DE3410803A1

DE3410803A1 - Datenuebertragungssystem zum uebertragen aneinandergereihter seismikdaten

Info

Publication number: DE3410803A1
Application number: DE19843410803
Authority: DE
Inventors: Otto Jar Benestad; Paul Oslo Fredriksen; Kjell Hatteland
Original assignee: Geophysical Company of Norway AS
Current assignee: Westerngeco AS
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-01-03
Anticipated expiration: 2004-03-24
Also published as: DK110784A; MA20087A1; GB8406044D0; ZA841713B; BR8401571A; DK166236C; NO154361C; AU2640284A; IE840431L; IN160319B; DK166236B; GB2138249B; GB2138249A; US4635237A; FR2544154A1; IS2886A7; NZ207429A; ES530514A0; FR2544154B1; CA1199100A

Description

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GEOPHYSICAL COMPANY OF NORWAY A.S. H0VIK (Norwegen)

Datenübertragungssystem zum Übertragen aneinandergereihter

Seismikdaten

Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Informationen von mehreren Seismikdatenerfassungsgeräten zu einer zentral angeordneten Empfangs- und Aufzeichnungsstation mit mehreren Schaltmodulen, die mit je einem der Datenerfassungsgeräten verbunden sind.

Geräte zum Erfassen von Seismikdaten besitzen gewöhnlich eine Gruppe von Hydrophonen (oder Geophonen), die Daten in Form von Analogsignalen erzeugen. Wenn jedes Seismikdatenerfassungsgerät M Kanäle besitzt und in einer Übertragunskette N derartiger Datenerfassungsgeräte verwendet werden, dann müssen Daten in M . N Datenkanälen übertragen werden, gewöhnlich über eine Strecke von 3 bis 5 km.

Kabel zum Übertragen von Seismikdaten werden aus Gründen der Zweckmäßigkeit gewöhnlich in Längen von 50 bis 100 m hergestellt und an beiden Enden mit elektrischen Anschlüssen versehen, damit die Kabel in der gewünschten Länge hintereinandergeschaltet werden können und die gewünschte Anzahl von Übertragungskanälen vorhanden ist.

Es ist derzeit üblich, zur Analogübertragung von Seismikdaten für jeden Übertragungskanal eine verdrillte Doppelleitung zu verwenden, In der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation werden die Daten digitalisiert und vor ihrer Verarbeitung in einem Computer auf Magnetband gespeichert.

Diese üblichen Verfahren haben den Nachteil, daß die Übertragungskette infolge der großen Anzahl von miteinander verbundenen elek-

trischen Kontakten sehr störungsanfällig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß infolge der großen Anzahl von elektrischen Leitern das Kabel sehr groß und schwer ist und nur mit Schwierigkeiten manipuliert werden kann. Dadurch ist für die Anzahl der möglichen Übertragungskahäle eine obere Grenze gegeben, die höchstens bei 240 Kanälen liegen kann. Das übliche Verfahren zum Übertragen von Daten in Form von Analogsignalen bedingt auch eine Minderung der Qualität der Daten während ihrer Übertragung zu der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation.

Es ist bereits früher erkannt worden, daß die vorgenannten Nachteile beträchtlich vermindert werden können, wenn die Seismikdaten in Geräten digitalisiert werden, die in nächster Nähe der Datenerfassungsgeräte angeordnet sind und von denen die digitalen Daten in einem Übertragungssystem für Digitaldaten zu der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation übertragen werden. Ein derartiges System hat jedoch den Nachteil, daß in dem ganzen System komplizierte elektronische Komponenten verteilt sein müssen. Dies ist besonders bei der Erfassung von Seismikdaten im Meer problematisch, weil für den Austausch eines defekten Moduls mehrere Stunden der aufwendigen Schiffszeit zum Auf- Abwickeln des Kabels erforderlich sind.

Derzeit sind mehrere verschiedene Übertragungssysteme für die Übertragung von im Meer erfaßten, aneinandergereihten digitalen Seismikdaten auf dem Markt. Alle diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daßsie bei Fehlern in den Übertragungsleitungen oder im elektronischen Teil des Systems nicht einwandfrei arbeiten.

