DE29817002U1 - Coupling device for connecting at least two segments in a network - Google Patents

Coupling device for connecting at least two segments in a network

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Description

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BeschreibungDescription

Koppelgerät zur Verbindung zumindest zweier Segmente in einem Netzwerk
5
Coupling device for connecting at least two segments in a network
5

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koppelgerät zur Verbindung zumindest zweier Segmente in einem Netzwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a coupling device for connecting at least two segments in a network according to the preamble of claim 1.

Netzwerke, in denen mehrere Teilnehmer zur Datenübertragung miteinander verbunden sind, sind bereits allgemein bekannt. Da ein Netzwerk mit nur einem Bus bezüglich Teilnehmeranzahl und Buslänge durch physikalische Gegebenheiten und logische Festlegungen beschränkt ist, wird das Netzwerk in mehrere Segmente unterteilt, die über Koppelgeräte, sogenannte Repeater, miteinander verbunden sind. Ein Koppelgerät wird beidseitig mit jeweils einem Transceiver an die Bussegmente angeschlossen und dient im wesentlichen zur bidirektionalen Signalregenerierung zwischen den beiden Segmenten. Insbesondere Koppelgeräte, an welche mehr als zwei Segmente anschließbar sind und die mit hohen Übertragungsgeschwindigkeiten arbeiten, weisen eine hohe Leistungsaufnahme auf.Networks in which several participants are connected to one another for data transmission are already well known. As a network with only one bus is limited by physical conditions and logical specifications in terms of the number of participants and bus length, the network is divided into several segments that are connected to one another via coupling devices, so-called repeaters. A coupling device is connected to the bus segments on both sides with a transceiver each and is essentially used for bidirectional signal regeneration between the two segments. In particular, coupling devices to which more than two segments can be connected and which operate at high transmission speeds have a high power consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Koppelgerät zur 5 Verbindung zumindest zweier Segmente in einem Netzwerk zu schaffen, dessen Leistungsaufnahme an die Gegebenheiten des jeweiligen Einsatzfalls anpaßbar ist.The invention is based on the object of creating a coupling device for connecting at least two segments in a network, the power consumption of which can be adapted to the conditions of the respective application.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Koppelgerät der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.To solve this problem, the coupling device of the type mentioned at the outset has the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß entsprechend den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls nur die Menge an Betriebsenergie bereitgestellt werden muß, die tatsächlich benötigt wird. Bei modularem Aufbau des Koppelgeräts ist fürThe invention has the advantage that, depending on the requirements of the respective application, only the amount of operating energy that is actually needed needs to be provided. With a modular design of the coupling device,

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jedes an das Koppelgerät anschließbare Segment ein Kanal vorgesehen. Ein Koppelgerät, an welches mehr als zwei Segmente anschließbar sind, besitzt infolgedessen mehr als zwei Kanäle zum Anschluß jeweils eines Segments. Da nicht in jedem Anwendungsfall alle Kanäle eines Koppelgeräts benutzt werden, führt ein Koppelgerät, bei welchem unbenutzte Kanäle unabhängig von den übrigen Kanälen abschaltbar sind, zu einer Verringerung der im Mittel benötigten Leistungsaufnahme. Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall kann die Strom-Versorgung des Koppelgeräts schwächer ausgelegt werden und, da weniger Wärme abgeleitet werden muß, genügen einfachere Maßnahmen zur Wärmeableitung und das Gerät unterliegt geringeren Einschränkungen bezüglich seines Einsatzbereichs. Insgesamt wird somit der mit einem Koppelgerät verbundene Kostenaufwand reduziert.Each segment that can be connected to the coupling device has one channel. A coupling device to which more than two segments can be connected therefore has more than two channels for connecting one segment at a time. Since not all channels of a coupling device are used in every application, a coupling device in which unused channels can be switched off independently of the other channels leads to a reduction in the average power consumption required. Depending on the application, the power supply of the coupling device can be designed to be weaker and, since less heat has to be dissipated, simpler measures for heat dissipation are sufficient and the device is subject to fewer restrictions in terms of its area of application. Overall, the costs associated with a coupling device are therefore reduced.

In vorteilhafter Weise werden praktisch alle aktiven Teile eines Übertragungspfades ohne gegenseitige Beeinflussung der Kanäle abgeschaltet, wenn die Kanäle jeweils einen vollständigen Retimer enthalten, der erforderlich ist, um Verzerrungen eines empfangenen Telegramms auszugleichen.Advantageously, practically all active parts of a transmission path are switched off without mutual influence of the channels if the channels each contain a complete retimer, which is required to compensate for distortions of a received telegram.

Für die Anpassung der auf einem Segment übertragenen Signale an die Signalpegel der Logikschaltung ist eine vergleichsweise aufwendige Schaltung notwendig. Der Aufwand für Koppelgeräte kann daher reduziert werden, indem die Anpassungsschaltung im Koppelgerät nur bestückt wird oder bei einem Koppelgerät in Modulbauweise das entsprechende Anpaßmodul nur gesteckt wird, wenn an den Kanal im jeweiligen Anwendungsfall tatsächlich ein Segment angeschlossen werden soll. In besonders einfacher und zuverlässiger Weise kann daher eine automatische Abschaltung unbenutzter Kanäle erhalten werden, wenn Mittel vorhanden sind, um bei Fehlen einer Schaltung zur Anpassung auf einem Segment empfangener Signale an die Logikschaltung eines abschaltbaren Kanals ein Signal zu erzeugen, mit welchem der jeweilige Kanal abgeschaltet wird.A comparatively complex circuit is required to adapt the signals transmitted on a segment to the signal level of the logic circuit. The cost of coupling devices can therefore be reduced by only fitting the adaptation circuit in the coupling device or, in the case of a modular coupling device, only plugging in the corresponding adaptation module when a segment is actually to be connected to the channel in the respective application. Automatic switching off of unused channels can therefore be achieved in a particularly simple and reliable manner if means are available to generate a signal with which the respective channel is switched off in the absence of a circuit for adapting signals received on a segment to the logic circuit of a switchable channel.

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Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.The invention, its embodiments and advantages are explained in more detail below with reference to the drawings in which embodiments of the invention are shown.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 ein Netzwerk mit elektrischer Signalübertragung auf drei Segmenten,Figure 1 a network with electrical signal transmission on three segments,

Figur 2 einen Ausschnitt eines Netzwerks mit teilweise elektrischer und optischer Signalübertragung, Figur 3 einen Telegrammaufbau mit angehängtem CRC-Prüfzeichen, Figure 2 shows a section of a network with partial electrical and optical signal transmission, Figure 3 shows a telegram structure with an attached CRC check mark,

Figur 4 ein Blockschaltbild eines Koppelgeräts, Figur 5 ein Blockschaltbild eines Kanals eines Koppelgeräts, Figur 6 ein Ablaufdiagramm einer Segmentabkopplung, Figur 7 ein Ablaufdiagramm einer Segmentankopplung mit Übertragung von Sondertelegrammen undFigure 4 is a block diagram of a coupling device, Figure 5 is a block diagram of a channel of a coupling device, Figure 6 is a flow chart of a segment decoupling, Figure 7 is a flow chart of a segment coupling with transmission of special telegrams and

Figur 8 ein Netzwerk mit der Struktur eines optischen Doppelrings .Figure 8 shows a network with the structure of an optical double ring.

Das Netzwerk nach Figur 1 ist in drei Segmente 1, 2 und 3 unterteilt. An das Segment 1 sind Teilnehmer 4 und 5, an das Segment 3 sind Teilnehmer 7 und 8 angeschlossen. Die Segmente 1 und 2 sind durch einen Repeater 9 als ein erstes Koppelgerät, die Segmente 2 und 3 durch einen Repeater 10 als ein zweites Koppelgerät miteinander verbunden. Auf den Segmenten 1 und 3 wird eine Datenübertragung nach dem Protokoll des PROFIBUS DP abgewickelt. Telegramme, die von Segment 1 auf Segment 3 zu übertragen sind, werden in dem ersten Koppelgerät 9 mit einem CRC-Prüfzeichen versehen, das zur Überprüfung einer korrekten Übertragung des Telegramms über das Segment 2 im zweiten Koppelgerät 10 als Kontrollinformation gelesen und mit einem anhand des empfangenen Telegramms erzeugten CRC-Prüfzeichen verglichen wird. Die Weiterleitung des Telegramms auf das Segment 3, das nach dem Protokoll des PROFIBUS DP arbeitet, erfolgt durch das zweite Koppelgerät ohne die in Segment 2 verwendete Kontrollinformation. Der Übersichtlichkeit wegen ist in Figur 1 ein Netzwerk mitThe network according to Figure 1 is divided into three segments 1, 2 and 3. Participants 4 and 5 are connected to segment 1, and participants 7 and 8 are connected to segment 3. Segments 1 and 2 are connected to one another by a repeater 9 as a first coupling device, and segments 2 and 3 are connected to one another by a repeater 10 as a second coupling device. Data transmission is carried out on segments 1 and 3 according to the PROFIBUS DP protocol. Telegrams that are to be transmitted from segment 1 to segment 3 are provided with a CRC check character in the first coupling device 9, which is read as control information in the second coupling device 10 to check that the telegram has been transmitted correctly via segment 2 and is compared with a CRC check character generated from the received telegram. The forwarding of the telegram to segment 3, which operates according to the PROFIBUS DP protocol, is carried out by the second coupling device without the control information used in segment 2. For the sake of clarity, Figure 1 shows a network with

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lediglich drei Segmenten dargestellt. In der Praxis treten jedoch häufig Netzwerke mit einer erheblich größeren Anzahl Segmenten auf, so daß die Möglichkeit der Fehlerlokalisierung bis auf das gestörte Segment einen erheblichen Vorteil darstellt. In den Koppelgeräten 9 und 10 werden lediglich zwei Kanäle für Segmente mit elektrischer Signalübertragung benötigt, so daß weitere Kanäle der Koppelgeräte abgeschaltet werden können.only three segments. In practice, however, networks with a considerably larger number of segments often occur, so that the possibility of localizing the fault down to the faulty segment represents a considerable advantage. In coupling devices 9 and 10, only two channels are required for segments with electrical signal transmission, so that further channels of the coupling devices can be switched off.

Das Netzwerk in Figur 2 enthält Segmente 11, 12 und 13, auf denen Daten mit elektrischen Signalen übertragen werden, sowie Segmente 14, 15, 16 und 17 mit optischer Übertragung. Es ist lediglich ein Ausschnitt des Netzwerks dargestellt. An den Segmenten 14 und 17 können sich weitere, der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Koppelgeräte oder Teilnehmer befinden. Teilnehmer 18, 19 und 20 sind durch die Segmente 11, 12 bzw. 13 mit Koppelgeräten 21, 22 bzw. 23 verbunden. Die Segmente 14, 15, 16 und 17 mit optischer Signalübertragung besitzen für jede Übertragungsrichtung einen Lichtwellenleiter. Für Segment 14 sind dies die Lichtwellenleiter 141 und 142, für Segment 15 die Lichtwellenleiter 151 und 152, für Segment 16 die Lichtwellenleiter 161 und 162 sowie für Segment 17 die Lichtwellenleiter 171 und 172. Die Segmente 11, 12 und 13 sind in diesem Ausführungsbeispiel nach der Spezifikation RS485 aufgebaut, und die Datenübertragung erfolgt gemäß dem Protokoll des PROFIBUS DP. Zur Sicherung der Datenübertragung wird demgemäß auf den Segmenten 11, 12 und 13 lediglich ein Parity-Bit verwendet. Auf den Segmenten 14, 15, 16 und 17 werden Telegramme übertragen, die jeweils um eine Kontrollinformation ergänzt sind, die aus einem CRC-Prüfzeichen mit 5 Bit Länge besteht.The network in Figure 2 contains segments 11, 12 and 13, on which data is transmitted using electrical signals, as well as segments 14, 15, 16 and 17 with optical transmission. Only a section of the network is shown. Segments 14 and 17 can contain additional coupling devices or participants, which are not shown for the sake of clarity. Participants 18, 19 and 20 are connected to coupling devices 21, 22 and 23 via segments 11, 12 and 13 respectively. Segments 14, 15, 16 and 17 with optical signal transmission have an optical fiber for each transmission direction. For segment 14, these are the optical fibers 141 and 142, for segment 15, the optical fibers 151 and 152, for segment 16, the optical fibers 161 and 162, and for segment 17, the optical fibers 171 and 172. In this embodiment, segments 11, 12, and 13 are constructed according to the RS485 specification, and data is transmitted according to the PROFIBUS DP protocol. To ensure data transmission, only one parity bit is used on segments 11, 12, and 13. Telegrams are transmitted on segments 14, 15, 16, and 17, each of which is supplemented by control information consisting of a 5-bit CRC check character.

