DE3508417A1 - Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring - Google Patents

Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring

Info

Publication number
DE3508417A1
DE3508417A1 DE19853508417 DE3508417A DE3508417A1 DE 3508417 A1 DE3508417 A1 DE 3508417A1 DE 19853508417 DE19853508417 DE 19853508417 DE 3508417 A DE3508417 A DE 3508417A DE 3508417 A1 DE3508417 A1 DE 3508417A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stations
station
network
message information
transmitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853508417
Other languages
German (de)
Inventor
Steven Dr. Moustakas
Hans-Hermann Dr.rer.nat. 8000 München Witte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19853508417 priority Critical patent/DE3508417A1/en
Publication of DE3508417A1 publication Critical patent/DE3508417A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/44Star or tree networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via local area networks equipped with coupling devices and configured in the form of a ring, to which a number of stations processing different types of communication and adapted to the network structure of these local area networks can be connected in arbitrary combination with one another, each station exhibiting transmitting and receiving devices for transmitting the message information and the order of access of the individual stations to the local area network being controllable by a synchronisation clock and the transmitting and receiving device of the stations being connectable to a passive star coupler, constructed as transmissive mixer, in such a manner that the length of the transmitting line is equal to the length of the receiving line of the respective station. Within the network configured in the form of a ring, the synchronisation clock is generated by a source address information formed by each station 1 to N, which, in the case of a failure of one or a number of stations 1 to N is in each case transmitted updated by means of a source address correction device. <IMAGE>

Description

Verfahren zur optischen Übertragung von bitseriellenMethod for the optical transmission of bit-serial

Nachrichteninformationen, insbesondere von Sprach- und Videosiqnalen, über ringförmig konfiourierte Netzwerke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Ubertragung von bitseriellen Nachrichteninformationen, insbesondere von Sprach- und Videosignalen, über ringförmig konfigurierte mit Kopplungseinrichtungen ausgestattete lokale Netzwerke, an die eine an die Übertragungsgeschwindigkeit und an die Netz struktur dieser lokalen Netzwerke angepaßte Anzahl von unterschiedliche Kommunikationsarten (Sprache, Daten, Bild, Text) verarbeitende Stationen (Endgeräte) in beliebiger Kombination zueinander anschließbar sina, wobei jede Station Sende- und Empfangseinrichtungen zur Übertragung der Nachrichteninformationen aufweist und die Stationen derart innerhalb der lokalen Netzwerke angeordnet sind, daß die Nachrichteninformationen zwischen den Stationen beliebig austauschbar sind, wobei die Reihenfolge des Zugriffs der einzelnen Stationen zum lokalen Netzwerk durch einen Synchronisationstakt steuerbar ist, und die Sende- und Empfangseinrichtungen der Stationen derart an einen als Durchgangsmischer ausgeführten passiven Sternkoppler anschaltbar sind, daß die Länge der Sendeleitung gleich der Länge der Empfangsleitung der jeweiligen Station entspricht.News information, in particular voice and video signals, via ring-shaped configured networks The invention relates to a method for optical transmission of bit-serial message information, in particular of Voice and video signals via ring-shaped configured coupling devices equipped local networks, one to the transmission speed and adapted to the network structure of these local networks number of different Communication types (voice, data, image, text) processing stations (end devices) sina can be connected to each other in any combination, with each station transmitting and receiving means for transmitting the message information and the stations are arranged within the local area networks that the Message information between the stations can be exchanged as desired, with the order in which the individual stations access the local network a synchronization clock can be controlled, and the transmitting and receiving devices of the stations to a passive star coupler designed as a straight-through mixer can be switched on so that the length of the transmission line is equal to the length of the reception line corresponds to the respective station.