Systeme zum Übertragen von im Meer erfaßten, aneinandergereihten, digitalen Seismikdaten unterscheiden sich grundlegend von anderen Datenübertragungssystemen. In Systemen zum Übertragen von im Meer erfaßten, aneinandergereihten, digitalen Seismikdaten müssen die Forderungen nach hoher Zuverlässigkeit einerseits und nach einfacher Ausbildung und niedrigem Leistungsverbrauch, niedrigem Gewicht und kleinem Volumen andererseits sehr sorgfältig gegeneinander abgewogen werden. Die elektronischen Einrichtungen zwischen aufeinanderfolgenden Längen des Übertragungskabels müssen in wasserdichten Gehäusen angeordnet sein, und diese Gehäuse müssen

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möglichst kurz sein, damit das Kabel mit einer Winde aufgewickelt werden kann. Ferner müssen die Gehäuse möglichst schlank sein, damit sie bei einer Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und dem sie umgebenden Wasser keine Turbulenz erzeugen, die zu akustischen Geräuschen führen würde. Der Leistungsverbrauch einer Übertragungskette zum übertragen von im Meer erfaßten,aneinandergereihten, digitalen Seismikdaten kann ohne weiteres 1 kW oder mehr betragen. Angesichts der Länge der Übertragungsstrecken und der zulässigen Spannungen haben die Adern einen großen Querschnitt, so daß das Kabel schwer ist und nur mit Schwierigkeiten manipuliert werden kann. Das Gewicht des Kabels und der Elektronikgehäuse ist von großer Bedeutung, weil das Kabel notwendigerweise dasselbe spezifische Gewichte haben muß wie das Wasser, damit es im Wasser weder sinkt noch aufschwimmt.

Die GB-AS 2 067 056 beschreibt eine Anordnung zum Übertragen von aneinandergereihten Seismikdaten von im Meer angeordneten Datenerfassungsgeräten zu einem an Bord eines Schiffes befindlichen, zentralen Aufzeichnungsgerät mit mindestens zwei abgehenden Übertragungsleitungen und mindestens zwei ankommenden Übertragungsleitungen, wobei jede dieser Übertragungsleitungen aus Leitungsabschnitten besteht, die mit Hilfe von Detektoren geprüft werden, die mit Hilfe von Schalteinrichtungen eine Überbrückung von Leitungsabschnitten bewirken, die sieh bei der Prüfung als defekt erwiesen haben. Infolgedessen ist im Betriebszustand stets eine durchgehende abgehende Übertragungsleitung und eine durchgehende ankommende Übertragungsleitung vorhanden.

In dieser bekannten Anordnung führt jedoch ein Fehler in den elektronischen Schaltern oder in dem Decoder eines Datenerfassungsmoduls zu einer Blockierung des Signalweges für alle Module, die hinter diesem Modul bzw. stromabwärts von ihm angeordnet sind. Dies kann auch der Fall sein, wenn in den die elektronischen Schalter steuernden Einrichtungen ein Fehler auftritt und die elektronischen Schalter daher fehlerhaft arbeiten.

Die Möglichkeit des Auftretens von schwerwiegenden Störungen in dem aus der GB-AS 2 067 056 bekannten System ist nicht nur durch die Anordnung der Schalter und Decoder bedingt, sondern auch durch

die Art der Signalübertragung zwischen den Datenerfassungsgeräten und den Übertragungsleitungen. In dem bekannten System werden die digitalisierten Ausgangsdaten der Seismikdatenerfassungsgeräte über einen elektronischen Schalter in serieller Form abgegeben und in einer der Übertragungsleitungen aneinandergereiht.

Bei dieser Art der Signalübertragung gehen bei einer Fehlbetätigung des Schalters eines Moduls Daten von allen Seismiksensoren während der entsprechenden Zeit verloren.

Angesichts der vorstehend erläuterten Nachteile aller bekannten Datenübertragungssysteme wäre ein System erwünscht, in dem eine vollkommene Redundanz vorhanden ist und zu diesem Zweck die Elektronikeinheiten doppelt vorgesehen sind. Aus den vorstehen erläuterten Gründen war es jedoch nicht möglich, in Seismikdatenübertragungssystemen elektronische Einrichtungen doppelt vorzusehen. Dagegen wird gemäß der Erfindung das vorstehend erläuterte Problem einwandfrei und auf einfache Weise derart gelöst, daß im wesentlichen dieselben Vorteile erzielt werden wie mit doppelt vorgesehenen elektronischen Geräten, wobei in jedem Modul eine Umschaltung auf die Reserveelektronik und auf eine Reserveleitung möglich ist. Dabei ist das System baukastenförmig aufgebaut, so daß es besonders gut mit vom Kunden vorgeschriebenen integrierten Schaltkreisen aufgebaut werden kann, was zu wichtigen Vorteilen hinsichtlich des Gewichts und des Volumens führt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein System der einleitend beschriebenen Art mit den in den Patentansprüchen angeführten Merkmalen ausgebildet.

