DE3229796A1 - Verfahren zur ueberwachung einer datenuebertragungsanlage - Google Patents

Description

• Verfahren zur Überwachung einer Datenübertragungsanlage
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Schaltungsannrdnung zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung einer Datenübertragungsanlage gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2 oder 6.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein unaufwendiges Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu seiner Durchführung anzugeben, die es ermöglichen, die gesamte Übertragungsstrecke einer Datenübertragungsanlage der vorgenannten Art einschließlich aller Modems, Leitungen und Funkgeräte automatisch und ständig auf Funktionsfähigkeit zu überwachen.
• Die Lösung erfolgt mit den Mitteln des Anspruchs 1 bzw. 2 und 6.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, mit wenig zusätzlichen Mitteln die gesamte Datenübertragungsstrecke zentral und unabhängig vom Datenfluß dauernd zu überwachen, wobei keine zusätzliche Leitung zur übertragung der Uberwachungssignale notwendig ist.
• Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.
• Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer zu überwachenden Datenübertragungsanlage, die in dem Vorschlag Aktenzeichen P 31 49 956 (UL 81/90) eingehend beschrieben ist.
• In den Fig. 2 und 3 ist ebenfalls als Ausführungsbeispiel eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des überwachungsverfahrens in einer ortsfesten Station bzw. in der Zentrale gezeichnet.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen den zeitlichen Verlauf von Signalen an signifikanten Punkten der Schaltungsanordnungen nach Fig. 2 bzw. 3.
• Die Fig. 1 zeigt ein Blocksehaltbild eines Linienfunksystems mit einer Zentrale Z und mehreren ortsfesten Sende-Empfangsstationen OF, die beispielsweise entlang einer Datenstrecke in voriregebenen Abständen angeordnet sind. Die ortsfesten Stratfonen OF sind mit der Zentrale über eine vieradrige Datenleitung mit zwei Adernpaaren Al und A2, z.B.. einem Sternvierer, verbunden. Über Funkgeräte FuG werden mit mobilen Stationen, hier Züge, auf der Strecke Datentelegramme ausgetauscht, welche über Modems M bzw. ZM und die Datenleitung von und zur Zentrale Z geführt werden. Die Empfangsdaten verschiedener ortsfester Stationen OF überlagern sich auf dem Kabel. Am zur Zentrale Z entgegengesetzten Ende der Strecke wird von einem Trägersignalgenerator G über einen ersten Übertrager ü1 ein sinusförmiges Trägersignal auf das erste Adernpaar A1 einespeist. Der Träger wird auf dem Adernpaar Al bis zur Zentrale geführt und im Zentralmodem ZM als Referenzträger zur synchronen Demodulation direkt verwendet.
• über Abzweige und Übertrager Ü1 wird der Träger auch allen anderen Streckenmodems SM zugeführt. In diesen wird er mit den vom Funkgerät FuG empfangenen Daten zweiwertig phasenmoduliert (PSK) und über die Übertrager Ü2 auf das andere Adernpaar A2 eingespeist. Die Laufzeiten auf den beiden Adernpaareh sind weitgehend gleich, so daß die Demodulation im Zentralmodem ZM auf sehr einfache Weise erfolgen kann, in dem Referenzträger und PSK-modulierter Träger nach einer Amplitudenbegrenzung einer EXKLUSIV ODER-Verknüpfung zugeführt werden. Die übertragung von Datentelegrammen von der Zentrale Z zu den ortsfesten Stationen OF erfolgt mittels Frequenzmodulation (FSK) auf dem Phantomkreis der Datenleitung über die übertrager ü3. Das von den Funkgeräten FuC benötigte Sendesynchronisiersignal wird ebenfalls über den Phanto reis übertragen.
• In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Streekenmodem. Si, in einer ortsfesten Station OF mit dem PSK-Modulator und dem FSK-Demodulator erkennbar. Ankommende Ruftelegramme und die Funksynchronisationssignale werden mittels Filterweiche voneinander getrennt, wobei die Funksynchronisationsfrequenz in der mobilen Station weitergeleitet und außerdem der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung zugeleitet wird. Diese besteht aus einem Demodulator, einem Monoflop ;4F, einem Flip-Flop FF2, einem 1-aus-10-Zähler JZ, jeweils einer UND-Schaltung U und einem steuerbaren Schalter S'. Die erfindungsgemäß getasteten Funk-Sync-Signale werden im Demodulator demoduliert, wobei die Tastimpulse bzw. -pausen mittels des 1-aus-10-Zählers JZ gezählt werden und bei Erreichen des der Station zugeordneten Zählerstandes (Adresse) durch die am entsprechenden Ausgang des 1-aus-10-Zählers JZ eingelegte Brücke bei Nichtvorhandensein eines Alarms das UND-Glied angesteuert wird, welches wiederum den steuerbaren Schalter S' leitend steuert, so daß das empfangene Funk-Sync-Signal über einen Summenverstärker SV dem PSK-Antwerttelegramm überlagert zur Zentrale zurüekgelcitet wi wiili.
