DE3410803C2 - System zum Übertragen von Informationen von mehreren Datenerfassungsgeräten zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation, insbesondere zum Übertragen aneinandergereihter Seismikdaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Informationen von mehreren Datenerfassungsgeräten zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation, insbesondere zum Übertragen aneinander­ gereihter Seismikdaten. Bei den Datenerfassungsgeräten handelt es sich vorzugsweise um Seismikdatenerfassungsgeräte. Das System weist mehrere Schaltmodule auf, die mit je einem Datenerfassungs­ gerät 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 Übertragungskette N derartiger Daten­ erfassungsgeräte 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 Da­ ten digitalisiert und vor ihrer Verarbeitung in einem Computer auf Magnetband gespeichert.

Diese üblichen Verfahren haben den Nachteil, daß die Übertragungs­ kette infolge der großen Anzahl von miteinander verbundenen elek­ trischen Kontakten sehr störungsanfällig ist. Ein weiterer Nach­ teil besteht darin, daß infolge der großen Anzahl von elektrischen Leitern das Kabel sehr groß und schwer ist und nur mit Schwierig­ keiten manipuliert werden kann. Dadurch ist für die Anzahl der möglichen Übertragungskanäle 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 Nach­ teile beträchtlich vermindert werden können, wenn die Seismikdaten in Geräten digitalisiert werden, die in nächster Nähe der Daten­ erfassungsgeräte angeordnet sind und von denen die digitalen Daten in einem Übertragungssystem für Digitaldaten zu der zentralen Emp­ fangs- und Aufzeichnungsstation übertragen werden. Ein derartiges System hat jedoch den Nachteil, daß in dem ganzen System kompli­ zierte 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, daß sie 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 einfa­ cher Ausbildung und niedrigem Leistungsverbrauch, niedrigem Ge­ wicht und kleinem Volumen andererseits sehr sorgfältig gegeneinan­ der abgewogen werden. Die elektronischen Einrichtungen zwischen aufeinanderfolgenden Längen des Übertragungskabels müssen in wasserdichten Gehäusen angeordnet sein, und diese Gehäuse müssen möglichst kurz sein, damit das Kabel mit einer Winde aufge­ wickelt 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 ei­ ner Übertragungskette zum Übertragen von im Meer erfaßten, anein­ andergereihten, digitalen Seismikdaten kann ohne weiteres 1 kW oder mehr betragen. Angesichts der Länge der Übertragungs­ strecken 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 Ka­ bel notwendigerweise dasselbe spezifische Gewicht haben muß wie das Wasser, damit es im Wasser weder sinkt noch aufschwimmt.

Die GB-AS 2 067 056 und die hierzu parallele DE-OS 30 45 987 be­ schreiben eine Anordnung zum Übertragen von aneinandergereihten Seismikdaten von im Meer angeordneten Datenerfassungsgeräten zu einem an Bord eines Schiffes befindlichen, zentralen Aufzeich­ nungsgerät mit mindestens zwei abgehenden Übertragungsleitungen und mindestens zwei ankommenden Übertragungsleitungen, wobei jede dieser Übertragungsleitungen aus Leitungsabschnitten be­ steht, die mit Hilfe von Detektoren geprüft werden, die mit Hil­ fe von Schalteinrichtungen eine Überbrückung von Leitungsab­ schnitten bewirken, die sich bei der Prüfung als defekt erwiesen haben. Infolgedessen ist im Betriebszustand stets eine durch­ gehende abgehende Übertragungsleitung und eine durchgehende an­ kommende Übertragungsleitung vorhanden.