In diesem System kann ein beliebiger Fehler,, der in einem Abschnitt des Systems auftritt (ein derartiger Abschnitt besteht aus einem 50 bis 100 m langen Kabelstück, einem Seismikdatenerfassungsgerät mit M Kanälen, und ihm zugeordneten Digitalisierungs- und Sendeeinrichtungen) schlimmstenfalls in einem Verlust der Daten von einem der M Kanäle führen, während der Fehler für die Daten von den vorhergehenden oder nachfolgenden Abschnitten des Systems folgenlos bleibt. Dabei wird als ein derartiger "beliebiger" Fehler entweder eine Leitungsunterbrechung oder ein Kurzschluss

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einer der Doppelleitungen des Kabels in dem betreffenden Abschnitt oder eine Störung eines elektronischen Bauelements des Abschnittes bezeichnet.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen ist

Figur 1 ein Blockschema des Systems,

Figur 2 ein Blockschema des den abgehenden Übertragungsleitungen zugeordneten Teils eines Schaltmoduls N und

Figur 3 ein Blockschema des den ankommenden Übertragungsleitungen zugeordneten Teils des Schaltmoduls N.

In der Figur 1 sind mehrere (N) Schaltmodule 1 dargestellt, die zum Absenden der von den Seismikdatenerfassungsgeräten 4 erfaßten Daten über ankommende Datenübertragungsleitungen 6 an die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 dienen. Von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 führen zu den Schaltmodulen 1 mehrere abgehende Übertragungsleitungen 7· Die in diesen übertragenen Signale umfassen Taktsignale und Befehle, die zur Steuerung der Erfassung und Übertragung von Daten im normalen Betrieb und im Falle einer Störung dienen.

In der Figur 2 ist jener Teil des Schaltmoduls 1 dargestellt, der den abgehenden Übertragungsleitungen 7a und 7b zugeordnet ist. Da jeder Schaltmodul 1 nur einwandfrei arbeiten kann, wenn er von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 die richtigen Steuerdaten erhält, sind zwei abgehende Übertragungsleitungen 7a und 7b vorgesehen. Mindestens eine von diesen beiden Leitungen muß die Daten einwandfrei übertragen. In dem Schaltmodul 1 werden die von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 abgehenden Signale auf folgendem Weg übertragen: Empfänger (A) 8a und (B) 8b, Auswerter (A) 9a und (B) 9b, Matrixwähler 20a und 20b und Sender (A) 11a und (B) 11b. In den Empfängern (A) 8a und (B) 8b wird das Signal verstärkt und von dem (bipolaren) AMI-Code in den NRZ-Code (ohne Rückkehr zu Null) umcodiert. Gleichzeitig wird ein Signal über die Leitung 12a und 12b zu den Taktgebern (A) und (B) der

Informationsdecoder (A) 13a und (B) 13b abgezweigt.. Diese Taktgeber dienen zum Regenerieren des Taktsignals von 1,6 MHz. In den Auswertern (A) 9a und (B) 9b wird das Signal unter Steuerung durch das regenerierte Taktsignal abgefragt, das über die Leitungen 14a und 14b angelegt wird. Das durch die Abtastung erhaltene Signal wird über die jeweilige Leitung 15a, 15b den Decoderteilen (A) und (B) der entsprechenden Decoder (A) 13a und (B) 13b zugeführt, die über Steuerbusse 5a und 5b alle Funktionen in dem Schaltmodul steuern. Danach führt der Signalweg zu den Matrixwählern 20a und 20b, die auf der einen Seite über je eine Leitung 21a, 21b mit den Auswertern (A) 9a und (B) 9b und auf der anderen Seite über je eine Leitung 22a, 22b mit dem Sender (A) 11a und dem Sender (B) 11b verbunden sind. In den Sendern (A) 11a und (B) lib wird das Signal . von dem NRZ-Code auf den AMI-Code umcodiert und verstärkt.

Die Informationsdecoder (A) 13a und (B) 13b.sind mit dem Wähler 10 über Leitungen 16a, 17a und 16b, 17b verbunden. Über die Leitungen l6a, l6b wird ein Ansteuersignal SELECT und über die Leitungen 17a, 17b ein Synchronsignal übertragen.

In der Figur 2 erkennt man, daß die den abgebenden-Übertragungsleitungen 7a und 7b zugeordnete Elektronik fast vollkommen redundant ist. Infolgedessen ist eine 100#ige Fehlertoleranz gewährleistet und kann ein Baukastensystem verwendet werden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die aus den Empfängern (A) 8a und (B) 8b, den Auswertern (A) 9a und (B) 9b, den Matrixwählern 20a und 20b, den Sendern (A) 11a und (B) 11b und den Multiplexern (A) l8a und (B) l8b bestehenden Einheiten für beide abgehenden Übertragungsleitungen 7a, 7b identisch sind und auch mit den entsprechenden Einheiten für die ankommenden Übertragungsleitungen 6 (in Figur 3 mit 6, bis 6 , 6 bezeichnet)

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identisch sind. Hinsichtlich der Fehlertoleranz wird nachstehend kurz erläutert, was beim Auftreten bestimmter Fehler geschieht.