• vorhandenem Alarm wird das Zurücksenden des {my nr>nn Funk-Syne-Signals unterbunden, so daß in der Zentrale der Nachtempfang als Alarmmeldung gewertet werden kann.
• In Fig. 4 sind die Zeitverläufe der einzelnen an gewissen Punkten der erfindungsgemäßen überwachungsschaltung nach Fig. 2 auftretenden Signale aufgezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein 1-aus-10-Johnson-Zähler benutzt wird, wird das Funk-Sync-Signal derart getastet, dai3 nach einer längeren Startpause neun Tastimpulse mit acht Tastpausen abwechseln, wonach die längere Startpause des nächsten Zyklus erfolgt. Bei Eintreffen der Startpause wird das retriggerbare Monoflop MF gesetzt und aufgrund der eingestellten Zeit vor Ablauf der Start pause wieder zurückgesetzt, so daß das nachfolgende Flip-Flop FF2 über seinen negierten Takteingang gesetzt wird, während sein Q-Ausgang über ein nicht näher bezeichnetes UND-Glied mit seinem Reset-Eingang verbunden ist und so das Flip-Flop sofort wieder zurückgesetzt wird. Der dadurch entstehende kurze Impuls am Q-Ausgang des Flip-Flops FF2 setzt den 1-aus-1 O-Johnson-Zähler über seinen Reset-Eingang zurück. Die nachfolgenden Tast-Sync-Impulse bzw. -pausen werden auf den negierten Takteingang des 1-aus-10-Johnson-Zählers geleitet, der dadurch hochzählt. Das Hochzählen wird erlaubt, weil die Monoflopzeit wesentlich länger ist, als die Länge einer Tastpause, so daß am Q-Ausgang des Flip-Flops FF2 kein Reset-Impuls entstehen kann. Bei Erreichen des der Station zugeordneten Zählerstandes, hier gleich 9, wird in der geschilderten Weise das UND-Glied U und der steuerbare Schalter S' leitend.
• In Fig. 3 ist das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des zentralen Modems mit dem PSK-Demodulator zur Demodulation der Antworttelegramme und dem FSK-Modulator zur Modulation der Ruftelegramme erkennbar. Von einem Generator wird das Funksynchronsignal von 125 kHz erzeugt und über einen steuerbaren Schalter S geleitet und über einen Summenverstärker SV den FSK-RuStelegrammen überlagert. Die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung umfaßt außer dem steuerbaren Schalter S ein Frequenzteiler FT, ein Flip-Flop FF1, einen 1-aus-10- Johnson-Zähler JZ, einen m-Zähler, ein EXKLUSIV-ODER-Glied O, eine Fehlerzähl- und Anzeige-Einrichtung und einen Demodulator zur Demodultion der den Antworttelegrammen überlaterten zu empfangenden Überwachungssignalen, welche durch Hoch- bzw. Tiefpaß voneinander getrennt werden.