Aus den beiden erwähnten Vorveröffentlichungen ist ein System zum Übertragen von Informationen von mehreren Datenerfassungsge­ räten zu einer zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation be­ kannt, bei dem mehrere Schaltmodule vorhanden sind, die mit je einem Datenerfassungsgerät verbunden sind. Ferner sind mehrere Datenübertragungsleitungen vorhanden, in denen jedes der Schalt­ module mit mindestens einem anderen der Schaltmodule hinterein­ ander geschaltet ist, wobei mindestens ein Paar der Datenüber­ tragungsleitungen aus einer ersten und einer zweiten Datenüber­ tragungsleitung besteht, die zum Übertragen von Information von der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation zu den Datener­ fassungsgeräten dienen, und mindestens ein zweites Paar der Datenübertragungsleitungen aus einer ersten und einer zweiten Datenübertragungsleitung besteht, die zum Übertragen von Infor­ mation von den Datenerfassungsgeräten zu der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation dienen. Jedes Schaltmodul umfaßt eine den in Richtung von der zentralen Station wegführenden Über­ tragungsleitungen zugeordnete Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem mit ihm im wesentlichen identischen zweiten Empfänger zum Empfang von Informationssignalen von der ersten bzw. zweiten in Richtung von der zentralen Station wegführenden Datenübertragungsleitung. Ferner umfaßt jedes Schaltmodul einen ersten und einen zweiten, als Leitungsverstärker ausgebildeten Sender zum Absenden von Informationssignalen.

In der bekannten Anordnung führt jedoch ein Fehler in den elek­ tronischen Schaltern oder in dem Decoder eines Datenerfassungs­ moduls 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 bzw. der DE-OS 30 45 987 bekannten System ist nicht nur durch die Anordnung der Schalter und Decoder bedingt, sondern auch durch die Art der Signalüber­ tragung zwischen den Datenerfassungsgeräten und den Übertragungs­ leitungen. In dem bekannten System werden die digitalisierten Ausgangsdaten der Seismikdatenerfassungsgeräte über einen elek­ tronischen Schalter in serieller Form abgegeben und in einer der Übertragungsleitungen aneinandergereiht.

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

Aus der GB-PS 920 370 ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Information bekannt, bei welcher diese Informationen von einer Stelle zu einer anderen über eine Mehrzahl von Kanälen (Lei­ tungen) übertragen werden. Im Hinblick auf Leitungsschäden sind Reservekanäle vorgesehen, die im Störungsfall benutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Übertragen von Information von mehreren Datenerfassungsgeräten zu einer zen­ tralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation vorzuschlagen, bei dem bei einem Fehler in einer Übertragungsleitung oder bei einem Fehler in einem Schaltmodul das Gesamtsystem funktionsfähig bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach einem ersten Vorschlag durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben. In jedem Schaltmodul sind Schalteinrichtungen vor­ gesehen, die aufgrund von Informationen, die von dem ersten und zweiten Informationsdekodierer dekodiert worden sind und aus denen hervorgeht, ob in den angesteuerten, in Richtung von der zentralen Station weg führenden Datenübertragungsleitungen eine Unterbrechung vorhanden ist oder in dem Informationsdekodierer ein Fehler vorliegt, die vom Empfänger empfangenen Signale zum Ausgang des Schaltmoduls durchschaltet. Durch die Erfindung wird ein System geschaffen, in dem eine vollkommene Redundanz vorhan­ den ist und in dem zu diesem Zweck die Elektronikeinheiten dop­ pelt vorgesehen sind. Die Aufgabe der Erfindung wird einwandfrei und auf einfache Weise derart gelöst, daß im wesentlichen die­ selben 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.

Die oben angegebene Aufgabe wird ferner nach einem zweiten Vor­ schlag, für den selbständig Schutz begehrt wird, durch die Kom­ bination der Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 5 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Unteranspruch 6 angege­ ben. Zusätzlich zu den in Richtung zu der zentralen Station hin führenden Datenübertragungsleitungen ist eine ebenfalls in Richtung zu der zentralen Station hin führende Reserve-Datenüber­ tragungsleitung vorhanden. Das System umfaßt in jedem Schaltmo­ dul eine Koppelungsmatrix mit Eingangswählern, Datenwählern, Ausgangswählern und einem Reserveleitungs-Ausgangswähler. Die Informationsdekodierer besitzen eine Einrichtung zur Steuerung der Eingangswähler, der Datenwähler und der Ausgangswähler auf Grund von Signalen, die über eine angesteuerte, in Richtung zu der zentralen Station hin führende Datenübertragungsleitung empfangen worden sind. Die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungs­ station registriert einen Störung in den ankommenden Daten. Sie gibt daraufhin an die Schaltmodule einen Befehl zum Umleiten der Daten über die Reserveleitung ab. In dem erfindungsgemäßen Sys­ tem 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 Sende­ einrichtungen) 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 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