Die wesentlichen Anforderungen an ein derartig definiertes System im Hinblick auf eine effiziente Übertragung von Echtzeit-Nachrichteninformationen über lokale Netzwerke (LAN) sind eine hohe Ausnutzung der Netzwerk-Kapazität und eine begrenzte Netzwerk-Verzögerung. Topologien faseroptischer Netzwerke, die diese Forderungen erfüllen, sind gegenwärtig Bus- und Ringnetzwerkstrukturen, die synchrone oder quasisynchrone Zugriffsprotokolle verwenden. So ist beispielsweise aus IEEE-Journal on Selected Areas in Communications, Vol. Sac-l, April 1983, pp. 493 - 499 ein sogenanntes "D-Netzwerk" bekannt, bei dem die Sendeseiten sämtlicher Stationen zusammengefaßt und an einen gemeinsamen Eingang eines Sternkoplers angeschlossen sind, während die Empfangsseiten der Stationen dem Sternkoppler getrennt zugeführt sind. Bei diesem Netzwerk ist ein so benannter Lokomotiv-Generator vorgesehen, der sende- und empfangsseitig in gleicher Weise wie die einzelnen Stationen mit dem Sternkoppler in Verbindung steht. Dieser Generator dient im wesentlichen zur Synchronisation des Zugriffs der einzelnen Stationen zu dem Netzwerk und sendet immer dann ein gemeinsam von allen Stationen zu empfangenes Netzwerk-Zugriffssignal aus, wenn vom Empfänger des Generators das Ende einer Nachrichteninformationsfolge erkannt wird. So bald mehrere Stationen Nachrichteninformationen zur gleichen Zeit senden wollen, empfangen zwar alle Stationen das Netzwerk-Zugriffssignal vom Generator, jedoch kann nur eine einzige Station ihre eigene Nachrichteninformation über das Netzwerk übertragen, da alle anderen nachfolgenden Stationen durch die bereits laufende Übertragung der Nachrichteninformation sich sendeseitig selbstätig sperren.The essential requirements for such a defined system with a view to efficient transmission of real-time news information over local area networks (LAN) are a high utilization of the network capacity and a limited network delay. Fiber optic topologies Networks, which meet these requirements are currently bus and ring network structures, use the synchronous or quasi-synchronous access protocols. So is for example from IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. Sac-1, April 1983, pp. 493 - 499 a so-called "D network" is known, in which the transmission sides of all Stations combined and connected to a common input of a star coupler are, while the receiving sides of the stations are fed separately to the star coupler are. In this network, a so-called locomotive generator is provided, the Send and receive in the same way as the individual stations with the Star coupler is connected. This generator is essentially used for synchronization the access of the individual stations to the network and then always sends a joint Network access signal to be received by all stations, if from the receiver the generator recognizes the end of a message information sequence. As soon multiple stations want to send message information at the same time Although all stations receive the network access signal from the generator, only one can single station transmit its own message information over the network, since all other subsequent stations are affected by the ongoing transmission of the Message information automatically locks itself on the sending side.

Dieses sterngekoppelte D-Netzwerk, in dem die Stationen passiv mit dem Netzwerk verbunden sind, stellt physikalisch ein offenes T-Bus-Netzwerk dar, in dem die durch die Signalverteilung bedingte Reduzierung des Netzwerk-Zugriffssignals lediglich maximal sechs Stationen zuläßt.This star-coupled D network, in which the stations passively with are connected to the network, physically represents an open T-Bus network, in which the reduction in the network access signal caused by the signal distribution only allows a maximum of six stations.

Um die Zahl der Stationen innerhalb dieses D-Netzwerkes zu erhöhen, ist aus dem gleichen Bericht ein aktives Netzwerk in Form eines offenen Ringes bekannt. Hierbei sind die Stationen derart mit dem D-Netzwerk verbunden, daß die Empfangsseiten des Generators und der Stationen mit einer gemeinsamen Rückführleitung verbunden sind, während die Sendeseite des Generators mit einem weiteren Empfangseingang der ersten Station, die Sendeseite der ersten Station mit einem weiteren Empfangseingang der zweiten Station etc. und schließlich die Sendeseite der n-ten Station mit der gemeinsamen Rückführleitung verbunden ist. Dies bedeutet, daß sowohl das Netzwerk-Zugriffssignal als auch die Nachrichteninformationen selbst von Station zu Station gesendet, dort empfangen und wieder weiter gesendet werden müssen.To increase the number of stations within this D network, an active network in the form of an open ring is known from the same report. The stations are connected to the D network in such a way that the receiving sides of the generator and the stations with a common return line are connected, while the transmitter side of the generator is connected to another receiving input the first station, the transmission side of the first station with a further reception input of the second station etc. and finally the transmission side of the nth station with the common return line is connected. This means that both the network access signal as well as the message information itself sent from station to station, there must be received and sent again.