Figur 3 zeigt den Aufbau eines Telegramms mit angehängtem CRC-Prüfzeichen, wie es in den Netzwerken nach den Figuren 2 und 3 verwendet werden kann. Das Prüfzeichen wird dem Telegramm hinzugefügt, um dynamische Fehler, z. B. einen Wackelkontakt an einem optischen Stecker, eine kalte Lötstelle oderFigure 3 shows the structure of a telegram with an attached CRC check character, as can be used in the networks according to Figures 2 and 3. The check character is added to the telegram to detect dynamic errors, e.g. a loose connection on an optical connector, a cold solder joint or

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eine zu hohe Dämpfung eines Lichtwellenleiters, feststellen zu können und eine eindeutige Lokalisierung der Fehlerstelle zu erhalten. Durch diese Maßnahme wird die Übertragung eines Telegramms von einem Koppelgerät zu einem anderen, das den nächsten Empfänger des Telegramms darstellt, geprüft. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird ein CRC-Prüfzeichen nur für die Segmente 14, 15, 16 und 17 mit optischer Signalübertragung generiert und im jeweils nächsten Empfänger überprüft. Bei Nichtübereinstimmung eines empfangenen CRC-Prüfzeichens mit einem in einem Koppelgerät generierten CRC-Prüfzeichen wird ein Fehlerzähler um Eins erhöht und bei Übereinstimmung um Eins erniedrigt. Wenn der Fehlerzähler einen vorgebbaren Grenzwert, vorzugsweise den Grenzwert 4, erreicht hat, wird eine Weiterleitung von Telegrammen aus dem gestörten Segment in benachbarte Segmente gesperrt. An den Segmenten 11, 12 und 13 mit elektrischer Signalübertragung nach der RS485-Spezifikation wird dagegen kein CRC-Prüfzeichen an die Telegramme angehängt. Damit ist auf diesen Segmenten keine Abweichung vom Protokoll gemäß PROFIBUS DP erforderlich. .excessive attenuation of an optical fiber and to obtain a clear localization of the fault location. This measure checks the transmission of a telegram from one coupling device to another, which represents the next receiver of the telegram. In the embodiment shown in Figure 2, a CRC check character is only generated for segments 14, 15, 16 and 17 with optical signal transmission and checked in the next receiver. If a received CRC check character does not match a CRC check character generated in a coupling device, an error counter is increased by one and if they match, it is decreased by one. If the error counter has reached a predeterminable limit, preferably limit 4, the forwarding of telegrams from the faulty segment to neighboring segments is blocked. On segments 11, 12 and 13 with electrical signal transmission according to the RS485 specification, however, no CRC check character is appended to the telegrams. This means that no deviation from the PROFIBUS DP protocol is required on these segments.

In Figur 3 sind lediglich die letzten drei Bits, zwei Daten-Bits 31 und 32 sowie ein Stop-Bit 33, eines Telegramms dargestellt, das dem Protokoll gemäß PROFIBUS DP entspricht. Dem Stop-Bit 33 wird ein weiteres Stop-Bit 34 angehängt, dem fünf Bits 35 ... 39 eines CRC-Prüfzeichens folgen. Über den einzelnen Bits sind jeweils durch nach unten weisende Pfeile die AbtastZeitpunkte, zu denen im Empfänger der Signalwert abgetastet wird, angedeutet. Nach dem letzten Bit 39 herrscht für die Dauer der folgenden Sendepause Idle-Zustand entsprechend dem dargestellten Pegel 40.Figure 3 shows only the last three bits, two data bits 31 and 32 and a stop bit 33, of a telegram that corresponds to the PROFIBUS DP protocol. Another stop bit 34 is appended to the stop bit 33, followed by five bits 35 ... 39 of a CRC check character. Above the individual bits, arrows pointing downwards indicate the sampling times at which the signal value is sampled in the receiver. After the last bit 39, an idle state prevails for the duration of the following transmission pause, corresponding to the level 40 shown.

Bei ungestörten Telegrammen kann das Telegrammende durch eine TLU (Telegrammlängen-Unit) ermittelt werden. Bei gestörten Telegrammen kann dies bei einem Telegramm nach dem PROFIBUS DP-Protokoll evtl. durch die Störung ausgeschlossen werden. Damit das angehängte CRC-Prüfzeichen in jedem Fall aus-In the case of undisturbed telegrams, the end of the telegram can be determined by a TLU (telegram length unit). In the case of disturbed telegrams, this can possibly be ruled out by the disturbance in the case of a telegram according to the PROFIBUS DP protocol. So that the attached CRC check character is always

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gewertet werden kann und nicht als Teil des gestörten Telegramms fehlinterpretiert wird, muß jedoch das Ende des Telegramms auch bei Störungen sicher erkannt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird dazu zwischen dem Ende des Telegramms nach dem PROFIBUS DP-Protokoll und dem Beginn des CRC-Prüfzeichens ein zusätzliches Stop-Bit eingefügt. Anhand der somit vorhandenen zwei Stop-Bits 33 und 34 kann im Empfänger das Telegrammende eines beliebigen Telegramms, also auch eines gestörten, erkannt werden. Das Telegrammende wird daran erkannt, daß nach dem letzten Zeichen kein neues Start-Bit detektiert wird, sondern ein weiteres Stop-Bit folgt.can be evaluated and not misinterpreted as part of the faulty telegram, the end of the telegram must be reliably recognized even in the event of faults. In the example shown, an additional stop bit is inserted between the end of the telegram according to the PROFIBUS DP protocol and the start of the CRC check character. Using the two stop bits 33 and 34 that are thus present, the end of any telegram, including a faulty one, can be recognized in the receiver. The end of the telegram is recognized by the fact that no new start bit is detected after the last character, but rather another stop bit follows.

Das CRC-Prüfzeichen wird immer synchron zu den Telegraitimzeichen angehängt. Deshalb wird ein begonnenes Zeichen auch bei Störungen auf elf Bitzeiten ergänzt und somit das Elf-Bit-Zeichenraster eines Telegramms nachgebildet.The CRC check character is always appended synchronously to the Telegram characters. Therefore, a character that has been started is extended to eleven bit times even in the event of interference, thus replicating the eleven-bit character grid of a telegram.

Bereits elf Bitzeiten nach dem Ende eines ungestörten Telegramms kann auf demselben Segment bereits ein Antworttelegramm erscheinen. Damit der Empfänger eines Koppelgeräts nicht durch das CRC-Prüfzeichen zum Empfang eines Elf-Bit-Zeichens getriggert wird, ist eine Empfangssperre implementiert, die nach jedem Telegrammende einen Neustart einer RXD-Machine für die Dauer des CRC-Prüfzeichens verhindert.A response telegram can appear on the same segment just eleven bit times after the end of an undisturbed telegram. To ensure that the receiver of a coupling device is not triggered by the CRC check character to receive an eleven-bit character, a reception lock is implemented that prevents a restart of an RXD machine after each telegram end for the duration of the CRC check character.

In Figur 4 ist die grobe Struktur der Koppelgeräte 21, 22 und 23 in Figur 2 dargestellt. Für jedes an das Koppelgerät anschließbare Segment ist ein Kanal vorgesehen. Die beiden Kanäle 41 und 42 sind für eine optische Signalübertragung, die Kanäle 43 und 44 für eine elektrische Signalübertragung auf dem jeweiligen Segment ausgelegt. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist beispielsweise das Koppelgerät 22 derart verschaltet, daß die Signale des Lichtwellenleiters 152 des Segments 15 über nicht dargestellte Transceiver mit Leitungen 45 auf den Kanal 41, die Signale des Lichtwellenleiters 161 des Segments 16 über nicht dargestellte Transceiver mit Leitungen 4 6 auf den Kanal 42 und die elektrischenFigure 4 shows the rough structure of the coupling devices 21, 22 and 23 in Figure 2. A channel is provided for each segment that can be connected to the coupling device. The two channels 41 and 42 are designed for optical signal transmission, the channels 43 and 44 for electrical signal transmission on the respective segment. In the embodiment according to Figure 2, for example, the coupling device 22 is connected in such a way that the signals of the optical waveguide 152 of the segment 15 are transmitted via transceivers (not shown) with lines 45 to channel 41, the signals of the optical waveguide 161 of the segment 16 are transmitted via transceivers (not shown) with lines 46 to channel 42 and the electrical

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Leitungen des Segments 12 über nicht dargestellte Transceiver mit Leitungen 47 auf den Kanal 43 geführt sind. Der Kanal wird nicht verwendet und kann zur Verminderung des Energieverbrauchs getrennt von den übrigen Kanälen 41, 42 und 43 abgeschaltet werden. An Leitungen 48 des Kanals 44 ist in diesem Beispiel kein Segment angeschlossen. Eine Pfadsteuerung 49 und eine Schaltmatrix 50 sorgen für die Verteilung eines empfangenen Telegramms auf die angeschlossenen Segmente. Sie aktivieren zu jedem Zeitpunkt nur einen der Kanäle 41 ... 44, der bis zum Ende des Telegramms ausgewählt bleibt. Das ist auch dann der Fall, wenn auf mehreren Kanälen gleichzeitig Signale eintreffen. Bei den Kanälen 43 und 44, die für eine elektrische Signalübertragung ausgelegt sind, wird ein empfangenes Signal auf allen Segmenten außer dem Segment, das mit dem gerade aktiven Empfangskanal verbunden ist, weitergesendet. Bei den Kanälen 41 und 42 für eine optische Signalübertragung kann durch eine Parametrierung festgelegt werden, ob ein empfangenes Signal zusätzlich auch auf dem Segment des gerade aktiven Empfangskanals zurückgesendet werden soll oder nicht. Ein Zurücksenden des empfangenen Telegramms auf dem Segment des gerade aktiven Empfangskanals entspricht der Bildung eines Echos. Solange die Datenrate des Telegramms noch nicht erkannt ist, unterbindet die Pfadsteuerung 49 die Weiterleitung empfangener Signale auf die angeschlossenen Segmente. Über in der Figur 4 nicht dargestellte Transceiver sind beispielsweise bei dem Koppelgerät 22 in Figur 2 an Leitungen 52, 53 und 54 der Lichtwellenleiter 151 des Segments 15, der Lichtwellenleiter 162 des Segments 16 bzw. die elektrischen Leitungen des Segments 12 (siehe dazu Figur 2) angeschlossen. An den Leitungen 55 befindet sich kein Segment. Die Signale, die auf den Leitungen 45 ... 48 geführt werden, werden üblicherweise mit RXD bezeichnet. Die Leitungen 52 ... 55 bestehen jeweils physikalisch aus zumindest zwei elektrischen Leitungen, welche für ein TXD- bzw. RTS-Signal vorgesehen sind. Zur Echoüberwachung in den Kanälen 41 und 42 sind die Leitungen 58 bzw. 59 vom Ausgang der Schaltmatrix 50 auf die Kanäle 41 bzw. 42 zurück-Lines of segment 12 are routed to channel 43 via transceivers (not shown) with lines 47. The channel is not used and can be switched off separately from the other channels 41, 42 and 43 to reduce energy consumption. In this example, no segment is connected to lines 48 of channel 44. A path control 49 and a switching matrix 50 ensure that a received telegram is distributed to the connected segments. They activate only one of the channels 41 ... 44 at any one time, which remains selected until the end of the telegram. This is also the case if signals arrive on several channels at the same time. For channels 43 and 44, which are designed for electrical signal transmission, a received signal is forwarded on all segments except the segment that is connected to the currently active receiving channel. For channels 41 and 42 for optical signal transmission, a parameter setting can be used to determine whether a received signal should also be sent back on the segment of the currently active receiving channel or not. Sending the received telegram back on the segment of the currently active receiving channel corresponds to the formation of an echo. As long as the data rate of the telegram has not yet been recognized, the path control 49 prevents the forwarding of received signals to the connected segments. For example, in the coupling device 22 in Figure 2, the optical fiber 151 of segment 15, the optical fiber 162 of segment 16 and the electrical lines of segment 12 (see Figure 2) are connected to lines 52, 53 and 54 via transceivers not shown in Figure 4. The signals that are carried on lines 45 ... 48 are usually designated RXD. Lines 52 ... 55 each physically consist of at least two electrical lines, which are intended for a TXD or RTS signal. For echo monitoring in channels 41 and 42, lines 58 and 59 are routed back from the output of the switching matrix 50 to channels 41 and 42.

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geführt. Die Signale auf den Leitungen 58 und 59 werden in den Kanälen 41 bzw. 42 ausgewertet und dann gegebenenfalls auf Leitungen 52 bzw. 53 gegeben.The signals on lines 58 and 59 are evaluated in channels 41 and 42 respectively and then, if necessary, passed on to lines 52 and 53 respectively.

Am Beispiel eines auf dem Segment 12 mit elektrischer Signalübertragung empfangenen Telegramms soll im folgenden die Funktionsweise der Pfadsteuerung 49 sowie der Schaltmatrix erläutert werden. Die Pfadsteuerung 49 erkennt an einem von Kanal 43 gelieferten RTS-Signal auf einer Leitung 60, das aufgrund des Empfangssignals auf der Leitung 47 von Kanal 43 erzeugt wird, daß ein Telegramm von Segment 12 empfangen wird. Daraufhin wird die Schaltmatrix 50 durch die Pfadsteuerung 49 derart eingestellt, daß das empfangene Telegramm auf die Leitungen 58 und 59 geleitet wird. Da für das Segment 12 mit elektrischer Signalübertragung keine Echobildung eingestellt ist, erfolgt keine Weiterleitung des Telegramms auf die Leitungen 54. In den Kanälen 41 und 42 wird ein Zeichen zur Identifikation des Telegramms abgespeichert und das Telegramm auf Leitungen 52 bzw. 53 in die daran angeschlossenen Segmente 15 bzw. 16 ausgegeben. Wenn das vom benachbarten Koppelgerät 21 erzeugte Echo des auf die Leitungen 52 ausgegebenen Telegramms über Leitungen 45 von Kanal 41 empfangen wird, kann es anhand des abgespeicherten Zeichens zur Identifikation des Telegramms als Echo dieses Telegramms identifiziert werden und wird durch den Kanal 41 nicht mehr auf Leitungen 56 und 57 ausgegeben. In analoger Weise wird auch das vom benachbarten Koppelgerät 23 erzeugte Echo vom Netzwerk genommen.The following will explain the functioning of the path control 49 and the switching matrix using the example of a telegram received on segment 12 with electrical signal transmission. The path control 49 recognizes that a telegram is being received from segment 12 by an RTS signal on a line 60 supplied by channel 43, which is generated on the basis of the received signal on line 47 of channel 43. The switching matrix 50 is then set by the path control 49 in such a way that the received telegram is routed to lines 58 and 59. Since no echo formation is set for segment 12 with electrical signal transmission, the telegram is not forwarded to lines 54. A character for identifying the telegram is stored in channels 41 and 42 and the telegram is output on lines 52 and 53 to the segments 15 and 16 connected to it. If the echo of the telegram output on lines 52 generated by the neighboring coupling device 21 is received by channel 41 via lines 45, it can be identified as an echo of this telegram using the stored character for identifying the telegram and is no longer output on lines 56 and 57 by channel 41. In an analogous manner, the echo generated by the neighboring coupling device 23 is also removed from the network.