Fig. 1 ein Blockschema des Systems,

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

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

In der Fig. 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 übertra­ genen 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 Fig. 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 Taktge­ ber 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 ver­ bunden sind. In den Sendern (A) 11a und (B) 11b 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 Lei­ tungen 16a, 16b wird ein Ansteuersignal SELECT und über die Lei­ tungen 17a, 17b ein Synchronsignal übertragen.

In der Fig. 2 erkennt man, daß die den abgebenden Übertragungs­ leitungen 7a und 7b zugeordnete Elektronik fast vollkommen redun­ dant ist. Infolgedessen ist eine 100%ige Fehlertoleranz gewähr­ leistet 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) 18a und (B) 18b bestehenden Einheiten für beide abgehenden Übertragungsleitungen 7a, 7b identisch sind und auch mit den entsprechenden Einheiten für die ankommenden Übertragungsleitungen 6 (in Fig. 3 mit 6 _l bis 6 _m, 6 _c bezeichnet) 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) 18a und (B) 18b ein der Binärziffer 0 ent­ sprechendes Ansteuersignal Sel. ab. Dadurch wird die abgehende Übertragungsleitung 7a als die angesteuerte Leistung bezeichnet, von der alle Informationen anzunehmen sind. Der Multiplexer (A) 18a und der Multiplexer (B) 18b 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 Übertragungs­ leitung 7a der Empfänger (A) 8a kein Signal empfängt, fällt der Informationsdecoder (A) 13a außer Tritt und erzeugt er ein Warn­ signal, das bewirkt, daß das über die Leitung 17a übertragene Synchronsignal SYNC. von dem Pegel H auf den Pegel L geht. Gleich­ zeitig hört die Übertragung von Taktinformation über den Steuer­ bus 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 Informationsdeco­ der (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 Sel. für mindestens 500 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 Informa­ tionsdecoder (A) 13b außer Tritt bleibt. Nun werden die Matrix­ wähler 20a, 20b derart umgeschaltet, daß sie die von der Übertra­ gungsleitung 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 Übertragungs­ leitung 7a.

Wenn in dem Auswerter (A) 9a oder dem Decoderteil A des Informa­ tionsdecoders (A) 13a ein Elektronikfehler auftritt, werden falsche Steuersignale an den Steuerbus 5a abgegeben. Dadurch wird der ganze Betriebszustand des Schaltmoduls derart beeinflußt, daß in der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 (Fig. 1) festgestellt wird, daß die von dem betreffenden Schaltmodul kommen­ den 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 Sel. von dem Pegel L auf den Pegel H umgetastet und dadurch der normale Betriebszustand wiederherge­ stellt 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 Über­ tragungsleitung 7a einen Einfluß, beeinträchtigt die über die ab­ gehende 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 Multi­ plexer (B) 18b, dem Matrixwähler 20b oder dem Sender (B) 11b bleibt ohne besondere Folgen, wird jedoch in dem Schaltmodul in einer be­ sonderen, in Fig. 2 nicht gezeigten Überwachungseinheit regis­ triert. Ferner wird Information über den Zustand des Schaltmoduls regelmäßig an die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungsstation 3 (Fig. 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 kommen­ den 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.