Beide beschriebenen Systeme - cas passive, offene T-Bus-Netzwerk und das aktive, offene Ring-D-Netzwerk - sind jedoch hinsichtlich der Betriebssicherheit stark eingeschränkt, da beispielsseise beim Ausfall des zentralen Generators die Nachrichteninformationsübertragung zwischen den Stationen nicht mehr erfolgen kann. Darüber hinaus führen beim aktiven D-Netzwerk bereits Ausfälle einzelner aktiver Stationen, die beispielsweise durch Kabelbruch entstehen können, zur Unterbrechung der gesamten Nachrichteninformationsübertragung innerhalb eines derartigen Netzwerkes.Both systems described - cas passive, open T-bus network and the active, open Ring-D network - are, however, in terms of operational safety severely restricted because, for example, if the central generator fails, the Message information can no longer be transmitted between the stations. In addition, failures of individual active ones already result in the active D network Stations that can arise, for example, from a cable break, for interruption the entire transmission of message information within such a network.

Weiterhin ist aus dem Siemens Forschung- und Entwicklungsbericht, Band 10 (1981), Nr. 1, erschienen im Springer Verlag 1981, eine vergleichene Betrachtung zwischen T-Bus-und Sternbus- strukturierten Netzwerken bekannt, aus der hervorgeht, daß die Anzahl von Stationen innerhalb derartiger Netzwerke unter der Voraussetzung der Übertragung gleicher Datenmengen bei gleicher Übertragungsrate durch eine Sternbuskonfiguration erheblich vergrößert werden kann.Furthermore, from the Siemens research and development report, Volume 10 (1981), No. 1, published by Springer Verlag 1981, a comparative consideration known between T-bus and star-bus structured networks, from which it can be seen that the number of stations within such networks assuming the transfer of the same amount of data at the same transfer rate through a star bus configuration can be enlarged considerably.

Dies beruht im wesentlichen auf die unterschiedlichen Netzwerkverzögerungen innerhalb dieser verschiedenen Netzwerke; denn während beim T-Busnetz die Stationen nacheinander in Reihe geschaltet werden, sind die Stationen im Sternbusnetz durch den Sternkoppler praktisch parallel geschaltet.This is essentially due to the different network delays within these various networks; because while in the T-bus network the stations are connected one after the other in series, the stations in the star bus network are through the star coupler is practically connected in parallel.

Hieraus ergibt sich, daß die Netzwerkverzögerung im T-Busnetz proportional der Anzahl der Stationen ansteigt, während die Netzwerkverzögerungen im Sternkoppelnetz lediglich proportional des Logarithmus der Anzahl der Stationen ansteigt.This means that the network delay in the T-bus network is proportional the number of stations increases, during the network delays in the star coupling network only proportional to the logarithm of the number of stations increases.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren für die eingangs definierten Netzwerke anzugeben, in denen die Anzahl der Stationen nicht primär von den Signalverteilungsverlusten des Systems abhängt und die Betriebssicherheit derartiger lokaler Netzwerke, insbesondere im Hinblick auf den Ausfall einzelner Stationen, erheblich verbessert ist. Erfindungsgemäß wird dies durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale 1.1 bis 1.3 erreicht.The object on which the invention is based is to provide a method for the networks defined at the beginning, in which the number of stations does not primarily depend on the signal distribution losses of the system and the operational reliability such local networks, especially with regard to the failure of individual Stations, is vastly improved. According to the invention, this is achieved through the combination of the characteristic features 1.1 to 1.3 achieved.