Durch eine Slot-Zeit-Ermittlung 51 kann die Pause zwischen einem gesendeten Telegramm und dem Eintreffen eines Antworttelegramms ermittelt werden.The pause between a sent telegram and the arrival of a response telegram can be determined by means of a slot time determination 51.

Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild der Kanäle 41 und 42 aus Figur 4. Eine Leitung 61 führt ein Empfangssignal eines angeschlossenen Segments einer sogenannten RXD-Machine 62 und einem CRC-Check 63 zu. Am Beispiel des Kanals 41 in Figur 4Figure 5 shows a block diagram of channels 41 and 42 from Figure 4. A line 61 feeds a received signal from a connected segment to a so-called RXD machine 62 and a CRC check 63. Using the example of channel 41 in Figure 4

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entspricht die Leitung 61 einer der Leitungen 45 in Figur Über einen Schalter 64 und einen First-in/First-out(FIFO)-Speicher 65 wird das mit der RXD-Machine 62 regenerierte Signal einer sogenannten TXD-Machine 66 zugeführt, die zum einen ein RTS- und ein TXD-Signal auf Leitungen 67 und zum anderen ein RTS- und TXD-Signal auf Leitungen 68 erzeugt. Die Leitungen 67 und 68 sind in dem Blockschaltbild gemäß Figur am Beispiel des Kanals 41 als Leitungen 56 bzw. 57 an die Schaltmatrix 50 angeschlossen. Auf den Leitungen 67 wird ein Telegramm ausgegeben, das durch einen CRC-Generator 69 um ein CRC-Prüfzeichen ergänzt wurde. Auf den Leitungen 68 wird das Telegramm ohne CRC-Prüfzeichen weitergeleitet, so daß das empfangene Telegramm unverändert ausgegeben wird und kompatibel zu einem Übertragungsprotokoll der an das jeweilige Segment angeschlossenen Teilnehmer ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Leitungen 68 für die Weiterleitung des empfangenen Telegramms auf Segmente mit elektrischer Signalübertragung verwendet. Zur Echoüberwachung, d. h. zur Überwachung der Weiterleitung eines empfangenen Telegramms auf das Segment des gerade aktiven Empfangskanals, sind Leitungen 70 vorgesehen, die beispielsweise bei dem Kanal in Figur 4 mit Leitungen 58 verbunden sind, auf welche die Schaltmatrix 50 das empfangene Telegramm weiterleitet. Der Ausgang eines UND-Gatters 7 6 ist am Beispiel des Kanals 41 in Figur 4 mit Leitungen 52 zur Übertragung des TXD-Signals verbunden. Ein RTS-Signal wird durch eine Leitung 83 unmittelbar von einem Schalter 73 auf die Leitungen 52 weitergegeben. Eine Segmentierlogik 71 steuert ein Sperren der Weiterleitung von gestörten Telegrammen auf die angeschlossenen Segmente und liefert dazu ein Sperrsignal auf einer Leitung 72 an den Schalter 73 und den Schalter 64.the line 61 corresponds to one of the lines 45 in Figure 1. The signal regenerated with the RXD machine 62 is fed via a switch 64 and a first-in/first-out (FIFO) memory 65 to a so-called TXD machine 66, which generates an RTS and a TXD signal on lines 67 and an RTS and TXD signal on lines 68. The lines 67 and 68 are connected to the switching matrix 50 as lines 56 and 57 respectively in the block diagram according to Figure 1, using channel 41 as an example. A telegram is output on the lines 67, which has been supplemented by a CRC check character by a CRC generator 69. The telegram is forwarded on lines 68 without a CRC check character, so that the received telegram is output unchanged and is compatible with a transmission protocol of the participants connected to the respective segment. In this exemplary embodiment, lines 68 are used to forward the received telegram to segments with electrical signal transmission. For echo monitoring, i.e. for monitoring the forwarding of a received telegram to the segment of the currently active receiving channel, lines 70 are provided, which, for example, in the channel in Figure 4 are connected to lines 58 to which the switching matrix 50 forwards the received telegram. The output of an AND gate 76 is connected to lines 52 for transmitting the TXD signal using the example of channel 41 in Figure 4. An RTS signal is forwarded directly from a switch 73 to lines 52 via a line 83. A segmentation logic 71 controls the blocking of the forwarding of faulty telegrams to the connected segments and supplies a blocking signal on a line 72 to the switch 73 and the switch 64.

Weitere Funktionsblöcke in Figur 5 sind eine Einrichtung zum Telegrammanfangstest, ein Verzögerungsglied 75, eine Einrichtung 77 zur Telegrammlängenermittlung (TLU), eine Einrichtung 8 6 zum Activity-Check und eine Einrichtung 78 zurFurther functional blocks in Figure 5 are a device for the telegram start test, a delay element 75, a device 77 for determining the telegram length (TLU), a device 8 6 for the activity check and a device 78 for

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&Ggr;: CΓ: C

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Ringüberwachung, deren Funktionen später näher erläutert werden.Ring monitoring, the functions of which will be explained in more detail later.

Die Kanäle 43 und 44 sind prinzipiell ähnlich wie die Kanäle 41 und 42 aufgebaut. Es entfallen jedoch der CRC-Check 63, der Schalter 73 und Teile der Segmentierlogik 71, da ein CRC-Prüfzeichen und ein Austausch von Sondertelegrammen auf den Segmenten mit elektrischer Signalübertragung nach dem PROFIBUS DP-Protokoll nicht vorkommen.Channels 43 and 44 are basically constructed in a similar way to channels 41 and 42. However, the CRC check 63, the switch 73 and parts of the segmentation logic 71 are omitted, since a CRC check character and an exchange of special telegrams on the segments with electrical signal transmission according to the PROFIBUS DP protocol do not occur.

Im folgenden wird zunächst die prinzipielle Funktionsweise eines Koppelgeräts am Beispiel des Koppelgeräts 22 in Figur beschrieben. Ein beispielsweise auf dem Segment 15 mit optischer Signalübertragung empfangenes Telegramm wird zunächst auf die RXD-Machine 62 geleitet. RXD-Machine 62, FIFO-Speicher 65 und TXD-Machine 66 haben zusammen die Funktion eines Retimers, damit Verzerrungen des Empfangstelegramms sich nicht im Netzwerk fortpflanzen. Im Empfangszweig eines Kanals, in welchem ein CRC-Prüfzeichen als Kontrollinformation erwartet wird, wird das empfangene Telegramm zusätzlich auf den CRC-Check 63 (Figur 5) geführt, in welchem für das empfangene Telegramm ein CRC-Prüfzeichen gebildet und mit dem empfangenen CRC-Prüfzeichen verglichen wird. Durch die Einrichtung 77 zur Telegrammlängenermittlung wird der Start-Delimiter des empfangenen Telegramms ausgewertet und die Telegrammlänge ermittelt. Sie liefert an den CRC-Check 63 und die RXD-Machine 62 jeweils ein Signal auf Leitungen 84 bzw. 85, welches das Telegrammende anzeigt. Damit erkennt der CRC-Check 63, daß lediglich noch ein Stop-Bit 34 (Figur 3) sowie das CRC-Prüfzeichen folgen, und liest das dem empfangenen Telegramm beigefügte CRC-Prüfzeichen, das er zum Vergleich mit dem selbstgenerierten CRC-Prüfzeichen benötigt. Nach der Ausführung des Vergleichs wird das empfangene CRC-Prüfzeichen verworfen. Je nach Ergebnis des Vergleichs wird ein Fehlersignal auf einer Leitung 79 oder eine Gutmeldung auf einer Leitung 80 vom CRC-Check 63 an die Segmentierlogik 71 ausgegeben. Wenn die Schalter 64 und 73 ge-In the following, the basic functionality of a coupling device is first described using the example of the coupling device 22 in Figure. A telegram received, for example, on segment 15 with optical signal transmission is first directed to the RXD machine 62. RXD machine 62, FIFO memory 65 and TXD machine 66 together have the function of a retimer so that distortions of the received telegram do not propagate in the network. In the receive branch of a channel in which a CRC check character is expected as control information, the received telegram is also directed to the CRC check 63 (Figure 5), in which a CRC check character is formed for the received telegram and compared with the received CRC check character. The device 77 for determining the telegram length evaluates the start delimiter of the received telegram and determines the telegram length. It supplies the CRC check 63 and the RXD machine 62 with a signal on lines 84 and 85, respectively, which indicates the end of the telegram. The CRC check 63 thus recognizes that only a stop bit 34 (Figure 3) and the CRC check character follow, and reads the CRC check character attached to the received telegram, which it needs to compare with the self-generated CRC check character. After the comparison has been carried out, the received CRC check character is discarded. Depending on the result of the comparison, an error signal on a line 79 or a good message on a line 80 is output from the CRC check 63 to the segmentation logic 71. If the switches 64 and 73 are closed, the CRC check 63 sends the CRC check character to the segmentation logic 71.

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schlossen sind und wenn das empfangene Telegramm über die Schaltmatrix 50 (Figur 4) mit Leitungen 58 auf die Leitungen 70 (Figur 5) durchgeschleift wird, sendet Kanal 41 über Leitungen 52 auf dem Lichtwellenleiter 151 des Segments 15, der für eine Datenübertragung in der entgegengesetzten Richtung vorgesehen ist, das empfangene Telegramm mit einem im CRC-Generator 69 neu gebildeten CRC-Prüfzeichen als Kontrollinformation zurück. Auch in dem aktivierten Empfangskanal des Koppelgeräts 21, der das Echo-Telegramm empfängt, wird das CRC-Prüfzeichen überprüft, um Störungen auf dem Lichtwellenleiter 151 der entgegengesetzten Übertragungsrichtung zu erkennen. Im Empfangskanal des Koppelgeräts 21 ist der Schalter 64 geöffnet, damit das empfangene Echo-Telegramm den gleichzeitig ablaufenden Sendevorgang nicht stört. Wenn die Ubertragung auf dem Segment 15 ungestört war, stimmt das neue CRC-Prüfzeichen mit dem verworfenen überein, andernfalls nicht. Auf die übrigen Ausgänge des Koppelgeräts wird je nach Einstellung der Schaltmatrix 50 durch die Pfadsteuerung 49, in welcher Übertragungsrichtungen voreinstellbar sind, ebenfalls das Telegramm gesendet, und zwar entsprechend dem jeweiligen Protokoll des angeschlossenen Segmentes, mit oder ohne ergänztem CRC-Prüfzeichen. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf das Segment 16 ein um das CRC-Prüfzeichen ergänztes Telegramm und auf das Segment 12 ein Telegramm ohne zusätzliches CRC-Prüfzeichen gesendet.are closed and when the received telegram is looped through the switching matrix 50 (Figure 4) with lines 58 to the lines 70 (Figure 5), channel 41 sends the received telegram back with a newly generated CRC check character in the CRC generator 69 as control information via lines 52 on the optical fiber 151 of segment 15, which is intended for data transmission in the opposite direction. The CRC check character is also checked in the activated receive channel of the coupling device 21, which receives the echo telegram, in order to detect interference on the optical fiber 151 in the opposite transmission direction. In the receive channel of the coupling device 21, the switch 64 is open so that the received echo telegram does not interfere with the transmitting process taking place at the same time. If the transmission on segment 15 was undisturbed, the new CRC check character matches the one that was discarded, otherwise it does not. Depending on the setting of the switching matrix 50 by the path control 49, in which transmission directions can be preset, the telegram is also sent to the other outputs of the coupling device, in accordance with the respective protocol of the connected segment, with or without an additional CRC check character. In the embodiment shown in Figure 2, a telegram supplemented with the CRC check character is sent to segment 16 and a telegram without an additional CRC check character is sent to segment 12.

Durch die Schalter 64 und 73 in den Kanälen eines Koppelgeräts ist es weiterhin möglich, als Maßnahme einer Fehlerbehandlung ein gestörtes Segment aus dem Netzwerk abzukoppeln, damit Störungen nicht das gesamte Netzwerk belasten können. Die Störung kann somit vorteilhaft auf das gestörte Segment des Netzwerks eingegrenzt werden.Using switches 64 and 73 in the channels of a coupling device, it is also possible to decouple a faulty segment from the network as an error handling measure so that faults cannot affect the entire network. The fault can thus be advantageously limited to the faulty segment of the network.