Im normalen Betriebszustand gibt der Wähler über die Leitung 19 an die Multiplexer (A) l8a und (B) l8b ein der Binärziffer 0 entsprechendes Ansteuersignal Sei. ab. Dadurch wird die abgehende Übertragungsleitung 7a als die angesteuerte Leistung bezeichnet,

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von der alle Informationen anzunehmen sind. Der Multiplexer (A) l8a und der Multiplexer (B) l8b gewährleisten, daß nur von dem Steuerbus 5a kommende Signale verarbeitet, von dem Steuerbus 5b kommende Signale dagegen ignoriert werden. Ferner werden dadurch die Matrixwähler 20a, 20b in einen solchen Zustand gebracht, daß sie von der abgehenden Übertragungsleitung 7a kommende Signale über beide zu den Baugruppen der Sätze A und B führenden Leitungen weitergeben. Wenn infolge einer Unterbrechung der Übertragungsleitung 7a der Empfänger (A) 8a kein Signal empfängt, fällt der Informationsdecoder (A) 13a außer Tritt und erzeugt er ein Warnsignal, das bewirkt, daß das über die Leitung 17a übertragene Synchronsignal SYNC. von dem Pegel H auf den Pegel L geht. Gleichzeitig hört die Übertragung von Taktinformation über den Steuerbus 5a auf, so daß der Auswerter 9b kein Taktsignal mehr empfängt und daher auch der Informationsdecoder (B) 13b außer Tritt fällt und mit seinem Synchronsignal SYNC. eine Warnung abgibt. Jetzt erhält der Wähler 10 die Information, daß beide Informationsdecoder (A, B) 13a, 13b außer Tritt sind. Infolgedessen steuert der Wähler 10 jetzt die Übertragungsleitung 7b an, indem er das über die Leitung 19 übertragene Ansteuersignal Sei. für mindestens ms von dem Pegel L auf den Pegel H umtastet. Jetzt werden die von dem Steuerbus 5b kommenden Steuer- und Taktsignale empfangen, so daß der Auswerter (B) 9b wieder ein Taktsignal erhält und der Informationsdecoder (B) 13b in Tritt fällt, während der Informationsdecoder (A) 13b außer Tritt bleibt. Nun werden die Matrixwähler 20a, 20b derart umgeschaltet, daß sie die von der Übertragungsleitung 7b kommenden Signale über beide zu den Einheiten A und B führenden Leitungen weitergeben und über beide Leitungen wieder eine einwandfreie Datenübertragung stattfindet.

Im Falle eines elektronischen Fehlers in dem Empfänger (A) 8a oder in dem Taktgeber A des Informationsdecoders (A) 13a findet dasselbe statt wie im Falle einer Unterbrechung der Übertragungsleitung 7a.

Wenn in dem Auswerter (A) 9a oder dem Decoderteil A des Informationsdecoders (A) 13a ein Elektronikfehler auftritt, werden falsche Steuersignale an den Steuerbus 5a abgegeben. Dadurch wird der ganze Betriebszustand des Schaltmoduls derart beeinflußt,

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daß in der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 (Figur 1) festgestellt wird, daß die von dem betreffenden Schaltmodul kommenden Daten fehlerhaft sind (Paritätsprüfung). Infolgedessen sendet die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungsstation an den Schaltmodul 1 den Befehl zum Umschalten von der Übertragungsleitung 7a auf die Übertragungsleitung 7b ab. Dieser Befehl wird in dem Decoderteil B des Informationsdecoders (B) 13b decodiert, worauf dieser das über die Leitung 16b an den Wähler 10 das Ansteuersignal SELECT abgibt und das Ansteuersignal Sei. von dem Pegel L auf den Pegel H umgetastet und dadurch der normale Betriebszustand wiederhergestellt wird.

Ein Fehler in dem Wähler 10 bleibt ohne schwerwiegende Folgen, solange die anderen Einheiten einwandfrei arbeiten. (Dabei wird vorausgesetzt, daß nicht in mehreren Einheiten eines Sendemoduls gleichzeitig Fehler auftreten.)

Ein in dem Multiplexer (A) 18a, dem Matrixwähler 20a oder dem Sender (A) 11a auftretender Fehler hat nur auf die abgehende Übertragungsleitung 7a einen Einfluß, beeinträchtigt die über die abgehende Übertragungsleitung 7b übertragenen Daten dagegen nicht.