• Die Fig. 5 zeigt die Zeitverläufe von an bestimmten, gekennzeichneten Punkten der Anordnung nach Fig. 3 auftretenden Signale. Das durch den Frequenzteiler FT im Verhältnis 1 : n geteilte Funk-Sync-Signal ist auf die Takteingänge des Flip-Flops FF1 und des m-Zählers geführt. Der invertierte Ausgang des Flip-Flops FF1 ist auf seinen Normaleingang rückgekoppelt, so daß es die geteilte Funk-Sync-Frequenz nochmals halbiert. Sein Q-Ausgang ist zum einen auf ser steuerbaren Schalter und zum anderen auf den 1 aus 13 J-hnson-Zähler-Takteingang geführt. Die Ausgänge des 1 aus Johnson-Zählers sind über Brücken mit den neun Eingänge. er Fehlerzähl- und Anzeigeeinrichtung verbunden, so da3 je nach angesteuertem Ausgang des Johnson-Zählers der entsprechende überwachungspunkt mit dem am Demodulatorausgang anstehenden Überwachungssignal verglichen werden kann. Auf den Resetquereingang des m-Zählers ist weiterhin der Q9-Ausgang, das ist der zehnte Ausgang des Johnson-Zählers, geführt, so daß der m-Zähler bei Erreichen des zehnten Ausgangs des Johnson-Zählers nunmehr mit dem n-geteilten Funk-Sync-Signaltakt hochzählen kann. Mit Setzen des Q9-Ausgang des Johnson-Zählers wird gleichzeitig über das EXKLUSIV-ODER-Glied 0 das Flip-Flop FF1 zurückgesetzt und so lange auf Null gehalten, bis der m-Zähler auf vier gezählt hat, so daß über seinen Q3-Ausgang und über das EXKLUSIV-ODER-Glied das Flip-Flop FF1 wieder freigesetzt wird und nunmehr ebenfalls mit Hilfe des n-geteilten Funk-Sync-Taktes hochzählen kann. In seinem Takte werden über seinen Q-Ausgang der steuerbare Schalter S aus- bzw. eingetastet und der Johnson-Zähler zum Zählen veranlaßt. Bei Eingang des ersten Impulses aus dem Q-Ausgang des Flip-Flops FF1 wird somit der 1-aus-10-Zähler von Q9 auf QO gebracht, wodurch der m-Zähler zurückgesetzt wird und solange zurückgesetzt bleibt, bis Q9 wieder erreicht ist. Auf diese Weise wird das zyklisch aus- und eingetastete Funk-Sync-Signal geinnen, wie es zum Aufruf der einzelnen ortsfesten Stationen benötigt wird, wobei die Startpause in diesem Fall fünf Mal so lang ist wie die Zähltastpause.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, nur einen Summenalarm in einer ortsfesten Station zu überwachen, sondern es können selbstverständlich auch Überwachungskriterien eines Funkgerätes mit berücksichtigt werden, es müssen nur die entsprechenden Brücken an den Ausgängen des 1-aus-10-Johnson-Zählers sowie weitere UND-Glieder U vorgesehen werden. Ebenso ist die Erfindung nicht beschränkt auf einen einzigen 1-aus-10- Johnson-Zähler, falls weitere die Anzahl neun 0 übertreffende Überwachungskriterien zu überwa chen sind, können auch mehrere solcher Johnson-Zähler kombiniert werden, so daß insgesamt ein 1-aus-x ç 10-Zähler entsteht.
• Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren unabhängig vom Datenverkehr der Modems, so daß eine ständige automatische Überwachung stattfinden kann Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche 0 Verfahren zur überwachung einer DatenübertragungsanlzOe bestehend aus jeweils in aneinandergrenzenden oder sich uberlappenden Funkbereichen angeordneten ortsfesten Sende-Empfangsstationen, die jeweils einen Funksendeempfär:.;er aufweisen, aus mit den ortsfesten Stationen in Funkkontakt stehenden, zentral synchronisierten, beweglichen Sende-Empfangsstationen und aus einer mit den ortsfesten Stationen über eine Vierdrahtleitung verbundenen Zentrale, wobei die ortsfesten Funksendeempfänger und die Zentrale Modems aufweisen, die über die eine Doppelader der Vierdrahtleitung mit einem Trägersignal zur Synchronisation versorgt werden, wobei über die andere Doppel ader der Vierdrahtleitung das modulierte Trägersignal als Antworttelegramm der beweglichen Stationen von den ortsfesten Stationen zur Zentrale übertragen wird und wobei über den Phantomkreis der Vierdrahtleitung im Frequenzmultiplex die Ruftelegramme sowie ein Funksynchronisationssignal für die beweglichen Stationen von der Zentrale zu den ortsfesten Stationen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Tastung des Funk-Sync-Signals mittels Modulator in der Zentrale die Modems der ortsfesten Stationen nacheinander aufgerufen werden, wobei jeder ortsfesten Station eine diskrete Adresse zugewiesen ist und wobei in jeder ortsfesten Station ein Demodulator zur Demodulation des empfangenen, getasteten Funk-Sync-Signals und ein Adreßzähler zur Zählung der Tastimpulse und zur Erkennung der Adresse vorgesehen sind, daß bei Erkennung der eigenen Adresse über die andere Doppe-lader der Vierdrahtleitung ein den Zustand der zu überwachenden Stelle entsprechend getastetes Funk-Sync-Signal, dem Antworttelegramm überlagert, zur Zentrale übertragen wird, wobei die Impulsfolgen des empfangenen und des ausgesendeten Funk-Sync-Signals im Störungsfall nicht und im Nichtstörungsfall übereinstimmen, und daß in der Zentrale die Impulsfolge des ausgesandten getasteten Funk-Sync-Signals mit der des empfangenen verglichen wird und daß bei Ungleichheit eine entsprechende Störung gemeldet wird.
2. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit bis zu p-1 zu überwachenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale als Modulator ein 1-aus-p-Zähler, ein m-Zähler, ein Flip-Flop (FF1), ein steuerbarer Schalter (S) und ein Frequenzteiler (FT) sowie ein Demodulator und eine Fehlerzähl- und Anzeigeeinrichtung vorgesehen sind, daß das durch den Frequenzteiler (FT) mit n geteilte Funk-Sync-Signal dem Flip-Flop (FF1) und dem m-Zähler als Takt zugeführt ist, daß der Q-Ausgang des Flip-Flops (FF1) mit dem Steuereingang des stet erharen Schalters zur Testung des Funk-Sync-Signals arl mit dem Takteirlgarlg des 1-aus-p)-Zälllers verbunden ist, daß die Ausgänge des 1-aus-p-Zählers mit den entsprechenden Eingängen der Fehlerzähl- und Anzeigeeinrichtung verbunden sind und daß mittels des Demodulators, dessen Eingang mit der anderen Doppelader der Vierdrahtleitung verbunden ist, aus dem empfangenen, getasteten Funk-Sync-Signal ein Vergleichssignal an die Fehlerzähl-und Anzeigeeinrichtung zum Vergleich mit dem am jeweiligen Ausgang des 1-aus-p-Zählers anstehenden Signal geliefert wird.
3. 3. Schaltungsanordnunginach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnest, daß bei Erreichen des p-ten Ausgangs des 1-aus-p-Zählers der m-Zähler freigegeben wird und das Flip-Plop FF1 angehalten wird, bis der m-Zähler eine gewisse Stellung (m/2) erreicht hat, wodurch das Flip-Flop (FF1) wieder freigegeben und mit dem nächsten Takt der 1-aus-p-Zähler auf seine Ausgangsstellung zurückgesetzt wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch veoennweichnet, daß der 1-aus-p-Zähler ein Johnson-Zähler sJZ) ist, daß der Q9-Ausgang des Johnson-Zählers auf den Rese -Quereingang des m-Zählers und auf einen ersten Eingang eines Exklusiv-Oder-Gliedes geschaltet ist, daß der Q3-Ausgang des m-Zählers auf den zweiten Eingang des Exklusiv-Oder-Gliedes geführt ist und daß der Ausgang des Exklusiv-Oder-Gliedes mit dem Reset-Eingang des Flip-Flops (FF1) verbunden ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang A des steuerbaren Schalters (S), an welchem die getasteten Funk-Sync-Signale zum Aufruf der Stationen stehen, auf den einen Eingang eines Summenverstärkers tSV) geführt ist, an dessen anderen Eingang der Ausgang eines die Ruftelegramme für die beweglichen Stationen erzeugenden FSK-Modulators gelegt ist und daß der Ausgang des Summenverstärkers (SV) mit dem Phantomkreis der Vierdrahtleitung verbunden ist.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 oder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit bis zu p-1 zu überwachenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, daß in der ortsfesten Station ein Demodulator vorgesehen ist zur Erzeugung eines digitalen Signals aus dem empfangenen getasteten Funk-Sync-Signal, daß weiterhin ein retriggerbares Monoflop (MF), ein Flip-Flop (FF2), ein 1-aus-p-Zähler, ein steuerbarer Schalter (S') und ein Undglied (U) vorgesehen sind, daß der Ausgang des Demodulators mit dem Takteingang des Monoflops (MF), mit dem negierten Takteingang des 1-aus-p-Zählers und mit dem D-Eingang des Flip-Flops (FF2) verbunden ist, daß der Ausgang des Monoflops (MF) mit dem negierten Takteingang des Flip-Flops (FF2) verbunden ist, daß der Q-Ausgang des Flip-Ftops (FF2) mit dem Reset-Eingang des 1-aus-p-Zählers und über eine Verzögerungsschaltung mit dem eigenen Reset-Eingang verbunden ist, daß der die betreffende ortsfeste Station kennzeichnende Ausgang des 1-aus-p-Zählers mit dem Steuereingang des steuerbaren Schalters (S') derart über ein UND-Glied (U) verbunden ist, daß im Nichtfehlerfall der aufgerufenen Station die UND-Bedingungen des UND-Gliedes erfüllt sind, wodurch der Schalter (S') leitend gesteuert wird.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der ortsfesten Station ein Summenverstärker (SV) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit der anderen Doppelader der Vierdrahtleitung verbunden ist und dessen einer Eingang mit dem Ausgang des die Antworttelegramme erzeugenden PSK-Modulators verbunden und dessen anderer Eingang über den steuerbaren Schalter (S') mit dem Eingang des Demodulators verbunden ist.