Auf den in Figur 2 dargestellten Segmenten 14 ... 17 mit optischer Signalübertragung sind Sende- und Empfangswege jeweils getrennt ausgeführt. Bei einer Abkopplung eines Segments, d. h. bei einer Unterbrechung der Weiterleitung vonOn the segments 14 ... 17 with optical signal transmission shown in Figure 2, the transmission and reception paths are each separate. If a segment is disconnected, i.e. if the transmission of

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Telegrammen aus einem gestörten Segment über ein Koppelgerät in weitere an das Koppelgerät angeschlossene Segmente, werden in vorteilhafter Weise beide Übertragungsrichtungen gesperrt. Es werden somit beispielsweise bei einer Störung des Segments 15 nach der Abkopplung des Segments weder Telegramme vom Segment 15 in die Segmente 12 oder 16, noch Telegramme von den Segmenten 12 oder 16 in das Segment 15 übertragen. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in einer Reihe hintereinandergeschalteter Segmente, einer sogenannten optischen Linie, das letzte der Segmente mit optischer Signalübertragung gestört ist. Zur Erläuterung dieses Vorteils soll das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gedanklich dahingehend abgewandelt werden, daß das Segment 17 fehlt und somit Segment 16 das letzte Segment der optischen Linie ist. Tritt bei dem so erhaltenen Netzwerkaufbau auf dem Lichtwellenleiter 162 des Segments 16 eine Störung auf, so wird die Weiterleitung auf dem Segment 16 empfangener Telegramme auf das Segment 13 gesperrt. Ein aktiver Teilnehmer 20 empfängt daher am Segment 13, auf welchem eine Datenübertragung nach dem PROFIBUS DP-Protokoll abgewickelt wird, keine Telegramme mehr. Im Multimaster-Betrieb nach dem PROFIBUS DP-Protokoll beginnt ein Master, der keine Aktivitäten auf dem Netzwerk mehr feststellt, einen Token an sich selbst zu schicken und Abfragen nach weiteren Teilnehmern am Netzwerk durchzuführen. Das wird als Dauer-Token-Senden bezeichnet. Wenn nun trotz Sperren der Übertragungsrichtung von dem Segment 16 zum Segment 13 die Weiterleitung von Telegrammen in entgegengesetzter Richtung, also vom Segment 13 zum Segment 16, freigeschaltet bleiben würde, so würden die Token- und Abfragetelegramme des Teilnehmers 20 als Master in das gesamte Netzwerk eingespeist werden. Zudem wären diese Telegramme asynchron zu den Telegrammen des restlichen Netzwerks und würden diese zerstören, so daß im Extremfall auch eine Datenübertragung auf dem ungestörten Teil des Netzwerks unmöglich wäre. Um dies zu vermeiden, werden vorteilhaft bei einer Abkopplung eines Segments mit optischer Signalübertragung beide Übertragungsrichtungen gleichzeitig gesperrt. Beide Übertragungsrichtun-Telegrams from a faulty segment are transmitted via a coupling device to other segments connected to the coupling device, both transmission directions are advantageously blocked. Thus, for example, in the event of a fault in segment 15, after the segment has been disconnected, neither telegrams from segment 15 are transmitted to segments 12 or 16, nor telegrams from segments 12 or 16 to segment 15. This is particularly advantageous if, in a series of segments connected in series, a so-called optical line, the last of the segments with optical signal transmission is faulty. To explain this advantage, the embodiment according to Figure 2 should be modified in such a way that segment 17 is missing and thus segment 16 is the last segment of the optical line. If a fault occurs in the network structure thus obtained on the optical fiber 162 of segment 16, the forwarding of telegrams received on segment 16 to segment 13 is blocked. An active participant 20 therefore no longer receives telegrams on segment 13, on which data transmission is carried out according to the PROFIBUS DP protocol. In multi-master operation according to the PROFIBUS DP protocol, a master that no longer detects any activity on the network begins to send a token to itself and to query for other participants on the network. This is referred to as continuous token sending. If, despite blocking the transmission direction from segment 16 to segment 13, the forwarding of telegrams in the opposite direction, i.e. from segment 13 to segment 16, were to remain enabled, the token and query telegrams of participant 20 as master would be fed into the entire network. In addition, these telegrams would be asynchronous to the telegrams of the rest of the network and would destroy them, so that in extreme cases data transmission on the undisturbed part of the network would be impossible. To avoid this, it is best to block both transmission directions simultaneously when a segment with optical signal transmission is disconnected. Both transmission directions

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gen werden erst wieder freigeschaltet, wenn durch den Austausch von Sondertelegrammen über das abgekoppelte Segment die bidirektionale Funktionsfähigkeit des Segments festgestellt wurde.
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are only enabled again when the bidirectional functionality of the segment has been established through the exchange of special telegrams via the disconnected segment.
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Auf den Segmenten 11, 12 und 13 mit elektrischer Signalübertragung sind die beiden Übertragungsrichtungen nicht unabhängig voneinander betreibbar, da nur ein einziges Übertragungsmedium mit einer Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung verwendet wird. Der Fall, daß in der einen Richtung die Übertragung gestört wird und in der anderen Richtung nicht, ist in der Praxis daher äußerst selten. Ein gleichzeitiges Sperren beider Übertragungsrichtungen wird auf den Segmenten 11, 12 und 13 daher nicht durchgeführt. Beispielsweise können trotz einer Sperre der Weiterleitung auf dem Segment 12 mit elektrischer Signalübertragung empfangener Telegramme weiterhin durch das Koppelgerät 22 Telegramme in das gestörte Segment 12 gesendet werden, ohne eine Blockierung des Netzwerks befürchten zu müssen. Das hat den Vorteil, daß z. B. ein passiver Teilnehmer 19, der über ein gestörtes Segment 12 mit elektrischer Signalübertragung an das Netzwerk angeschlossen ist und seine Telegramme nur als Antworttelegramme auf vorhergehende Aufruftelegramme sendet, weiterhin Aufruftelegramme mithören kann. Bei einer gleichzeitigen Sperre beider Übertragungsrichtungen des Segments 12 durch das Koppelgerät 22 würde der passive Teilnehmer 19 keine Aufruftelegramme mehr empfangen und folglich auch keine Antworttelegramme mehr senden. Er wäre am Netzwerk nicht mehr erreichbar. Aufgrund der Abkopplung des Segments 12 ist die Weiterleitung auf dem Segment 12 empfangener Telegramme auf das Netzwerk zwar gesperrt. Die Aufruftelegramme auf dem Netzwerk erreichen jedoch den passiven Teilnehmer 19 und dessen Antworttelegramme können vorteilhaft zur Beurteilung der Übertragungsqualität auf dem Segment 12 durch das Koppelgerät 22 ausgewertet werden. Auf den Austausch von Sondertelegrammen zur Feststellung des Wegfalls einer Störung kann daher verzichtet werden, und das Segment 12 wird bereitsOn segments 11, 12 and 13 with electrical signal transmission, the two transmission directions cannot be operated independently of one another, as only a single transmission medium with the ability to transmit bidirectionally is used. In practice, it is therefore extremely rare for transmission to be disrupted in one direction and not in the other. Both transmission directions are therefore not blocked simultaneously on segments 11, 12 and 13. For example, despite the forwarding of telegrams received on segment 12 with electrical signal transmission being blocked, telegrams can still be sent to the disrupted segment 12 by the coupling device 22 without having to worry about the network being blocked. This has the advantage that, for example, For example, a passive participant 19 that is connected to the network via a faulty segment 12 with electrical signal transmission and only sends its telegrams as response telegrams to previous call telegrams can still listen to call telegrams. If both transmission directions of segment 12 are blocked simultaneously by coupling device 22, passive participant 19 would no longer receive call telegrams and consequently would no longer send response telegrams. It would no longer be accessible on the network. Due to the disconnection of segment 12, the forwarding of telegrams received on segment 12 to the network is blocked. However, call telegrams on the network reach passive participant 19 and its response telegrams can be advantageously evaluated by coupling device 22 to assess the transmission quality on segment 12. The exchange of special telegrams to determine the elimination of a fault can therefore be dispensed with, and segment 12 is already

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wieder angekoppelt, wenn ungestörte Telegramme auf dem Segment 12 mit elektrischer Signalübertragung empfangen werden. Diese Vorgehensweise wird mit Vorteil auch bei den weiteren Segmenten 11 und 13 mit elektrischer Signalübertragung angewendet. reconnected when undisturbed telegrams are received on segment 12 with electrical signal transmission. This procedure is also advantageously used for the other segments 11 and 13 with electrical signal transmission.

Eine sporadische Störung, beispielsweise auf dem Segment 12, führt daher zu einer Abkopplung des Segments für lediglich wenige Telegramme und trennt einen passiven Teilnehmer nicht über eine längere Zeit vom Netzwerk. Dadurch wird eine bessere Anpassung der Segmentierdauer an die Art der Störung erreicht: Bei einer sporadischen Störung wird das Segment bereits nach kurzer Zeit wieder angekoppelt, bei einer massiven Störung, beispielsweise einem Kabelbruch, bleibt die Abkopplung des Segments dauerhaft bestehen.A sporadic fault, for example on segment 12, therefore leads to a disconnection of the segment for only a few telegrams and does not separate a passive participant from the network for a longer period of time. This allows a better adaptation of the segmentation time to the type of fault: In the case of a sporadic fault, the segment is reconnected after a short time, while in the case of a massive fault, for example a cable break, the disconnection of the segment remains permanent.

Der FIFO-Speicher 65 in Figur 5 dient zum Ausgleich von Bitzeitschwankungen, die beispielsweise infolge von Quarzungenauigkeiten bei der Datenübertragung entstehen können. Wenn vier Bits in den FIFO-Speicher 65 eingeschrieben sind, beginnt dieser mit der Ausgabe der ersten Bits. Die Speichertiefe des FIFO-Speichers 65 beträgt neun Bit.The FIFO memory 65 in Figure 5 is used to compensate for bit time fluctuations, which can arise, for example, as a result of quartz inaccuracies during data transmission. If four bits are written into the FIFO memory 65, it begins to output the first bits. The memory depth of the FIFO memory 65 is nine bits.

Die TXD-Machine 66 liest die im FIFO-Speicher 65 abgelegten Bits starr im Abstand einer Bitzeit aus. Das RTS-Signal (request to send) steuert die Datenflußrichtung des Transceivers des jeweiligen Kanals und wird vier Bitzeiten vor dem ersten Startbit des Telegramms aktiv. Das RTS-Signal wird von der TXD-Machine 66 mit dem Ende des letzten Stop-Bits wieder inaktiv geschaltet.The TXD machine 66 reads the bits stored in the FIFO memory 65 at a fixed interval of one bit time. The RTS signal (request to send) controls the data flow direction of the transceiver of the respective channel and becomes active four bit times before the first start bit of the telegram. The RTS signal is switched inactive again by the TXD machine 66 at the end of the last stop bit.

Die Ringüberwachung 7 8 besteht aus einer Anzahl von Überwachungsmechanismen, die kreisende Telegramme, Telegrammfragmente oder Störeinkopplungen in einer Verschaltung von Koppelgeräten zu einem optischen Einfaserring oder zu einem optischen Doppelring erkennen und durch Unterbrechen des Ringes beseitigen können. Als optischer Einfaserring wirdThe ring monitoring 7 8 consists of a number of monitoring mechanisms that can detect circulating telegrams, telegram fragments or interference in a connection of coupling devices to an optical single-fiber ring or to an optical double ring and can eliminate them by interrupting the ring. An optical single-fiber ring is

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beispielsweise die Netzwerkstruktur in Figur 2 bezeichnet, die aufgrund der Echobildung &zgr;. B. auf dem Segment 16 mit den angeschlossenen Koppelgeräten 22 und 23 besteht. Ein optischer Doppelring wird durch Verbinden der Lichtwellenleiter 141 und 142 von Segment 14 mit den Lichtwellenleitern 171 bzw. 172 von Segment 17 erhalten.For example, the network structure in Figure 2 is referred to, which exists due to the echo formation ζ. B. on the segment 16 with the connected coupling devices 22 and 23. An optical double ring is obtained by connecting the optical fibers 141 and 142 of segment 14 with the optical fibers 171 and 172 of segment 17, respectively.

Ein in der Ringüberwachung 78 realisierter Überwachungsmechanismus ist eine Low-Bit-Überwachung, die ein Fehlersignal ausgibt, wenn für 13 Bitzeiten in Folge das Datensignal auf aktivem Pegel, hier der Low-Pegel, steht. Bei gültigen Telegrammzeichen kann ein derartiges Zeichen wegen des Stop-Bits mit High-Pegel im ungestörten Fall nie vorkommen. Ursachen für eine derartige Störung können beispielsweise Fremdlichteinkopplung oder ein defektes Koppelgerät sein.A monitoring mechanism implemented in the ring monitoring 78 is a low-bit monitoring that outputs an error signal if the data signal is at the active level, here the low level, for 13 bit times in a row. With valid telegram characters, such a character can never occur in the undisturbed case because of the stop bit with a high level. Causes of such a disturbance can be, for example, external light coupling or a defective coupling device.

Ein weiterer Überwachungsmechanismus ist eine Sendezeitüberwachung, die ein Fehlersignal ausgibt, wenn in einem Telegramm mehr als 262 Zeichen gezählt werden. Das PROFIBUS DP-Protokoll begrenzt ein Telegramm auf maximal 255 Zeichen, so daß ein Telegramm mit mehr als 262 Zeichen nur bei einer Störung auftreten kann. Ursachen können hier ein defekter aktiver Teilnehmer an dem jeweiligen Segment oder eine dynamische Störeinkopplung auf das Segment sein.Another monitoring mechanism is a transmission time monitor, which outputs an error signal if a telegram contains more than 262 characters. The PROFIBUS DP protocol limits a telegram to a maximum of 255 characters, so that a telegram with more than 262 characters can only occur if there is a fault. The causes here can be a defective active participant on the respective segment or dynamic interference on the segment.