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

Fig. 3 zeigt jenen Teil des in der Fig. 1 dargestellten Schalt­ moduls 1 der zum Senden von Daten über die ankommenden Übertra­ gunsleitungen 6 dient. Das System ist so ausgebildet, daß für jeden Kanal eines Seismikdatenerfassungsgeräts eine gewöhnliche ankommende Übertragungsleitung (6 _l bis 6 _m) vorhanden ist. Es ist also für jeden Kanal eine gewöhnliche Übertragungsleitung vorhan­ den. 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 _l bis 6 _m ist noch eine Reserve­ leitung 6c vorgesehen. Es ist ferner ein Matrixwähler vorhanden, der aus den Eingabewählern 23 _l bis 23 _m den Datenwählern 24 _l bis 24 _m den Ausgabewählern 25 _l bis 25 _m für die gewöhnlichen Leitungen 6 _l bis 6 _m und dem Ausgabewähler 26c für die Reserveleitung 6c be­ steht. Mit Hilfe eines der Eingabewähler 23 _l bis 23 _m kann das von der Reserveleitung 6c kommende Signal über eine aus den ge­ wöhnlichen Leitungen 6 _l bis 6 _m willkürlich ausgewählte Leitung weitergegeben werden. Ferner kann ein Signal, das mit dem Signal identisch ist, das über eine aus den gewöhnlichen Leitungen 6 _l bis 6_m willkürlich ausgewählte Leitung übertragen wird, über einen der Ausgabewähler 25 _l bis 25 _m an die Reserveleitung 6c abgegeben werden. Jeder der Datenwähler 24 _l bis 24 _m gewährleistet, daß von dem ihm zugeordneten Datenerfassungsgerät kommende Daten zusammen mit den Daten, die von stromabwärts von diesem Schaltmodul kommen­ den Schaltmodulen kommen, an der richtigen Stelle in die Datenrei­ he eingefügt werden.

Außer den M gewöhnlichen Leitungen 6 _l bis 6 _m und der Reservelei­ tung 6c ist noch eine in der Fig. 3 nicht gezeigte Hilfsleitung vorhanden, die mit den gewöhnlichen Leitungen 6 _l 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 vorste­ hend erwähnte Übertragung von den Zustand des Sendemoduls dar­ stellenden Daten verwendet.

Alle Signale, die für die Steuerung der Übertragung auf den ankom­ menden Übertragungsleitungen 6 _l bis 6 _m sowohl unter normalen Be­ dingungen als auch bei vorhandenen Fehlern erforderlich sind, werden von dem Wähler 10 in Fig. 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 _l bis 6 _m 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 Auf­ zeichnungsstation 3 sofort registriert (Paritätsprüfung), die da­ raufhin an die vor und hinter dem Fehler angeordneten Schaltmodu­ le 1 einen Befehl zum Umleiten der Daten von der betreffenden ge­ wöhnlichen 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 _l bis 28 _m, Aus­ werter 29 _l bis 29 _m, Matrixwähler Sm, Sender 30 _l bis 30 _m und Mul­ tiplex 31 _l 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 _l bis 6 _m übertra­ genen Daten an die Reserveleitung 6c mittels des Wählers 25 _l bis 25 _m 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 _l bis 23 _m wieder an die richtige gewöhnliche Über­ tragungsleitung 6 _l bis 6 _m 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 digi­ tal 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 100%ige Fehlertoleranz ge­ währleistet ist. Infolgedessen stellt die Erfindung einen beträcht­ lichen technischen Fortschritt gegenüber den vorhandenen Systemen dar.

Claims (6)