Ein Fehler in dem Empfänger (B) 8b, der Übertragungsleitung 7b, dem Informationsdecoder (B) 13b, dem Auswerter (B) 9b,.dem Multiplexer (B) 18b, dem Matrixwähler 20b oder dem Sender (B) lib bleibt ohne besondere Folgen, wird jedoch in dem Schaltmodul in einer besonderen, in Figur 2 nicht gezeigten Überwachungseinheit registriert. Ferner wird Information über den Zustand des Schaltmoduls regelmäßig an die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 (Figur 1) übertragen.

An allen Stellen, an denen mehrere Einheiten mit derselben Leitung verbunden sind, wird eine weiche Koppelung (Widerstandskoppelung) verwendet, damit ein Defekt in einer Einheit nicht imstande ist, die von den anderen mit der Leitung verbundenen Einheiten kommenden Signale zu zerstören. In dem Wähler werden die Sprünge des Ansteuersignals SELECT erfaßt, so daß ein Ansteuersignal SELECT, das infolge eines Fehlers ständig auf dem Pegel H oder dem Pegel L bleibt, ignoriert wird.

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Ein derartiger Sprungdetektor kann einen Hochpaß aus einer Kombination von Kondensatoren und Widerständen enthalten.

Figur 3 zeigt jenen Teil des in der Figur 1 dargestellten Schaltmoduls 1 der zum Senden von Daten über die ankommenden Übertragunsleitungen 6 dient. Das System ist so ausgebildet, daß für jeden Kanal eines Seismikdatenerfassungsgeräts eine gewöhnliche ankommende Übertragungsleitung (6, bis 6 ) vorhanden ist. Es ist also für jeden Kanal eine gewöhnliche Übertragungsleitung vorhanden. Dabei sind jedoch die entsprechenden Kanäle der anderen Schaltmodule an dieselbe Übertragungsleitung angeschlossen, die daher mehrfach ausgenutzt wird.

Dies stellt ein wichtiges Merkmal des Systems dar und ermöglicht einen einfachen, modularen Aufbau desselben. Dieses Merkmal ist in der Übertragung von aneinandergereihten digitalen Seismikdaten vollkommen neu.

Außer den M gewöhnlichen Leitungen 6, bis 6 ist noch eine Reserveleitung 6c vorgesehen. Es ist ferner ein Matrixwähler vorhanden, der aus den Eingabewählern 23-^ bis 23_m, den Datenwählern 24₁ bis 24 , den Ausgabewählern 25-, bis 25_m für die gewöhnlichen Leitungen 6-, bis 6 und dem Ausgabewähler 26c für die Reserveleitung 6c besteht. Mit Hilfe eines der Eingabewähler 23·, bis 23_m kann das von der Reserveleitung 6c kommende Signal über eine aus den gewöhnlichen Leitungen 6-, bis 6 willkürlich ausgewählte Leitung weitergegeben werden. Ferner kann ein Signal, das mit dem Signal identisch ist, das über eine aus den gewöhnlichen Leitungen 6. bis 6 willkürlich ausgewählte Leitung übertragen wird, über einen der Ausgabewähler 25-, bis 25 an die Reserveleitung 6c abgegeben werden. Jeder der Datenwähler 24, bis 24 gewährleistet, daß von dem ihm zugeordneten Datenerfassungsgerät kommende Daten zusammen mit den Daten, die von stromabwärts von diesem Schaltmodul kommenden Schaltmodulen kommen, an der richtigen Stelle in die Datenreihe eingefügt werden.

Außer den M gewöhnlichen Leitungen O₁ bis 6 und der Reserveleitung 6c ist noch eine in der Figur 3 nicht gezeigte Hilfsleitung vorhanden, die mit den gewöhnlichen Leitungen 6, bis 6_m identisch

ist, aber Daten nicht von dem Seismikdatenerfassungsgerät, sondern von einer Hilfseinrichtung empfängt. Der Benutzer kann bestimmen, welche Daten er hier eingeben will, beispielsweise den Druck, die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit, den Kompaßkurs usw. Mit einer bestimmten Regelmäßigkeit wird dieser Kanal auch für die vorstehend erwähnte Übertragung von den Zustand des Sendemoduls darstellenden Daten verwendet.

Alle Signale, die für die Steuerung der Übertragung auf den ankommenden Übertragungsleitungen 6-, bis 6 sowohl unter normalen Bedingungen als auch bei vorhandenen Fehlern erforderlich sind, werden von dem Wähler 10 in Figur 2 über den Steuerbus 5a, 5b und die Leitung 19 abgegeben.