Zudem wird als Überwachungsmechanismus eine Startbit- und Telegrainmlängenüberprüfung durchgeführt. Ein Zähler wird um Zwei erhöht, wenn ein ungültiger Startdelimiter oder ein gültiger Startdelimiter mit dazu nicht passender Telegrammlänge erkannt wird. Der Zähler wird bei jedem fehlerfrei empfangenen Telegramm um Eins erniedrigt, bis er wieder den Zählerstand Null erreicht hat. Die Startbit- und Telegrainmlängenüberprüfung gibt ein Fehlersignal aus, wenn der Zählerstand eine vorgebbare Zahl überschreitet. Damit werden Fehler erkannt, bei welchen das Telegramm durch einen defekten Teilnehmer oder eine Störeinkopplung verfälscht wurde.In addition, a start bit and telegram length check is carried out as a monitoring mechanism. A counter is increased by two if an invalid start delimiter or a valid start delimiter with an inappropriate telegram length is detected. The counter is decreased by one for each error-free telegram received until it reaches the counter reading of zero again. The start bit and telegram length check outputs an error signal if the counter reading exceeds a predefined number. This detects errors in which the telegram has been corrupted by a defective participant or interference.

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Ein Wiederholfehlertest als ein weiterer Überwachungsmechanismus soll verhindern, daß ein formal gültiges Telegramm ewig in einem optischen Einfaserring kreist, wenn die Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest nicht mehr in der Lage ist, das Telegramm vom optischen Einfaserring zu entnehmen. Der Wiederholfehlertest enthält einen Zähler, der um Eins erhöht wird, wenn das zweite Zeichen eines gerade empfangenen Telegramms mit dem des vorhergehenden Telegramms übereinstimmt oder wenn ein Einzeichentelegramm empfangen wird. Bei Ungleichheit wird der Zähler auf Null gesetzt, ebenso, wenn ein Telegramm neu in den überwachten Einfaserring eingespeist wird. Im letzteren Fall ist auch die Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest wieder aktiv. Auch der Wiederholfehlertest gibt ein Fehlersignal aus, wenn der Zählerstand eine vorgebbare Zahl überschreitet. Durch den Wiederholfehlertest werden beispielsweise Störeinkopplungen in einen offenen Lichtwellenleiter oder in den Transceiver erkannt.A repeat error test as a further monitoring mechanism is intended to prevent a formally valid telegram from circulating forever in an optical single-fiber ring if the device 74 for the telegram start test is no longer able to take the telegram from the optical single-fiber ring. The repeat error test contains a counter that is increased by one if the second character of a telegram just received matches that of the previous telegram or if a single-character telegram is received. If there is a discrepancy, the counter is set to zero, as is the case if a new telegram is fed into the monitored single-fiber ring. In the latter case, the device 74 for the telegram start test is also active again. The repeat error test also outputs an error signal if the counter reading exceeds a predefined number. The repeat error test detects, for example, interference coupling into an open optical fiber or into the transceiver.

Der Schalter 64 unterbricht zur Echofilterung die Weiterleitung empfangener Telegramme und wird durch die Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest mit einem Signal auf einer Leitung 81 getriggert. In einem Fehlerfall, der durch die Ringüberwachung 78 erkannt wurde, kann der Schalter 64 auch durch die Ringüberwachung 78 geöffnet werden. Nur während auf dem Segment in Sende- und Empfangsrichtung Ruhezustand herrscht, wird der Schalter 64 wieder geschlossen.The switch 64 interrupts the forwarding of received telegrams for echo filtering and is triggered by the device 74 for the telegram start test with a signal on a line 81. In the event of an error that was detected by the ring monitoring 78, the switch 64 can also be opened by the ring monitoring 78. The switch 64 is only closed again when the segment is idle in the send and receive directions.

Alle Überwachungsmechanismen können durch eine Parametrierung einzeln oder in Kombination miteinander aktiviert werden.All monitoring mechanisms can be activated individually or in combination with each other through parameterization.

In einer Verschaltung von Koppelgeräten zu einem optischen Ring muß jeder optische Kanal die von ihm in den Ring eingespeisten Telegramme wieder vom Ring nehmen, damit keine ewig kreisenden Telegramme entstehen. Die Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest merkt sich daher von bis zu 32 gesendeten Telegrammen ein Zeichen, das dem optischen Kanal ermög-When coupling devices are connected to an optical ring, each optical channel must remove the telegrams it has fed into the ring from the ring again so that no endlessly circulating telegrams are created. The device 74 for the telegram start test therefore remembers one character from up to 32 telegrams sent, which enables the optical channel to

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licht, die von ihm in den optischen Ring eingespeisten Telegramme wieder zu erkennen und durch Öffnen des Schalters 64, wie bereits oben beschrieben, vom Ring zu nehmen. Die empfangenen Telegramme werden ständig mit den gesendeten, bereits in der Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest gespeicherten Telegrammanfängen verglichen. Stimmt der empfangene Telegrammanfang mit dem ältesten Eintrag überein, so wird dieser gelöscht. Stimmt der Telegrammanfang nicht mit dem ältesten, sondern mit einem der jüngeren Einträge überein, so wird davon ausgegangen, daß die älteren Telegramme gestört wurden. In diesem Fall werden der übereinstimmende und alle älteren Einträge gelöscht. Die Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest sperrt durch Öffnen des Schalters 64 so lange das Weiterleiten von empfangenen Telegrammen, bis alle Einträge gelöscht sind und das Ende des Telegramms, dessen Anfang mit dem letzten Eintrag übereinstimmt, erreicht ist. Sollen mehr als 32 Einträge in der Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest gespeichert werden, wird von der Einrichtung 74 an die Ringüberwachung 78 ein Überlauf gemeldet. Die Ringüberwachung 0 78 unterbricht daraufhin das Senden und Empfangen von Telegrammen auf dem optischen Kanal für eine Ringumlaufzeit.light, to recognize the telegrams it has fed into the optical ring and to remove them from the ring by opening switch 64, as already described above. The received telegrams are constantly compared with the sent telegram beginnings already stored in the device 74 for the telegram beginning test. If the received telegram beginning matches the oldest entry, it is deleted. If the telegram beginning does not match the oldest but one of the younger entries, it is assumed that the older telegrams have been disrupted. In this case, the matching and all older entries are deleted. The device 74 for the telegram beginning test blocks the forwarding of received telegrams by opening switch 64 until all entries have been deleted and the end of the telegram whose beginning matches the last entry has been reached. If more than 32 entries are to be stored in the device 74 for the telegram start test, the device 74 reports an overflow to the ring monitor 78. The ring monitor 0 78 then interrupts the sending and receiving of telegrams on the optical channel for one ring cycle time.

Durch das Verzögerungsglied 75, in welchem sich ein Schieberegister befindet, werden die empfangenen Telegramme nach der RXD-Machine 62 so verzögert, daß sie erst dann an der Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest eintreffen, wenn über die Leitung 70 eine Kennung des ursprünglichen Telegramms, zu welchem das empfangene Telegramm das Echo darstellt, in der Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest registriert wurde. In der Einrichtung 74 kann somit in jedem Fall die Reihenfolge eingehalten werden: erst ein Telegramm senden und die Kennung des Telegramms abspeichern, dann auf das Echo warten und anhand der Kennung als Echo erkennen.The delay element 75, which contains a shift register, delays the received telegrams after the RXD machine 62 so that they only arrive at the device 74 for the telegram start test when an identifier of the original telegram, of which the received telegram represents the echo, has been registered in the device 74 for the telegram start test via line 70. In the device 74, the sequence can therefore always be followed: first send a telegram and store the identifier of the telegram, then wait for the echo and recognize it as an echo based on the identifier.

Die Einrichtung 86 für einen Activity-Check überwacht Aktivitäten auf dem angeschlossenen Segment. Wenn für eine vorgebbare Zeitdauer keine Busaktivität festgestellt werdenThe device 86 for an activity check monitors activities on the connected segment. If no bus activity is detected for a predefined period of time

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kann, wird dies durch ein Signal auf einer Leitung 82 der Segmentierlogik 71 gemeldet, die daraufhin eine Abkopplung des betreffenden Segments auslöst. Die Überwachung erfolgt mit einem Zähler, der bei jedem Signalwechsel auf der Leitung 61 zurückgesetzt wird und ansonsten kontinuierlich zählt. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Zählerstandes wird das Meldesignal an die Segmentierlogik 71 ausgegeben und der Zählerstand zurückgesetzt. Bei der Festlegung der vorgebbaren Zeitdauer muß die maximal mögliche Signallaufzeit im Netzwerk zwischen den am weitesten entfernten Busteilnehmern beachtet werden, um die Netzwerkausdehnung durch eine zu kleine Zeitschwelle nicht zu begrenzen.can, this is reported by a signal on a line 82 to the segmentation logic 71, which then triggers a decoupling of the relevant segment. Monitoring is carried out using a counter that is reset with each signal change on line 61 and otherwise counts continuously. If a specified counter reading is exceeded, the report signal is sent to the segmentation logic 71 and the counter reading is reset. When determining the specified time period, the maximum possible signal runtime in the network between the most distant bus participants must be taken into account in order not to limit the network expansion by a time threshold that is too small.

Jedes der folgenden Ereignisse kann also eine Abkopplung eines Segments auslösen:Any of the following events can trigger a segment disconnection:

1. Ein empfangenes CRC-Prüfzeichen ist nicht an das empfangene Telegramm angepaßt oder es tritt ein Stop-Bit-Fehler in einem empfangenen Telegrammzeichen auf,1. A received CRC check character is not adapted to the received telegram or a stop bit error occurs in a received telegram character,

2. der optische Signalpegel auf dem Lichtwellenleiter hat einen Mindestwert unterschritten; dies wird der Segmentierlogik 71 von einer Pegelmeßeinrichtung durch ein Signal 120 angezeigt,2. the optical signal level on the optical fiber has fallen below a minimum value; this is indicated to the segmentation logic 71 by a level measuring device through a signal 120,

3. der Speicher, der in der Einrichtung 74 zum Telegrammanfangstest vorgesehen ist, läuft bei mehr als 32 gesendeten Telegrammen, ohne ein gültiges Echo zu empfangen, über,3. the memory provided in the device 74 for the telegram start test overflows if more than 32 telegrams are sent without receiving a valid echo,

4. auf der Empfangsleitung 61 wird für eine vorgebbare Überwachungszeit keine Aktivität festgestellt oder4. no activity is detected on the receiving line 61 for a predefined monitoring time or

5. ein Uberwachungsmechanismus der Ringüberwachung 78 erkennt Fehler in einem empfangenen Telegramm.5. a monitoring mechanism of the ring monitoring 78 detects errors in a received telegram.

Der prinzipielle Ablauf einer Segmentabkopplung wird anhand des Ablaufdiagramms in Figur 6 am Beispiel einer Störung auf Segment 15 in Figur 2 erläutert. Nach einem Reset befindet sich die Ablaufsteuerung in einem Grundzustand 90, in welchem der Schalter 64 geschlossen ist. Wird durch ein Ereignis eineThe basic process of segment decoupling is explained using the flow chart in Figure 6, using the example of a fault on segment 15 in Figure 2. After a reset, the sequence control is in a basic state 90 in which the switch 64 is closed. If an event causes a

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Segmentabkopplung veranlaßt, so wird zunächst der Grundzustand 90 verlassen und in einen Wait-Zustand 91 übergegangen, in welchem der Schalter 64 geöffnet und eine Weiterleitung von empfangenen Telegrammen auf angeschlossene Segmente 12 und 16 gesperrt wird. Es erfolgt eine Fehleranzeige, eine Fehlermeldung über den Meldekontakt erfolgt noch nicht. In dem Wait-Zustand 91 wird eine vorgebbare Mindestsegmentierdauer abgewartet, die vorzugsweise größer ist als die Zeitschwelle eines Timers in der Einrichtung für Activity-Check, der Sendepausen auf dem angeschlossenen Segment überwacht und bei Überschreiten eine Segmentabkopplung auslöst. Damit ist sichergestellt, daß das benachbarte Koppelgerät, in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 das zum Koppelgerät 22 benachbarte Koppelgerät 21, ebenfalls eine Segmentabkopplung ausgelöst hat, d. h. ebenfalls eine Weiterleitung von dem Segment 15 empfangener Telegramme auf die anderen angeschlossenen Segmente 11 und 14 sperrt, bevor in einem Zustand 92 Sondertelegramme zur Überprüfung des Segments 15 ausgetauscht werden. Die Sondertelegramme werden in der Segmentierlogik (Figur 5) erzeugt und über das UND-Gatter 76 sowie einen nicht dargestellten Transceiver auf das Segment 15 gesendet. Der Zustand 92 wird als First-Check bezeichnet. Je länger die Wartezeit im Zustand 91 ist, desto geringer ist der Einfluß niederfrequenter dynamischer Störungen auf das Netzwerk.If segment decoupling is initiated, the basic state 90 is initially left and a wait state 91 is entered, in which the switch 64 is opened and forwarding of received telegrams to connected segments 12 and 16 is blocked. An error is displayed, but an error message is not yet sent via the signal contact. In the wait state 91, a predeterminable minimum segmentation period is waited for, which is preferably longer than the time threshold of a timer in the device for activity check, which monitors transmission pauses on the connected segment and triggers segment decoupling if exceeded. This ensures that the neighboring coupling device, in the embodiment according to Figure 2 the coupling device 21 adjacent to the coupling device 22, has also triggered segment decoupling, i.e. also blocks the forwarding of telegrams received from segment 15 to the other connected segments 11 and 14 before special telegrams are exchanged in a state 92 to check segment 15. The special telegrams are generated in the segmentation logic (Figure 5) and sent to segment 15 via the AND gate 76 and a transceiver (not shown). State 92 is referred to as first check. The longer the waiting time in state 91, the lower the influence of low-frequency dynamic interference on the network.