1. System zum Übertragen von Information von mehreren Datener­ fassungsgeräten (4) zu einer zentralen Empfangs- und Auf­ zeichnungsstation (3)
mit mehreren Schaltmodulen (1), die mit je einem Datener­ fassungsgerät (4) verbunden sind,
mit mehreren Datenübertragungsleitungen (6, 7), in denen jeder der Schaltmodule (1) mit mindestens einem anderen der Schaltmodule hintereinander geschaltet ist, wobei minde­ stens ein Paar der Datenübertragungsleitungen (7) aus einer ersten und einer zweiten Datenübertragungsleitung (7a, 7b) besteht, die zum Übertragen von Information von der zentra­ len Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3) zu den Datener­ fassungsgeräten (4) dienen, und mindestens ein zweites Paar der Datenübertragungsleitungen (6) aus einer ersten und einer zweiten Datenübertragungsleitung (6 _l bis 6 _m) besteht, die zum Übertragen von Information von den Datenerfassungs­ geräten (4) zu der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungs­ station (3) dienen,
wobei jeder Schaltmodul (1) eine den in Richtung von der zentralen Station (3) wegführenden Übertragungsleitungen zugeordnete Schaltungsanordnung umfaßt mit:
einem ersten und einem mit ihm im wesentlichen identischen zweiten Empfänger (8a, 8b) zum Empfang von Informationssig­ nalen von der ersten bzw. zweiten in Richtung von der zen­ tralen Station (3) wegführenden Datenübertragungsleitung, einem ersten und einem zweiten, mit dem ersten im wesent­ lichen identischen Informationsdekodierer (13a, 13b) zum Dekodieren von Informationssignalen, die von dem ersten bzw. dem zweiten Empfänger (8a, 8b) empfangen worden sind,
einem ersten und einem zweiten, mit dem ersten im wesent­ lichen identischen Sender (11a, 11b) zum Absenden von Infor­ mationssignalen, die von dem ersten bzw. zweiten Empfänger (8a, 8b) empfangen worden sind, über die erste bzw. zweite in Richtung von der zentralen Station (3) wegführende Daten­ übertragungsleitung (7a, 7b) zu einem anderen der Schaltmo­ dule,
und Schalteinrichtungen (20a, 20b), die auf Grund von Infor­ mationen, die von dem ersten und zweiten Informationsdeko­ dierer (13a, 13b) dekodiert worden sind und aus denen her­ vorgeht, ob in den angesteuerten, in Richtung von der zen­ tralen Station (3) wegführenden Datenübertragungsleitungen (7a, 7b) eine Unterbrechung vorhanden ist oder in dem Infor­ mationsdekodierer (13a, 13b) ein Fehler vorliegt, die von dem anderen Empfänger (8a, 8b) empfangenen Signale zum Ausgang des Schaltmoduls (1) durchschaltet.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wähleinrichtung (10) vorgesehen ist, die die Schalteinrich­ tungen (20a, 20b) steuert.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Informationdekodierer (13a, 13b) eine Einrich­ tung zum Erzeugen eines Ansteuersignals auf Grund eines in der dekodierten Information erfaßten Ansteuerbefehls und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Synchronsignals auf Grund der Feststellung, daß die dekodierten Informations­ signale einem vorherbestimmten Protokoll entsprechen, um­ faßt
und daß die Wähleinrichtung (10) eine Einrichtung umfaßt, die auf Grund des Empfanges eines Ansteuersignals von min­ destens einem Informationsdekodierer oder des Empfangs des genannten Synchronsignals von allen genannten Informations­ dekodierern eine Umschaltung von einer in Richtung von der zentralen Station (3) wegführenden Datenübertragungsleitung auf eine andere bewirkt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß von den Dekodierern (13a, 13b) zu der Wähleinrichtung (10) führende Ansteuersignalleitungen (16a, 16b) vorgesehen sind, die mit der Wähleinrichtung (10) über differenzierend wirkende Bauelemente verbunden sind, so daß durch ein An­ steuersignal (16a, 16b), das infolge eines Fehlers in dem entsprechenden Informationsdekodierer (13a, 13b) ständig auf dem Pegel H oder L bleibt, die Wähleinrichtung nicht beeinflußt wird,
wobei die Wähleinrichtung (10) ein Ansteuersignal über je einen Widerstand an Steuersignal-Multiplexer (18a, 18b) abgibt, die je einer der Schalteinrichtungen (20a, 20b) zugeordnet sind, so daß durch einen Fehler in einem der Multiplexer (18a, 18b) das den anderen Steuersignal-Multi­ plexern (18a, 18b) zugeführte Ansteuersignal nicht beein­ fluß wird, und
die Informationsdekodierer (13a, 13b) die Steuersignale an die Steuersignal-Multiplexer (18a, 18b) über je einen Wi­ derstand abgeben, damit durch einen Fehler in einem der Multiplexer (18a, 18b) das den anderen Multiplexern (18a, 18b) zugeführte Steuersignal nicht beeinflußt wird.