Die Steuerung der ankommenden Übertragungsleitungen erfolgt mit denselben Steuersignalen und nach denselben Steuerprinzipien wie die Steuerung der Übertragungsleitungen für abgehende Daten. Die Vielfachfunktion ist dezentralisiert, so daß ein Fehler in dem Multiplexer höchstens einen Kanal stillegen kann.

Es können folgende Fehler auftreten: 'Bei einer Unterbrechung oder einem Kurzschluß in einer der gewöhnlichen Leitungen 6-, bis 6 werden die in dieser Übertragungsleitung ankommende Daten, die von allen stromabwärts von dem Fehler angeordneten Schaltmodulen kommen, zerstört. Dies wird von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 sofort registriert (Paritätsprüfung), die daraufhin an die vor und hinter dem Fehler angeordneten Schaltmodule 1.einen Befehl zum Umleiten der Daten von der betreffenden gewöhnlichen Leitung an eine Reserveleitung und von dieser wieder auf die gewöhnliche Leitung abgibt. Infolgedessen erfolgt eine vollständige Wiederherstellung der Leitungsverbindung und gehen nach dem Umschalten keine Daten mehr verloren.

Wenn ein Fehler in der Elektronik jenes Teils des Moduls auftritt, der aus folgenden Einheiten besteht: Empfänger 28, bis 28 , Auswerter 29j bis 29_m, Matrixwähler Sm, Sender 3O₁ bis 30_m und Multiplex 31-1 bis 31_m, wird dieser Fehler ebenfalls in der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 registriert, die dann an die vor dem Fehler angeordneten Schaltmodule 1 den Befehl zum Umleiten

der über die betreffende gewöhnliche Leitung 6, bis 6 übertragenen Daten an die Reserveleitung 6c mittels des Wählers 25-, bis 25 gibt. An den defekten Schaltmodul 1 wird der Befehl gegeben, das über die Reserveleitung 6c ankommende Signal an den Wähler 26c des nächsten Schaltmoduls 1 abzugeben, in dem das Signal mittels des Wählers 23-. bis 23_m wieder an die richtige gewöhnliche Übertragungsleitung 6, bis 6 abgegeben wird. Dank der Umschaltung geht nur ein Kanal in dem Abschnitt verloren, was als tragbar gilt.

Vorstehend wurde schon darauf hingewiesen, daß in Systemen zum Erfassen von Seismikdaten im Meer die Datenübertragungssysteme besonderen Anforderungen genügen müssen. Bei den bekannten digital arbeitenden Datenerfassungssystemen konnte die erforderliche Zuverlässigkeit nicht unter allen Umständen gewährleistet werden. Das ist wahrscheinlich der Grund dafür, daß der Markt immer noch von den üblichen, analog arbeitenden Datenerfassungssystemen beherrscht wird. Dagegen ermöglicht die Erfindung die Verwendung einer modular aufgebauten Elektronik mit identischen, vom Kunden vorgeschriebenen Elektronik-Schaltkreisen, so daß die Anzahl der aktiven elektronischen Bauelemente stark herabgesetzt wird, und schafft die Erfindung ein System mit Matrixwählern und teilweise redundanter Elektronik und weicher Koppelung zwischen den doppelt vorgesehenen Einrichtungen, so daß eine lOOy&ige Fehlertoleranz gewährleist ist. Infolgedessen stellt die Erfindung einen beträchtlichen technischen Fortschritt gegenüber den vorhandenen Systemen dar.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. System zum Übertragen von Information von mehreren Datenerfassungsgeräten (4) zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3)

mit mehreren Schaltmodulen (l), die mit je einem Datenerfassungsgerät (4) verbunden sind,

mit mehreren Datenübertragungsleitungen (6, 7), in denen jeder der Schaltmodule (1) mit mindestens einem anderen der Schaltmodule hintereinander geschaltet ist, wobei mindestens ein Paar der Datenübertragungsleitungen (7) aus einer ersten und einer zweiten abgehenden Datenübertragungsleitung (7a, 7b) besteht, die zum Übertragen von Information von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3) zu den Datenerfassungsgeräten (4) dienen, und mindestens ein zweites Paar der Datenübertragungsleitung (6) aus einer ersten und einer zweiten ankommenden Datenübertragungsleitung (6^ bis 6 , 6c) besteht, die zum Übertragen von Information von den Datenerfassungsgeräten (4) zu der zentralen Empfangs-und Aufzeichungsstation (3) dienen, und

wobei jeder Schaltmodul (1) eine den abgehenden Übertragungsleitungen zugeordnete Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem mit ihm im wesentlichen identischen zweiten Empfänger (8a, 8b) zum Empfang von Informationssignalen von der ersten bzw. zweiten abgehenden Datenübertragungsleitung (7a, 7b) umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltmodul (l) ferner umfaßt:

Einen ersten und einen zweiten, mit dem ersten im wesentlichen identischen Informationsdecodierer (13a, 13b) zum ^xecodieren von Informationssignalen, die von dem ersten bzw. dem zweiten Empfänger (8a, 8b) empfangen worden sind;

einen ersten und einen zweiten, mit dem ersten im wesentlichen identischen Sender (lla, lib) zum Absenden von Informationssignalen, die von dem ersten bzw. zweiten Empfänger (8a, 8b) empfangen worden sind, über die erste bzw. zweite abgehende Datenübertragungsleitung (7a, 7b) zu einem anderen der Schaltmodule; und

Übertragungsleitungs-Schalteinrichtungen (20a, 20b), die auf Grund von Informationen, die von dem ersten und zweiten Informationsdecodierer (13a, 13b) decodiert worden sind, den ersten oder den zweiten Sender zum absenden von Signalen an den anderen Schaltmodul ansteuern.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wähleinrichtung (10) vorgesehen ist, die auf Grund einer von dem ersten und dem zweiten Informationsdecoder (13a, 13b) kommenden, decodierten Information, die besagt, daß in den angesteuerten abgehenden Datenübertragungsleitungen (7a,' 7b) eine Unterbrechung vorhanden ist oder daß in dem Informationsdecoder (13a, 13b), der mit jenem Empfänger (8a, 8b) verbunden ist, der Informationssignale von der angesteuerten abgehenden Datenübertragungsleitung (7a, 7b) empfängt, die Schalteinrichtungen (20a, 20b) derart steuern, daß sie die andere der abgehenden Datenübertragungsleitungen für die Übertragung von Signalen zu dem anderen S.chaltmodul ansteuern.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Informationsdecoder (13a, 13b) umfaßt:

Eine Einrichtung zum Erzeugen eines Ansteuersignals auf Grund eines in der decodierten Information erfaßten Ansteuerbefehls und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Synchronsignals auf Grund der Feststellung, daß die decodierten Informationssignale einem vorherbestimmen Protokoll entsprechen,

wobei die Wähleinrichtung (10) eine Einrichtung umfaßt, die auf Grund des Empfanges eines Ansteuersignals von mindestens einem Informationsdecoder oder des Empfangs des genannten Synchronsignals von allen genannten Informationsdecodern eine Umschaltung von einer abgehenden Datenübertragungsleitung auf eine andere bewirkt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuersignalleitungen (16a, 16b) mit der Wähleinrichtung (10) über differenzierend wirkende Bauelemente verbunden sind, so daß durch ein Ansteuersignal (l6a, 16b), das infolge eines Fehlers in dem

entsprechenden Informationsdecoder (13a, 13b) ständig auf dem Pegel H oder L bleibt, die Wähleinrichtung (10) nicht beeinflußt wird,

wobei die Wähleinrichtung (10) ein Ansteuersignal über je einen Widerstand an Steuersignal-Multiplexer (l8a, l8b) abgibt, die je einer der Schalteinrichtungen (20a, 20b) zugeordnet sind, so daß durch einen Fehler in einem der Multiplexer (18a, l8b) das den anderen Steuersignal-Multiplexern (l8a, l8b) zugeführte Ansteuersignal nicht beeinflußt wird, und

die Informationsdecoder (13a, 13b) die Steuersignale an die Steuersignal-Multiplexer über je einen Widerstand abge.ben, damit durch einen Fehler in einem der Multiplexer (l8a, l8b) das den anderen Multiplexern (l8a, l8b) zugeführte Steuersignal nicht beeinflußt wird.

5. System zum Übertragen von Information von mehreren Datenerfassungsgeräten (4) zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3)

mit mehreren Schaltmodulen (1), die mit je einem Datenerfassungsgerät (4) verbunden sind,

mit mehreren Datenübertragungsleitungen (6, 7), in denen jeder der Schaltmodule (1) mit mindestens einem anderen der Schaltmodule hintereinander geschaltet ist, wobei mindestens ein Paar der Datenübertragungsleitungen (7) aus einer ersten und einer zweiten abgehenden Datenübertragungsleitung (7a, 7b) besteht, die zum Übertragen von Information von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3) zu den Datenerfassungsgeräten (4) dienen, und mindestens ein zweites Paar der Datenübertragungsleitung (6) aus einer ersten und einer zweiten ankommenden Datenübertragungsleitung (6, bis 6 , 6c) besteht, die zum Übertragen von Information von den Datenerfassungsgeräten (4) zu der zentralen Empfangs- und Aufeichnungsstation (3) dienen, dadurch gekennzeichnet, daß