Andererseits bestimmt die Wartezeit bei linienförmig mit Koppelgeräten hintereinandergeschalteten Segmenten, wie lange nach einer Störung die Linie mindestens unterbrochen ist.On the other hand, the waiting time for segments connected in series with coupling devices determines how long the line is interrupted at least after a fault.

Bei abgekoppeltem Segment 15 sind die Schalter 64 und 73 geöffnet. Es wird somit kein Echo gebildet und die Weiterleitung empfangener Telegramme gesperrt. Die RXD-Machine 62, die Einrichtung 77 zur Telegrammlängenermittlung und der CRC-Check 63 bleiben jedoch weiter aktiv, um eine Beurteilung der Übertragungsqualität anhand empfangener Telegramme durchzuführen und der Segmentierlogik 71 das Ergebnis der Beurteilung über die Leitungen 79 und 80 mitzuteilen.When segment 15 is disconnected, switches 64 and 73 are open. This means that no echo is formed and the forwarding of received telegrams is blocked. However, the RXD machine 62, the device 77 for determining the telegram length and the CRC check 63 remain active in order to carry out an assessment of the transmission quality based on received telegrams and to communicate the result of the assessment to the segmentation logic 71 via lines 79 and 80.

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Im Wait-Zustand 91 wird bereits auf empfangene Sondertelegramme reagiert und der Wait-Zustand 91 verlassen, um auf Sondertelegramme des benachbarten Koppelgeräts 21, das sich selbst bereits im First-Check-Zustand 92 befindet, reagieren zu können. Nach Empfang eines Sondertelegramms werden 22 Bitzeiten abgewartet, die einem Einhalten des Telegramm-Mindestabstands von elf Bitzeiten und einem Beenden eines evtl. gerade begonnenen Zeichens entsprechen, bevor das erste Sondertelegramm im First-Check-Zustand 92 gesendet wird.In the wait state 91, the system reacts to received special telegrams and leaves the wait state 91 in order to be able to react to special telegrams from the neighboring coupling device 21, which is already in the first check state 92. After receiving a special telegram, 22 bit times are waited for, which correspond to maintaining the minimum telegram distance of eleven bit times and ending a possibly just started character, before the first special telegram is sent in the first check state 92.

Wie bereits oben beschrieben, kann eine Ursache der Segmentabkopplung sein, daß ein Timer zur Überwachung von Sendeaktivitäten auf dem Segment eine vorgebbare Maximalruhezeit überschritten hat. Ursachen dafür können wiederum ein Bruch des Lichtwellenleiters oder ein Ausfall des benachbarten Koppelgeräts sein. Eine weitere Möglichkeit für das Ansprechen dieser Zeitüberwachung ist das Ausschalten aller aktiver Teilnehmer am Netzwerk. Das getrennte Segment kann demnach bei einer Überschreitung der maximalen Ruhezeit in Ordnung oder auch gestört sein. Vor einer Ausgabe einer Fehlermeldung wird deshalb das betreffende Segment durch Austauschen von Sondertelegrammen im First-Check-Zustand 92 geprüft. Schlägt dieser erste Versuch, Sondertelegramme fehlerfrei auszutauschen, fehl, so wechseln die an das Segment angeschlossenen Koppelgeräte in einen Cyclic-Check-Zustand 93, in welchem sie zyklisch versuchen, Sondertelegramme zu übertragen, und gleichzeitig zur Fehleranzeige eine LED und einen Meldekontakt aktivieren. Der Meldekontakt kann mit einer Bedien- und Beobachtungsstation zur Erzeugung einer Fehlermeldung verdrahtet werden. Durch diese Maßnahme wird eine automatische Visualisierung einer Störung ermöglicht. Bei einer fehlerfreien Übertragung von Sondertelegrammen in beiden Richtungen wird in den Grundzustand 90 gewechselt und das Segment 15 wieder automatisch an das Netzwerk angekoppelt. Durch die Sondertelegramme wird ein Hand-Shake-Verfahren realisiert, das eine gleichzeitige Aufhebung der Sperren in beiden Koppelgeräten 21 und 22 am Segment 15 sicherstellt.As already described above, one reason for segment disconnection can be that a timer for monitoring transmission activities on the segment has exceeded a preset maximum idle time. The reasons for this can in turn be a break in the fiber optic cable or a failure of the neighboring coupling device. Another possibility for this time monitoring to be triggered is to switch off all active participants in the network. The disconnected segment can therefore be OK or faulty if the maximum idle time is exceeded. Before an error message is issued, the relevant segment is therefore checked by exchanging special telegrams in the first check state 92. If this first attempt to exchange special telegrams without errors fails, the coupling devices connected to the segment switch to a cyclic check state 93 in which they cyclically attempt to transmit special telegrams and at the same time activate an LED and a signaling contact to indicate the error. The signaling contact can be wired to an operating and monitoring station to generate an error message. This measure enables automatic visualization of a fault. If special telegrams are transmitted without errors in both directions, the system switches to basic state 90 and segment 15 is automatically connected to the network again. The special telegrams implement a handshake procedure that ensures that the locks in both coupling devices 21 and 22 on segment 15 are released at the same time.

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In vorteilhafter Weise wird dadurch vermieden, daß zu gewissen Zeiten lediglich eine Übertragungsrichtung aktiviert ist. Das Segment läßt somit bereits unmittelbar nach Ankoppeln eine bidirektionale Übertragung zu. Falls danach kein Datenverkehr auf dem Segment herrscht, spricht wieder der Timer zur Überwachung der maximalen Ruhezeit an, und es wird erneut ein Austausch von Sondertelegrammen veranlaßt, ohne eine Fehlermeldung auszugeben. Der Austausch von Sondertelegrammen im First-Check-Zustand 92 wird durch eine blinkende Leuchtdiode angezeigt und dient somit als Betriebsanzeige, solange kein Datenverkehr auf dem Segment 15 herrscht. Dagegen wird im Cyclic-Check-Zustand 93 ein Fehler durch Dauerleuchten der Leuchtdiode angezeigt und eine Fehlermeldung über den Meldekontakt gegeben. Die Segmentabkopplung wird in diesem Zustand beibehalten. In vorgebbaren zyklischen Abständen werden im Cyclic-Check-Zustand 93 Sondertelegramme auf das gestörte Segment gesendet und eine Überprüfung durchgeführt. Bei korrekter Übertragung der Sondertelegramme wird vom Cyclic-Check-Zustand 93 wieder in den Grundzustand 90 zurückgekehrt und die Fehlermeldung zurückgenommen. Zur Realisierung des Hand-Shake-Verfahrens mit Sondertelegrammen wurden zwei Sondertelegramme STl und ST2 eingeführt, die bis Wiederankopplung des Segments zyklisch gesendet werden. Die Sondertelegramme weichen von den Nutztelegrammen, die im Netzwerk übertragen werden, ab, damit sie nicht als solches interpretiert werden können. Zudem wird bei den Sondertelegrammen ein Paritätsbit mit einer gegenüber dem Paritätsbit bei Nutztelegrammen umgekehrten Polarität für die Telegrammzeichen benutzt. Das Sondertelegramm STl dient zur zyklischen Einleitung einer Überprüfung des Segments, während das Sondertelegramm ST2 als Bestätigung für eine korrekte Telegrammübertragung gesendet wird. Die Sondertelegramme sind zur Überprüfung der Übertragungsqualität mit einem CRC-Prüfzeichen versehen.This advantageously prevents only one transmission direction from being activated at certain times. The segment therefore allows bidirectional transmission immediately after coupling. If there is no data traffic on the segment after this, the timer for monitoring the maximum idle time is activated again and an exchange of special telegrams is initiated again without an error message being issued. The exchange of special telegrams in the First Check state 92 is indicated by a flashing LED and thus serves as an operating display as long as there is no data traffic on segment 15. In contrast, in the Cyclic Check state 93 an error is indicated by the LED lighting up continuously and an error message is issued via the signaling contact. The segment decoupling is maintained in this state. In the Cyclic Check state 93, special telegrams are sent to the faulty segment at predeterminable cyclic intervals and a check is carried out. If the special telegrams are transmitted correctly, the cyclic check state 93 returns to the basic state 90 and the error message is removed. To implement the handshake procedure with special telegrams, two special telegrams STl and ST2 were introduced, which are sent cyclically until the segment is reconnected. The special telegrams differ from the useful telegrams that are transmitted in the network so that they cannot be interpreted as such. In addition, a parity bit with a polarity that is reversed compared to the parity bit in useful telegrams is used for the telegram characters in the special telegrams. The special telegram STl is used to cyclically initiate a check of the segment, while the special telegram ST2 is sent as confirmation of correct telegram transmission. The special telegrams are provided with a CRC check character to check the transmission quality.

Das Ablaufdiagramm in Figur 7 verdeutlicht das Verfahren einer Segmentankopplung mit Übertragung von Sondertelegram-The flow chart in Figure 7 illustrates the procedure of a segment coupling with transmission of special telegrams.

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men. Durch senkrechte Linien an der rechten Seite in Figur 7 sind die vertikalen Bereiche, die dem Wait-Zustand 91, dem First-Check-Zustand 92 und dem Cyclic-Check-Zustand 93 in Figur 6 entsprechen, markiert.
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men. The vertical areas corresponding to the wait state 91, the first check state 92 and the cyclic check state 93 in Figure 6 are marked by vertical lines on the right side in Figure 7.
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Nach Abkoppeln eines Segments wird in einen Zustand 100 übergegangen, in welchem ein Timer zur Überwachung einer Mindestsegmentierzeit gestartet wird. Ist der Timer abgelaufen, so wird in einen Zustand 101 gewechselt und ein Sondertelegramm STl gesendet. Der Ablauf des Timers ist durch einen Zustandsübergangspfeil 102 markiert. In den Zustand 101 wird entsprechend einem Pfeil 103 ebenfalls eingetreten, wenn ein Sondertelegramm STl oder ein Sondertelegramm ST2 empfangen wurde. Nach dem Senden eines Sondertelegramms STl im Zustand 101 wird der Timer zur Überwachung der Mindestsegmentierzeit zurückgesetzt und beim Wechsel in einen Zustand 104 erneut gestartet. Wird von dem am Segment benachbarten Koppelgerät bis zum Ablauf des Timers kein Sondertelegramm STl oder ST2 empfangen, so wird in den Zustand 105 übergegangen, wie es durch einen Pfeil 106 angedeutet ist, und erneut ein Sondertelegramm STl gesendet. Wurde dagegen vor Ablauf des Timers im.Zustand 104 ein Sondertelegramm STl empfangen, so findet entsprechend einem Pfeil 107 ein Übergang in einen ZustandAfter a segment has been uncoupled, the system switches to state 100, in which a timer is started to monitor a minimum segmentation time. If the timer has expired, the system switches to state 101 and a special telegram STl is sent. The expiration of the timer is marked by a state transition arrow 102. State 101 is also entered, as indicated by an arrow 103, if a special telegram STl or a special telegram ST2 has been received. After sending a special telegram STl in state 101, the timer for monitoring the minimum segmentation time is reset and restarted when it switches to state 104. If no special telegram STl or ST2 is received from the coupling device adjacent to the segment before the timer expires, the system switches to state 105, as indicated by an arrow 106, and a special telegram STl is sent again. If, however, a special telegram STl was received before the timer expired in state 104, a transition to a state takes place according to an arrow 107.

108 statt, in welchem ein Sondertelegramm ST2 gesendet wird. Der Timer wird danach zurückgesetzt und in einem Folgezustand108, in which a special telegram ST2 is sent. The timer is then reset and in a subsequent state

109 erneut gestartet. Wird in dem Zustand 109 während des Timer-Ablaufs auf das gesendete Sondertelegramm ST2 kein Antworttelegramm vom benachbarten Koppelgerät empfangen, so wird entsprechend einem Pfeil 110 in den Zustand 105 gewechselt, der den Beginn des Cyclic-Check darstellt. Ist dagegen ein von einem benachbarten Koppelgerät gesendetes Sondertelegramm ST2 innerhalb der Überwachungszeit eingetroffen, so bedeutet dies, daß Empfangs- und Sendepfad des Segments in Ordnung sind, und es wird entsprechend einem Pfeil 111 in einen Zustand 112 übergegangen, in welchem das Segment wieder angekoppelt wird, d. h., das Weiterleiten empfangener Telegramme auf benachbarte Segmente wird freigeschaltet. Im Zustand 105,109 is started again. If in state 109 no response telegram is received from the neighboring coupling device during the timer expiration for the special telegram ST2 sent, the system switches to state 105 according to an arrow 110, which represents the start of the cyclic check. If, on the other hand, a special telegram ST2 sent by a neighboring coupling device has arrived within the monitoring time, this means that the receive and send path of the segment are OK, and the system switches to state 112 according to an arrow 111, in which the segment is reconnected, i.e. the forwarding of received telegrams to neighboring segments is enabled. In state 105,

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der nach Ablauf des Timers eingenommen wurde, sendet das Koppelgerät erneut ein Sondertelegramm STl auf das gestörte Segment. Danach wird ein Zyklus-Timer rückgesetzt und in einen Zustand 113 übergegangen, in welchem der Ablauf des Zyklus-Timers überwacht wird. Die Überwachungszeit des Zyklus-Timers legt die Zyklusdauer fest, mit welcher Sondertelegramme auf das Segment ausgesendet werden. Ist die Zyklusdauer ohne Empfang eines Sondertelegramms abgelaufen, so wird entsprechend einem Pfeil 114 wieder in den Zustand 105 zurückgegangen.which was taken after the timer expired, the coupling device sends a special telegram STl to the faulty segment again. A cycle timer is then reset and a state 113 is entered, in which the expiration of the cycle timer is monitored. The monitoring time of the cycle timer determines the cycle duration with which special telegrams are sent to the segment. If the cycle duration has expired without receiving a special telegram, the system returns to state 105 as indicated by an arrow 114.

