ein Signal mit Hilfsinformationen
abgegeben, wobei die Auswertung der Hilfsinformationen in den einzelnen Zwischenstellen
zu den gewünschten Steuerinformationen rührt. Die Steuerinformationen werden in
der Regel dazu verwendet, die Übertragungsstrecke hinter der georteten Zwischenstation
aufzutrennen und in dieser Zwischenstation einen Schleifenschluß, also eine Verbindung
zwischen dem ankommenden Signalweg für die eine Übertragungsrichtung und dem abgehenden
Signalweg für die Rückrichtung zu schalten. Das Ansprechen der einzelnen Zwischenstationen
kann dabei durch eine stationsindividuelle Adresse erreicht werden. Diese Adressenverfahren
haben allerdings den Nachteil, daß keine einheit-
lichen Zwischenstationen
verwendet werden können, sondern Jede Zwischenstation individuell eingestellt werden
muß.
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Es ist auch bereits bekannt, auf die Übertragung stationsindividueller
Adressen zu verzichten und statt dessen durch zusatzliche Ein- und Abschaltsignale
eine Weiterschaltung des Schleifenschlusses von der einen zur nächsten Zwischenstation
zu erreichen. Abgesehen von dem erhöhten Aufwand für die Erzeugung der Ein- und
Abschaltkommandos besteht bei diesen Verfahren die Möglichkeit, daß bei bestimmten
Fehlern die geschaltete RUckschleifung nicht mehr aufgehoben werden kann. Wegen
der schlechten Ortbarkeit derartig gestörter Zwischenstellen sind diese Fehler nur
mit erhöhtem Aufwand zu beheben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, das eingangs genannte
Verfahren zur adressenfreien Fehlerortung so weiter zu entwickeln, daß bei insgesamt
geringem Aufwand flir die Fehlerortung ein Hängenbleiben der geschalteten Rückschleifung
mit Sicherheit vermieden wird.
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Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein während des
gesamten Fehlerortungsvorganges andauerndes einziges digitales Ortungssignal ausgesendet
wird, daß das Ortungssignal periodisch abwechselnde Abschnitte mit erhöhter Anzahl
der Nullbits und solche mit erhöhter Anzahl der Einsbits enthält, daß daraus in
der Zwischenstation eine Schwingung mit einer Periode gleich der der abwechselnden
Abschnitte des Ortungssignals abgeleitet wird, daß aus dieser Schwingung ein Gleichspannungssignal
erzeugt wird, daß aus dem Jeweiligen Einschaltspannungssprung des Gleichspannungssignals
eine Steuerspannung erzeugt wird, die nach einer Entladekurve abklingt und die für
die Zeitdauer,
während der sie einen voreingestellten Schwellenwert
überschreitet, das Schließen des Schleifenschlußschalters und das Öffnen des Trennschalters
bewirkt. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es wegen seiner
weitgehenden Unabhängigkeit von dem verwendeten Ubertragungscode breit einsetzbar
ist und daß sowohl die benötigten Generatoren zur Erzeugung des Ortungssignals als
auch die Auswerteschaltungen nur geringen Aufwand erfordern.
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Eine zweckmäßige Variante des Verfahrens nach der Erfindung ergibt
sich dadurch, daß die Schließdauer des Schleifenschlußschalters kürzer als die Zeitdauer
ist, in der der Trennschalter geöffnet ist.
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Zur Einstellung der Zeit für den Schleifenschluß in der einzelnen
Zwischenstation ist eine Weiterbildung des genannten Verfahrens zweckmäßig, bei
der die Entladekurve der Steuerspannung veränderbar ist.
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Zweckmäßige Anordnungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren
sind den Patentansprüchen 4 und 5 entnehmbar.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert
werden.
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In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das Grundprinzip der Übertragungsstrecke
mit Fehlerortungseinrichtungen, Fig. 2 das verwendete Ortungssignal, Fig. 3 die
Schaltung der Ortungseinrichtung einer Zwischenstation und Fig. 4 ein Spannungsdiagramm
zur Einrichtung nach der Fig. 3.
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In der Fig. 1 ist mit EStA die ortende Endstelle A bezeichnet, während
mit St1, St2 und St3 einzelne Zwischenstationen bezeichnet sind, in denen ein Schleifenschluß
erzeugt werden soll. Die Endstelle A enthält einen an die abgehende Leitung angeschlossenen
Fehlerortungssender FS und einen an die ankommende Leitung angeschlossenen Fehlerortungsempfänger
FE. Die einzelnen Zwischenstationen enthalten verstärkende Regeneratoren VR11, VR12,
VR13 für die eine Übertragungsrichtung und gleichwirkende Anordnungen VR21, VR22,
VR23 für die andere Übertragungsrichtung. Mit dem Ausgang der verstärkenden Regeneratoren
für die eine Übertragungsrichtung ist Jeweils ein die Übertragungsstrecke auftrennender
gesteuerter Trennschalter S21, S22, S23 und außerdem Jeweils ein Schleifenschlußschalter
S11, S12, S15 verbunden. Der andere Anschluß dieses Schleifenschlußschalters ist
mit dem Eingang des Regenerators der gleichen Zwischenstelle für die andere Übertragungsrichtung
verbunden. Zur Anpassung des Ausgangspegels des einen Regenerators an den Eingangspegel
des anderen Regenerators kann dabei in Reihe zu dem Schleifenschlußschalter ein
Dämpfungsnetzwerk vorgesehen sein. Für eine Ortung von der anderen, hier nicht gezeigten
Endstelle aus müßten entsprechend die Schalter S21, S22, S23 in die obertragungsleitung
für die andere Übertragungsrichtung eingeschaltet werden, und zwar an die Ausgänge
der verstärkenden Regeneratoren VR21, VR22 und VR23. Außerdem sind die Schleifenschlußschalter
dann mit den Ausgängen dieser Regeneratoren und mit den Eingängen der Regeneratoren
VR11, VR12 und VR13 zu verbinden. Die Fehlerortungseinrichtungen können auch so
weiter entwickelt werden, daß eine Fehlerortung von beiden Endstellen aus möglich
ist, dies ist zwar mit erhöhtem Aufwand verbunden, erlaubt aber dafür auch genauere
Aussagen über die Fehlerstelle.