5. System von Übertragen von Information von mehreren Daten­ erfassungsgeräten (4) zu einer zentralen Empfangs- und Auf­ zeichnungsstation (3)
mit mehreren Schaltmodulen (1), die mit je einem Datener­ fassungsgerät (4) verbunden sind,
mit mehreren Datenübertragungsleitungen (6, 7), in denen jeder der Schaltmodule (1) mit mindestens einem anderen der Schaltmodule hintereinander geschaltet ist, wobei minde­ stens ein Paar der Datenübertragungsleitungen (7) aus einer ersten und einer zweiten Datenübertragungsleitung (7a, 7b) besteht, die zum Übertragen von Information von der zentra­ len Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3) zu den Datener­ fassungsgeräten (4) dienen, und mindestens ein zweites Paar der Datenübertragungsleitungen (6) aus einer ersten und einer zweiten Datenübertragungsleitung (6 _l bis 6 _m) besteht, die zum Übertragen von Information von den Datenerfassungs­ geräten (4) zu der zentralen Empfangs- und Aufzeichnungs­ station (3) dienen,
wobei mindestens so viele in Richtung zu der zentralen Station (3) hin führende Datenübertragungsleitungen (6) wie Kanäle (M) in einem Datenerfassungsgerät (4) vorhanden sind, und wobei von jedem Datenerfassungsgerät (4) Daten parallel an die entsprechenden in Richtung zu der zentralen Station (3) hin führenden Datenübertragungsleitungen (6 _l bis 6 _m) abgegeben werden,
wobei zusätzlich eine in Richtung zu der zentralen Station (3) hin führende Reserve-Datenübertragungsleitung (6c) vor­ handen ist
und wobei jedes Schaltmodul (4) ferner umfaßt
eine Koppelungsmatrix (Sm) mit Eingangswählern (23 _l bis 23 _m), die mit je einer in Richtung zu der zentralen Station (3) hin führenden Datenübertragungsleitung verbunden sind und feststellen, ob ein über die betreffende Datenübertra­ gungsleitung zu übertragendes Signal von einer Datenüber­ tragungsleitung oder von der Reserve-Datenübertragungslei­ tung kommt, ferner mit Datenwählern (24 _l bis 24 _m), die mit je einer in Richtung zu der zentralen Station (3) hin füh­ renden Datenübertragungsleitung verbunden sind, die aus den Datensignalen, die von dem mit dem genannten Schaltmodul (1) verbundenen Datenerfassungsgerät (4) oder von mit anderen Schaltmodulen verbundenen Datenerfassungsgeräten kommen, Datensignale für die Übertragung über die von dem Eingangswähler angesteuerte Leitung auswählen, ferner mit Ausgangswählern (25 _l bis 25 _m), die mit je einer in Richtung zu der zentralen Station (3) hin führenden Datenübertra­ gungsleitung verbunden sind, und mit einem Reserveleitungs- Ausgangswähler (26c), der mit der in Richtung zu der zentra­ len Station (3) hin führenden Reserve-Datenübertragungslei­ tung (6c) verbunden ist und bestimmt, ob von den Datenwäh­ lern ausgewählte Datensignale nur auf der entsprechenden Datenübertragungsleitung oder auch auf der Reserve-Daten­ übertragungsleitung übertragen werden,
wobei die Informationsdekodierer (13a, 13b) eine Einrich­ tung zur Steuerung der Eingangswähler, der Datenwähler und der Ausgangswähler auf Grund von Signalen besitzen, die über eine angesteuerte, in Richtung zu der zentralen Sta­ tion (3) hin führende Datenübertragungsleitung empfangen worden sind,
und wobei die zentrale Empfangs- und Aufzeichnungsstation (3) eine Störung in den ankommenden Daten registriert und daraufhin an die Schaltmodule einen Befehl zum Umleiten der Daten über die Reserveleitung abgibt.

6. System nach Anspruch 5, 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 Informationsdekodierern (13a, 13b) über je einen weiteren Widerstand empfangen.