Wurde dagegen ein von einem benachbarten Koppelgerät gesendetes Sondertelegramm STl empfangen, so findet entsprechend einem Pfeil 115 ein Übergang in einen Zustand 116 statt, in welchem ein Sondertelegramm ST2 an das benachbarte Koppelgerät gesendet wird. Danach wird der Zyklus-Timer zurückgesetzt und in einem Zustand 117 erneut der Ablauf des Zyklus-Timers überwacht. Läuft der Zyklus-Timer ab, ohne daß ein Sondertelegramm ST2 empfangen wurde, wird entsprechend einem Pfeil 118 wiederum in den Zustand 105 zurückgegangen. Ein Empfang eines von einem benachbarten Koppelgerät gesendeten Sondertelegramms ST2 in dem Zustand 117 bedeutet, daß Empfangs- und Sendepfad des Segments wieder in Ordnung sind, und es wird entsprechend einem Pfeil 119 in den Zustand 112 übergegangen, in welchem der Cyclic-Check beendet ist und das Segment wieder angekoppelt wird. Der Zustand 112 entspricht dem Grundzustand 90 in Figur 6.If, however, a special telegram ST1 sent by a neighboring coupling device was received, a transition to state 116 takes place according to an arrow 115, in which a special telegram ST2 is sent to the neighboring coupling device. The cycle timer is then reset and the expiration of the cycle timer is monitored again in state 117. If the cycle timer expires without a special telegram ST2 being received, the system returns to state 105 according to an arrow 118. Receiving a special telegram ST2 sent by a neighboring coupling device in state 117 means that the receive and send paths of the segment are OK again, and the system switches to state 112 according to an arrow 119, in which the cyclic check is completed and the segment is coupled again. State 112 corresponds to the basic state 90 in Figure 6.

Durch das dargestellte Hand-Shake-Verfahren mit Sondertelegrammen STl und ST2 wird automatisch in einfacher Weise ein gestörtes Segment nach dem Wegfall der Störungen wieder angekoppelt. Using the handshake procedure shown with special telegrams ST1 and ST2, a faulty segment is automatically and easily reconnected once the faults have been eliminated.

Segmente, die einem bestimmten Protokoll, beispielsweise nach PROFIBUS DP, genügen müssen, das keine Sondertelegramme zuläßt, werden ohne ein derartiges Hand-Shake-Verfahren wieder freigegeben. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind die Segmente 11, 12 und 13 derartige Segmente. Hier wird durch das jeweilige Koppelgerät im Fehlerfall ebenfalls das ge-Segments that must comply with a specific protocol, for example PROFIBUS DP, which does not allow special telegrams, are released again without such a handshake procedure. In the example shown in Figure 2, segments 11, 12 and 13 are such segments. Here, the respective coupling device also releases the corresponding

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störte Segment abgekoppelt, d. h. die Weiterleitung von Telegrammen gesperrt, die auf dem jeweils gestörten Segment 11, 12 oder 13 empfangen wurden. Der FIFO-Speicher des Retimers wird gelöscht. Nachdem eine parametrierbare Mindestsegmentierzeit abgelaufen ist, wird ein Überwachungstimer und ein Telegrammzähler gestartet. Wenn das Segment abgekoppelt ist, bleibt das Senden in das gestörte Segment freigeschaltet, um die Bildung von Teilnetzen zu verhindern, die - wie bereits oben beschrieben - beispielsweise eine Doppel-Token-Bildung zur Folge haben könnte. Die Weiterleitung von beispielsweise auf den Segmenten 15 oder 16 empfangenen Telegrammen auf das Segment 12 bleibt also auch bei einem gestörten Segment 12 bestehen und ist unabhängig davon, ob die Weiterleitung von Telegrammen in entgegengesetzter Richtung gesperrt ist. Überwachungsmechanismen prüfen das Empfangssignal des gestörten Segments. Bei jedem Signalempfang wird der Überwachungstimer zurückgesetzt und neu gestartet. Werden innerhalb der Überwachungszeit keine weiteren Telegramme empfangen, so sind vermutlich keine Teilnehmer an dem Segment angeschlossen, und es wurde auf eine temporäre Störeinkopplung getriggert. Das Segment kann deshalb wieder angekoppelt werden. Wenn jeweils vor Ablauf der Überwachungszeit eine vorgebbare Anzahl fehlerfreier Telegramme in Folge empfangen wurde, so wird das Segment wieder angekoppelt, sobald auf dem Segment in Sende- und in Empfangsrichtung Ruhezustand herrscht.faulty segment is decoupled, i.e. the forwarding of telegrams that were received on the faulty segment 11, 12 or 13 is blocked. The FIFO memory of the retimer is deleted. After a parameterizable minimum segmentation time has expired, a monitoring timer and a telegram counter are started. When the segment is decoupled, sending to the faulty segment remains enabled in order to prevent the formation of subnetworks, which - as already described above - could result in the formation of double tokens, for example. The forwarding of telegrams received on segments 15 or 16, for example, to segment 12 therefore remains even if segment 12 is faulty and is independent of whether the forwarding of telegrams in the opposite direction is blocked. Monitoring mechanisms check the received signal of the faulty segment. The monitoring timer is reset and restarted each time a signal is received. If no further telegrams are received within the monitoring time, then there are probably no participants connected to the segment and a temporary interference trigger has been triggered. The segment can therefore be reconnected. If a predefined number of error-free telegrams are received in succession before the monitoring time expires, the segment is reconnected as soon as the segment is idle in the transmit and receive directions.

Anhand des Ausführungsbeispiels in Figur 8 soll im folgenden eine Möglichkeit beschrieben werden, durch Verschaltung der Komponenten zu einem optischen Doppelring eine höhere Verfügbarkeit des Netzwerks zu erhalten. In dem gezeigten Netzwerk sind Teilnehmer 201 ... 206 jeweils durch Segmente 211 ... 216 mit elektrischer Signalübertragung, auf welchen Daten nach dem PROFIBUS DP-Protokoll übertragen werden, an Koppelgeräte 221 ... 226 angeschlossen. Die Koppelgeräte 221 ...Based on the example in Figure 8, a possibility will be described below of achieving a higher availability of the network by connecting the components to form an optical double ring. In the network shown, participants 201 ... 206 are each connected to coupling devices 221 ... 226 by segments 211 ... 216 with electrical signal transmission, on which data is transmitted according to the PROFIBUS DP protocol. The coupling devices 221 ...

226 sind paarweise durch Segmente 231 ... 236 mit optischer Signalübertragung miteinander verbunden, so daß ein optischer Doppelring entsteht, wie er in Figur 8 dargestellt ist. Die226 are connected in pairs by segments 231 ... 236 with optical signal transmission, so that an optical double ring is created, as shown in Figure 8. The

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Segmente 231 ... 236 besitzen für jede Übertragungsrichtung unabhängig voneinander betreibbare Lichtwellenleiter 241 ... 246 bzw. Lichtwellenleiter 251 ... 256. Die Koppelgeräte 221 ... 226 überwachen die Segmente 211 ... 216 sowie 231 ... auf Störungen und koppeln gestörte Segmente ab, wie es bereits anhand des in Figur 2 gezeigten Netzwerks beschrieben wurde. Bei Abkoppeln eines gestörten Segments, beispielsweise des Segments 236 in Figur 8, entsteht aus dem ursprünglichen optischen Doppelring eine optische Linie, in welcher die Teilnehmer 201 ... 206 weiterhin erreichbar sind. Damit wird die Verfügbarkeit des Netzwerks erhöht. Durch Austausch von Sondertelegrammen zwischen den Koppelgeräten, im Beispiel eines gestörten Segments 236 zwischen den Koppelgeräten 221 und 226, wird auf die bereits oben beschriebene Weise ein Wegfall der Störung erkannt und das Segment 236 nach Wegfall der Störung erneut an das Netzwerk angekoppelt. Nach Behebung der Störung ist somit die optische Linie wieder zu einem optischen Doppelring geschlossen.Segments 231 ... 236 have optical fibers 241 ... 246 or optical fibers 251 ... 256 that can be operated independently of one another for each transmission direction. The coupling devices 221 ... 226 monitor segments 211 ... 216 and 231 ... for interference and decouple disturbed segments, as already described using the network shown in Figure 2. When a disturbed segment is decoupled, for example segment 236 in Figure 8, the original optical double ring becomes an optical line in which the participants 201 ... 206 can still be reached. This increases the availability of the network. By exchanging special telegrams between the coupling devices, in the example of a faulty segment 236 between the coupling devices 221 and 226, the elimination of the fault is detected in the manner already described above and the segment 236 is reconnected to the network after the fault has been eliminated. After the fault has been eliminated, the optical line is thus closed again to form an optical double ring.

Das Funktionsprinzip des optischen Doppelrings besteht darin, daß Telegramme, die von einem Teilnehmer über ein Segment mit elektrischer Signalübertragung eingespeist werden, durch das Koppelgerät gleichzeitig in beide angeschlossene Segmente mit optischer Signalübertragung weitergeleitet werden. Beispielsweise wird ein Telegramm, das der Teilnehmer 201 über das Segment 211 an das Koppelgerät 221 sendet, durch das Koppelgerät 221 sowohl mit dem Lichtwellenleiter 251 des Segments 231 an das Koppelgerät 222 als auch mit dem Lichtwellenleiter 246 des Segments 236 an das Koppelgerät 226 weitergeleitet.The functional principle of the optical double ring is that telegrams that are fed in by a subscriber via a segment with electrical signal transmission are forwarded by the coupling device simultaneously to both connected segments with optical signal transmission. For example, a telegram that the subscriber 201 sends via the segment 211 to the coupling device 221 is forwarded by the coupling device 221 both via the optical fiber 251 of the segment 231 to the coupling device 222 and via the optical fiber 246 of the segment 236 to the coupling device 226.

Es erfolgt somit eine Duplizierung des durch den Teilnehmer 201 gesendeten Telegramms. Die beiden umlaufenden, völlig identischen Telegramme werden anschließend von dem Koppelgerät 224, an welchem sie sich laufzeitbedingt treffen, als identische Telegramme erkannt und vom optischen Doppelring genommen. Dazu dient die Einrichtung 74 (siehe Figur 5) zum Telegrammanfangstest, die ein Zeichen zur Identifikation gesendeter Telegramme abspeichert, um, wie es bereits oben be-This results in a duplication of the telegram sent by the subscriber 201. The two circulating, completely identical telegrams are then recognized as identical telegrams by the coupling device 224, where they meet due to the transit time, and are taken from the optical double ring. The device 74 (see Figure 5) is used for this purpose for the telegram start test, which stores a character to identify sent telegrams in order to, as already mentioned above,

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schrieben wurde, ewig kreisende Telegramme zu verhindern. Durch die beschriebenen Mechanismen werden die entgegengesetzt umlaufenden Telegramme auch dann vom optischen Doppelring genommen, wenn sich die beiden Telegramme in einem Segment mit optischer Signalübertragung, also nicht unmittelbar an einem Koppelgerät, treffen.was written to prevent telegrams from circulating forever. The mechanisms described ensure that the telegrams circulating in opposite directions are removed from the optical double ring even if the two telegrams meet in a segment with optical signal transmission, i.e. not directly at a coupling device.

Wenn das Segment 236 wegen Störungen durch die Koppelgeräte 221 und 226 abgekoppelt wurde, wird ein Telegramm des Teilnehmers 201 durch das Koppelgerät 221 lediglich auf Segment 231 weitergeleitet und somit nicht dupliziert. Vor einem Wiederankoppeln eines gestörten Segments mit optischer Signalübertragung kann es zudem vorkommen, daß von den beiden identischen, im optischen Doppelring in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Telegrammen einige an dem Koppelgerät, das eine Weiterleitung von Telegrammen auf das gestörte Segment sperrt, ausgelöscht werden, während die Telegramme, welche eine längere Laufzeit zu dem an dem gestörten Segment gegenüberliegenden Koppelgerät haben, noch unterwegs sind. In diesem Fall ist das Gleichgewicht identischer, in entgegengesetzten Richtungen umlaufender Telegramme gestört. Würde bei einem Ungleichgewicht umlaufender Telegramme ein gestörtes Segment nach Wegfall der Störung erneut angekoppelt, so können kreisende Telegramme im optischen Doppelring entstehen, die zwar erkannt und beseitigt werden können, bis zu ihrer Beseitigung aber das gesamte Netzwerk stören.If segment 236 has been disconnected due to interference from coupling devices 221 and 226, a telegram from subscriber 201 is simply forwarded to segment 231 by coupling device 221 and is therefore not duplicated. Before reconnecting a faulty segment with optical signal transmission, it can also happen that some of the two identical telegrams circulating in the optical double ring in opposite directions are erased at the coupling device that blocks the forwarding of telegrams to the faulty segment, while the telegrams that have a longer transit time to the coupling device opposite the faulty segment are still on the way. In this case, the balance of identical telegrams circulating in opposite directions is disturbed. If, in the event of an imbalance in circulating telegrams, a faulty segment were to be reconnected after the fault had been eliminated, circulating telegrams could arise in the optical double ring, which can be detected and eliminated, but which will disrupt the entire network until they are eliminated.