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Bei der Übertragung eines Fehlerortungssignals wird Jeweils wenigstens
einer der als Ruhekontakt ausgebildeten Trennschalter S21, S22 bzw. S23 geöffnet
und einer der als Arbeitskontakt ausgebildeten Schleifenschlußschalter S11, S12
oder 513 geschlossen.
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In der Fig. 2 ist das verwendete Ortungssignal dargestellt, das aus
einzelnen periodischen Abschnitten 5S1 mit erhöhter Anzahl der logischen Einsen
und Abschnitten SS2 mit erhöhter Anzahl der logischen Nullen besteht. Die Periodizität
dieser Abschnitte wurde im Hinblick auf die leichte Auswertbarkeit einerseits und
die übertragene Bitrate zu etwa 100 kHz gewählt. Das Ortungssignal wird im Fehlerortungssender
FS der Endstelle A als Pseudozufallsfolge mit Hilfe eines rückgekoppelten Schieberegisters
erzeugt.
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Die Schaltungsanordnung nach der Fig. 3 zeigt stellvertretend für
alle Zwischenstationen die n-te Zwischenstation mit dem Regenerator VR1n für die
eine Ubertragungsrichtung und dem Regenerator VR2n für die andere Übertragungsrichtung,
den n-ten Trennschalter S2n und den n-ten Schleifenschlußschalter S1n und außerdem
die in der n-ten Zwischenstation vorgesehene Einrichtung zur Auswertung des Ortungssignals.
Von dieser Einrichtung wird für die Steuerung der Schleifenschlußschalter und der
Trennschalter an den Anschlüssen a, b ein Spannungssprung erzeugt, der mit einer
Zeitkonstante abklingt, die im wesentlichen durch das RC-Glied aus dem ersten Widerstand
R1 und dem ersten Kondensator C1 bestimmt wird. Die Ortungseinrichtung besteht dazu
aus einem Resonanzverstärker, der einen aus der Spule L und dem Kondensator C3 gebildeten
Schwingkreis enthält, der in seiner Resonanzfrequenz auf die Periodizität der.
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Abschnitte SS1 bzw. SS2 des Ortungssignals abgestimmt
ist.
Diesem Schwingkreis wird über die Diode D2 das Ortungssignal zugeführt, das in der
Fig. 3 bei a dargestellt ist.
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Nach Verstärkung mittels des an den Schwingkreis angeschlossenen Trennverstärkers
V7, der über den Widerstand R3 mit Masse verbunden ist, und Gleichrichtung im ersten
Gleichrichter D7 entsteht beim Einschalten des Ortungssignals sprungartig eine Gleichspannung
am zweiten RC-Glied, das aus dem zweiten Kondensator C2 und dem zweiten Widerstand
R2 gebildet ist. Dieser Gleichspannungssprung ist in der Fig. 4,Zeile b dargestellt.
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Aufgrund dieses Spannungssprungs entsteht am ersten Widerstand R1
die in Fig. 4, Zeile c dargestellte Spannung. Während der Zeitdauer t1 überschreitet
diese Spannung einen ersten, oberen Schwellenwert. Für die Zeit t1, die im vorliegenden
Falle bei etwa 1 sec liegt, werden die Schalter so gesteuert, daß der Schleifenschlußschalter
Sln geschlossen und der Trennschalter S2n geöffnet ist. Damit wird während dieser
Zeit das Ortungssignal über die Schleife zur ortenden Endstelle zurückgeschleift
und die Weitersendung an die nächste Zwischenstation unterbunden. Nach Ablauf der
Zeit t1 wird der Schleifenschlußschalter S1n wieder geöffnet, während der Trennschalter
S2n bis zum Ablauf der Zeit t2 geöffnet bleibt. Die Zeitdifferenz zwischen dem Ablauf
der Zeit t1 und dem Ablauf der Zeit t2 wird in der ortenden Endstelle benötigt,
um eine sichere Zuordnung des erfolgten Schleifenschlusses zu der jeweiligen Zwischenstation
zu gewährleisten. Damit wird vermieden, daß die rückgeschleiften Ortungssignale
zu kurz aufeinanderfolgen und dadurch eine Auflösung nach einzelnen Zwischenstadawn
in der ortenden Endstelle erschwert wird.
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Eine Veränderung der Zeiten t1 und t2 ist zwar auch
durch
eine Veränderung des Jeweiligen Schwellenwertes möglich, eine sehr einfache Veränderung
ergibt sich durch Veränderung der Entladekurve mittels eines veränderlichen Widerstandes
R1.
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5 Patentansprüche 4 Figuren