mindestens soviele ankommende Datenübertragungsleitungen (6) wie Kanäle (M) in einem Datenerfassungsgerät (4) vorhanden sind, und

daß von jedem Datenerfassungsgerät (4) Daten parallel an die entsprechenden ankommenden Datenübertragungsleitungen (6, bis 6 ) abgegeben werden.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere der Übertragungsleitungen (6) eine ankommende Reserve-Datenübertragungsleitung (6c) ist und die genannten mindestens zwei ankommenden Datenübertragungsleitungen gewöhnliche ankommende Datenübertragungsleitungen (6-, bis 6_ffi) sind, und daß das genannte System in jedem Schaltmodul ferner umfaßt:

Eine Koppelungsmatrix (Sm) mit Eingangswählern (23-> bis 23 ), die mit je einer der gewöhnlichen ankommenden Datenübertragungsleitungen verbunden sind und feststellen, ob ein über die betreffende ankommende Datenübertragungsleitung zu übertragendes Signal von einer ankommenden gewöhnlichen oder von einer Reserve-Datenübertragungsleitung kommt, ferner mit Datenwählern (24, bis 24 ), die mit je einer der gewöhnlichen ankommenden Datenübertragungsleitungen verbunden sind, die aus den Datensignalen, die von dem mit dem genannten Sehaltmodul (1) verbundenen Datenerfassungsgerät (4) oder von mit anderen Sendemodulen verbundenen Datenerfassungsgeräten kommen, Datensignale für die übertragung über die von dem Eingangswähler angesteuerte Leitung auswählen, ferner mit Ausgangswählern (25-, bis 25 ), die mit je einer der gewöhnlichen ankommenden Datenübertragungsleitungen verbunden sind, und mit einem Reserveleitungs-Ausgangswähler (26c), der mit der ankommenden Reserve-Datenübertragungsleitung (6c) verbunden ist und bestimmt, ob von den Datenwählern ausgewählte Datensignale nur auf der entsprechenden gewöhnlichen ankommenden Datenübertragungsleitung oder auch auf der ankommenden Reserve-Datenübertragungsleitung übertragen werden, ,

wobei die Informationsdecodierer (13a, 13b) eine Einrichtung zur Steuerung der Eingangswähler, der Datenwähler und der Ausgangswähler auf Grund von Signalen besitzen, die über eine angesteuerte abgehende Datenübertragungsleitung empfangen worden sind.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungsmatrix (Sm) durch einzelne Multiplexer gesteuert wird,

die Ansteuersignale von einem Wähler (10) über je einen Widerstand empfangen und die Steuersignale von den Informationsdecodern (13a, 13b) über je einen weiteren Widerstand empfangen*

8. Verfahren zum Übertragen von Information von mehreren Seismikdatenerfassungsgeräten zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation, dadurch gekennzeichnet:

Daß mehrere Schaltmodule mit je einem Datenerfassungsgerät verbunden werden;

daß die Schaltmodule über mehrere Übertragungsleitungen hintereinandergeschaltet werden, wobei mindestens zwei der Übertragungsleitungen eine erste und eine zweite abgehende Datenübertragungsleitung sind, die zum Übertragen von Information von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation zu den Datenerfassungsgeräten dienen, und mindestens zwei der Übertragungsleitungen eine erste und eine zweite ankommende Datenübertragungsleitung sind, die zum Übertragen von Information von den Datenerfassungsgeräten zu der zentralen Empfangs- und AufZeichnungsstation dienen; und

daß auf Grund von Informationen, die von der zentralen Empfangsund Aufzeichnungsstation auf den abgehenden Datenübertragungsleitungen übertragen und in jedem Schaltmodul decodiert worden sind, von jedem Schaltmodul Signale über alle abgehenden Datenübertragungsleitungen zu dem nächsten mit ihm in Reihe geschalteten Schaltmodul übertragen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgehenden Datenübertragungsleitungen derart gesteuert werden, daß im Falle einer Unterbrechung in einer angesteuerten abgehenden Datenübertragungsleitung oder eines Fehlers beim Decodieren von Information eine andere abgehende Datenübertragungsleitung für den Empfang von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation kommenden Information angesteuert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Daten von den Erfassungsgeräten parallel an die ankommenden Datenübertragungsleitungen abgegeben werden und daß die Anzahl der ankommenden

Datenübertragungsleitungen der Anzahl der Kanäle jedes Datenerfassungsgeräts entspricht.