Eine in einfacher Weise anwendbare Möglichkeit zur Vermeidung der Entstehung solcher kreisender Telegramme ist die Freischaltung eines Segments nach Wegfall der Störung zu einem Zeitpunkt, zu welchem keine Telegramme auf dem Netzwerk unterwegs sind. In einem Netzwerk mit Teilnehmern, die einen Datenverkehr nach dem PROFIBUS DP-Protokoll abwickeln, liegt dieser Zustand mit Sicherheit wenig später vor, wenn ein aktiver Teilnehmer an einen im Netzwerk nicht vorhandenen Teilnehmer eine sogenannte GAP-Abfrage gerichtet hat. Bei PROFIBUS DP führen aktive Teilnehmer mit GAP-Abfragen zy-A simple way to avoid the occurrence of such circulating telegrams is to enable a segment after the fault has been eliminated at a time when no telegrams are in transit on the network. In a network with participants that handle data traffic according to the PROFIBUS DP protocol, this state is certain to occur shortly afterwards when an active participant has sent a so-called GAP query to a participant that is not present in the network. In PROFIBUS DP, active participants with GAP queries cyclically carry out

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klisch Überprüfungen durch, ob neue Teilnehmer an das Netzwerk angeschlossen wurden und am Datenverkehr teilnehmen wollen. Bei jeder GAP-Abfrage wartet der abfragende Teilnehmer auf eine Antwort, mit welcher sich der neue Teilnehmer, sofern er zwischenzeitlich an das Netzwerk angeschlossen wurde, meldet. Erhält der abfragende Teilnehmer innerhalb einer vorgebbaren Zeit, der sogenannten Slot-Zeit, keine Antwort, so geht er davon aus, daß der abgefragte Teilnehmer nicht am Netzwerk erreichbar ist. Die Slot-Zeit wird dabei so bemessen, daß sie größer als die längstmögliche Zeitverzögerung zwischen Abfrage- und Antworttelegramm ist. Sie ergibt sich aus der Summe der Laufzeiten des Abfragetelegramms zum abgefragten Teilnehmer sowie des Antworttelegramms zum abfragenden Teilnehmer zwischen am weitesten zueinander entfernten Teilnehmern zuzüglich einer Antwortverzögerung des abgefragten Teilnehmers und eines Sicherheitszuschlags .klich checks whether new participants have been connected to the network and want to participate in the data traffic. With each GAP query, the querying participant waits for a response with which the new participant reports, provided that it has been connected to the network in the meantime. If the querying participant does not receive a response within a predefined time, the so-called slot time, it assumes that the queried participant cannot be reached on the network. The slot time is calculated so that it is longer than the longest possible time delay between the query and response telegram. It is the sum of the runtimes of the query telegram to the queried participant and the response telegram to the querying participant between the participants furthest away from each other, plus a response delay from the queried participant and a safety margin.

Die Koppelgeräte 221 226 benötigen für bestimmte Über-The coupling devices 221 226 require for certain transmission

wachungsmechanismen, z. B. für die Festlegung der Überwachungszeit in der Einrichtung 8 6 (siehe Figur 5) für den Activity-Check, Informationen über die Netzwerkausdehnung. Eine Möglichkeit, um den Koppelgeräten diese Informationen mitzuteilen, wäre eine Parametrierung über das Netzwerk.monitoring mechanisms, e.g. for setting the monitoring time in the device 8 6 (see Figure 5) for the activity check, information about the network extent. One way to communicate this information to the coupling devices would be to parameterize them via the network.

Diese Möglichkeit wäre aber mit einem hohen Aufwand verbunden, da das Koppelgerät bei der Projektierung des Netzwerks als eigener, adressierbarer Teilnehmer erscheinen müßte. Eine weitere Möglichkeit wäre es, die Netzwerkausdehnung an den Koppelgeräten manuell einstellbar oder einlesbar zu machen. Diese Möglichkeit wäre aber fehleranfällig und mit einem hohen Aufwand bei der Installation des Netzwerks verbunden. Weiterhin könnte die Netzwerkausdehnung in den Koppelgeräten durch einen Default-Wert voreingestellt werden, der aber für die maximal zulässige Netzwerkausdehnung ausgelegt sein müßte und bei dem jeweiligen Anwendungsfall in einem Netzwerk unnötig hoch bemessen wäre.However, this option would involve a lot of effort, as the coupling device would have to appear as a separate, addressable participant when the network is being planned. Another option would be to make the network expansion manually adjustable or readable on the coupling devices. However, this option would be prone to errors and would involve a lot of effort when installing the network. The network expansion could also be preset in the coupling devices using a default value, which would have to be designed for the maximum permissible network expansion and would be unnecessarily high for the respective application in a network.

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In vorteilhafter Weise wird durch die Koppelgeräte 221 ... 226 die Slot-Zeit während des Betriebs des Netzwerks gemessen. Die Slot-Zeit enthält Informationen über die Netzwerkausdehnung, so daß eine aufwendige Parametrierung der Koppelgeräte bezüglich der Netzwerkausdehnung entfallen kann. Die Slot-Zeit Ts wird in den Teilnehmern folgendermaßen parametriert: The slot time is advantageously measured by the coupling devices 221 ... 226 during operation of the network. The slot time contains information about the network expansion, so that complex parameterization of the coupling devices with regard to the network expansion can be omitted. The slot time Ts is parameterized in the participants as follows:

L = T^ +2L = T^ +2

S * XSM I '"gas Un. S * X SM I '"gas U n . K * Bit K * Bit

mitwith

Ts - Slot-Zeit,
Tsm - ein Sicherheitszuschlag,
Ts - slot time,
Tsm - a safety surcharge,

Lges - Summe der Längen der Segmente mit optischer Signalübertragung, Ltotal - sum of the lengths of the segments with optical signal transmission,

NK - Anzahl der Koppelgeräte,
VK - Signallaufzeit durch ein Koppelgerät, Tsdx - maximal mögliche Verzögerungszeit, nach der ein aufgerufener Teilnehmer auf ein Aufruftelegramm antworten muß, und
N K - number of coupling devices,
V K - signal propagation time through a coupling device, Tsdx - maximum possible delay time after which a called participant must respond to a call telegram, and

Tßit - die Zeitdauer eines Bits bei der jeweils eingestellten Datenrate.Tßit - the duration of a bit at the currently set data rate.

Die Slot-Zeit wird damit so projektiert, daß sie mindestens doppelt so groß ist, wie es für die Netzwerkausdehnung eigentlich notwendig wäre. Die Slot-Zeit ist dann auch größer als die maximale Verzögerung in einer optischen Linie, zu welcher der optische Doppelring in Figur 8 aufgespalten wird, wenn beispielsweise eine Störung auf Segment 236 festgestellt und das Segment 236 abgekoppelt wird.The slot time is therefore designed to be at least twice as long as would actually be necessary for the network expansion. The slot time is then also longer than the maximum delay in an optical line to which the optical double ring in Figure 8 is split if, for example, a fault is detected on segment 236 and segment 236 is disconnected.

Um zu gewährleisten, daß bei erneutem Freischalten eines gesperrten Segments nach Wegfall der Störung keine Telegramme im Netzwerk umlaufen, müssen die beteiligten Koppelgeräte eine GAP-Abfrage eines aktiven Teilnehmers und danach das Verstreichen der halben Slot-Zeit abwarten. Nach EmpfangTo ensure that no telegrams circulate in the network when a blocked segment is re-enabled after the fault has been eliminated, the coupling devices involved must wait for a GAP query from an active participant and then for half the slot time to elapse. After receiving

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eines GAP-Abfragetelegramms muß zusätzlich die halbe Slot-Zeit abgewartet werden, da bei einer GAP-Abfrage an einen im Netzwerk vorhandenen Teilnehmer dessen Antworttelegramm vor Ablauf der halben Slot-Zeit das Koppelgerät erreichen würde. Wenn kein Antworttelegramm nach einer GAP-Abfrage innerhalb der halben Slot-Zeit beim Koppelgerät eintrifft, muß es sich um eine GAP-Abfrage an einen nicht vorhandenen Teilnehmer gehandelt haben und es sind mit Sicherheit keine Telegramme im Netzwerk unterwegs. Durch diese Vorgehensweise werden bei der Ankopplung von Segmenten nach Wegfall der Störung kreisende Telegramme im optischen Doppelring vermieden.of a GAP query telegram, half the slot time must also be waited for, since in the case of a GAP query to a participant present in the network, its response telegram would reach the coupling device before half the slot time has elapsed. If no response telegram arrives at the coupling device after a GAP query within half the slot time, it must have been a GAP query to a participant that is not present and there are certainly no telegrams in the network. This procedure avoids circulating telegrams in the optical double ring when segments are coupled after the fault has been eliminated.

Da die Koppelgeräte 221 ... 226 die Slot-Zeit nur bei GAP-Abfragen aktiver Teilnehmer an im Netzwerk nicht vorhandene Teilnehmer messen können, wird die HSA (Highest Station Adress) der aktiven Teilnehmer so projektiert, daß während des Betriebs GAP-Abfragen an mindestens einen nicht vorhandenen Teilnehmer erfolgen. Damit die Slot-Zeit ausschließlich anhand derartiger GAP-Abfragen ermittelt wird, erfolgen die Messungen nur zwischen zwei Aufruftelegrammen mit Acknowledge oder zwischen einem Aufruftelegramm mit Acknowledge und einem Token-Telegramm. Damit eine automatische Anpassung der gemessenen Slot-Zeiten bei Änderungen des Netzwerks erfolgt oder damit Fehlmessungen korrigiert werden können, werden die Slot-Zeit-Messungen fortwährend während des Betriebs vorgenommen. Die Messung erfolgt mit einem Slot-Zeit-Zähler, der die Anzahl der Bitzeiten zwischen dem Telegrammende eines Aufruftelegramms mit Acknowledge und dem Telegrammanfang des Folgetelegramms zählt. Die ermittelte Slot-Zeit wird in einem Slot-Zeit-Merker in der Slot-Zeit-Ermittlung 51 (siehe Figur 4) gespeichert. Als Anfangswert nach einem Neustart des Netzwerks wird der Slot-Zeit-Merker in den Koppelgeräten auf einen Default-Wert gesetzt, der dem höchsten einstellbaren Wert entspricht. Nach jeder gültigen Messung wird der Slot-Zeit-Merker mit dem neuen Meßwert überschrieben.Since the coupling devices 221 ... 226 can only measure the slot time when active participants send GAP queries to participants that are not present in the network, the HSA (Highest Station Address) of the active participants is configured so that GAP queries are made to at least one non-existent participant during operation. So that the slot time is determined exclusively on the basis of such GAP queries, the measurements are only made between two call telegrams with acknowledge or between a call telegram with acknowledge and a token telegram. So that the measured slot times can be automatically adjusted when the network changes or so that incorrect measurements can be corrected, the slot time measurements are carried out continuously during operation. The measurement is made with a slot time counter that counts the number of bit times between the end of a call telegram with acknowledge and the start of the subsequent telegram. The determined slot time is stored in a slot time marker in the slot time determination 51 (see Figure 4). As an initial value after a restart of the network, the slot time marker in the coupling devices is set to a default value that corresponds to the highest adjustable value. After each valid measurement, the slot time marker is overwritten with the new measured value.

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Aktive Teilnehmer sind dabei Teilnehmer, die sich im logischen Token-Ring des Netzwerks befinden und somit den Token annehmen und an den nächsten aktiven Teilnehmer im logischen Token-Ring weiterreichen können. Der jeweilige Token-Inhaber hat die Sendeberechtigung am Netzwerk. Im Gegensatz dazu können passive Teilnehmer den Token nicht aufnehmen. Sie senden lediglich Antworttelegramme, wenn sie dazu von einem Token-Inhaber durch ein Aufruftelegramm aufgefordert wurden.Active participants are participants who are in the network's logical token ring and can therefore accept the token and pass it on to the next active participant in the logical token ring. The respective token holder has the right to send to the network. In contrast, passive participants cannot accept the token. They only send response telegrams when they have been requested to do so by a token holder via a request telegram.

Claims (3)

GR 98 G 4445 DE 31 SchutzansprücheGR 98 G 4445 DE 31 Protection claims 1. Koppelgerät zur Verbindung zumindest zweier Segmente in einem Netzwerk, in welchem mehrere Teilnehmer (4, 5, 7, 8) zur Datenübertragung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Kanäle (41 ... 44) zum Anschluß jeweils eines Segments an das Koppelgerät vorhanden sind und daß zumindest ein Kanal unabhängig von den übrigen Kanälen des Koppelgeräts zur Verringerung des Energie-Verbrauchs abschaltbar ist.1. Coupling device for connecting at least two segments in a network in which several participants (4, 5, 7, 8) are connected to one another for data transmission, characterized in that more than two channels (41 ... 44) are present for connecting one segment each to the coupling device and that at least one channel can be switched off independently of the other channels of the coupling device in order to reduce energy consumption. 2. Koppelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (41 ... 44) jeweils einen Retimer (62, 65, 66) enthalten, um Verzerrungen eines empfangenen TeIegramms auszugleichen.2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the channels (41 ... 44) each contain a retimer (62, 65, 66) in order to compensate for distortions of a received telegram. 3. Koppelgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, um bei Fehlen einer Schaltung zur Anpassung auf einem Segment empfangener Signale an die Logikschaltung eines abschaltbaren Kanals ein Signal zu erzeugen, mit welchem der jeweilige Kanal abgeschaltet wird.3. Coupling device according to claim 1 or 2, characterized in that means are provided to generate a signal with which the respective channel is switched off in the absence of a circuit for adapting signals received on a segment to the logic circuit of a switchable channel.
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