Als wesentlich für die Erfindung ist anzusehen, daß mit dem durch die Ursprungsadresseninformation der jeweiligen Stationen gebildeten Synchronisierungstakt, den sämtliche Stationen des lokalen Netzwerkes stets gleichzeitig empfangen, entsprechend auswerten und aktualisiert weitersenden, der Bus-Zugriff zum Netzwerk synchron und kollionsfrei erfolgt. Da die Berechtigung des Zugriffs nicht von zentralen Einrichtungen gesteuert sondern durch die Ursprungsadressen der einzelnen Stationen selbst gebildet wird, ist die Betriebssicherheit dieses Übertragungssystems gegenüber den bekannten Systemen erheblich verbessert. Die Ursprungsadressen-Korrektureinrichtung gewährleistet außerdem, daß im Störungsfall defekte Stationen praktisch überbrückt werden, ohne daß die Betriebsfähigkeit der restlichen, nicht defekten Stationen innerhalb des lokalen Netzwerkes beeinflußt werden. Die Berechtigung des Zugriffs zum lokalen Netz wird also in diesem Fall durch Korrektur der eigenen Ursprungsadresse in die der defekten Station entsprechende Ursprungsadresse erreicht, wobei diese korrigierte Ursprungsadresse dann von der nächsten funktionsfähigen Station als Zugriffsberechtigung erkannt wird. Diese Station sendet daraufhin die eigene Ursprungsadresseninformation gegebenenfalls mit einem Nachrichtenpaket aus und schaltet somit die Zugriffsberechtigung weiter.As essential for the invention is to be seen that with the through the original address information of the respective stations formed the synchronization clock, which all stations in the local network always receive at the same time, accordingly evaluate and update forwarding, the bus access to the network synchronous and takes place without collision. Since the authorization of access is not from central facilities controlled but formed by the original addresses of the individual stations themselves is, the operational reliability of this transmission system is compared to the known Systems significantly improved. The original address correction device ensures also that in the event of a fault, defective stations are practically bridged without that the operability of the remaining, non-defective stations within the local network can be influenced. The authorization to access the local In this case, the network is converted into the reached the original address corresponding to the defective station, which corrected Source address then from the next functional station as access authorization is recognized. This station then sends its own original address information possibly with a message packet and thus switches the access authorization Further.

Erst durch die definierten Netzwerkverzögerungen innerhalb der passiven, sternförmig konfigurierten Netzwerke ist es möglich, mit einer größeren Anzahl von Stationen Nachrichteninformationen in Echt-Zeit zuverlässig zu übertragen.Only through the defined network delays within the passive, Star-configured networks, it is possible with a larger number of Stations reliably transmit news information in real-time.

Die Erfindung wird durch mehrere Figuren näher erläutert, wobei die Figur 1 ein passives, offenes T-Busnetzwerk zeigt, die Figuren 2 und 3 das anmeldungsgemäße Verfahren näher erläutern und die Figur 4 die Netzstruktur mehrerer, gekoppelter lokaler Netzwerke darstellt.The invention is explained in more detail by several figures, the Figure 1 shows a passive, open T-bus network, Figures 2 and 3 the application according to the application Explain the method in more detail and FIG. 4 shows the network structure of several, coupled represents local networks.

In der Figur 1 ist ein passives, offenes T-Busnetzwerk dargestellt, in dem die Stationen 1 bis N mit ihren separaten Empfangsleitungen R an entsprechende Anschlüsse des Sternkopplers SK angeschlossen sind, während die Sendeleitungen T und die Empfangsleitungen S zur Überwachung der Ringleitung und Auswertung des Synchronisationssignals zu einen gemeinsamen optischen Übertragungsweg zusammengefaßt und als Eingang für den Sternkoppler SK dient. Des weiteren ist ein sogenannter Lokomotiv-Generator LG dargestellt, der mit seiner Empfangs- und Sendeleitung in gleicher Weise wie die Stationen 1 bis N mit dem Sternkoppler SK in Verbindung steht. Die Nachrichtenübertragung zwischen den Stationen 1 bis N erfolgt in der Weise, daß der Generator LG über seine Sendeleitung immer dann eine Zugriffsberechtigung für das Netzwerk aussendet, wenn die Empfangsleitung des Generators LG kein Signal mehr empfängt. Die Zugriffsberechtigung wird beispielsweise durch Station 1 über die Empfangsleitung S erkannt und die zur Aussendung anstehenden Nachrichteninformationen über die Sendeleitung T gesendet. Die Station N, die ebenfalls das Zugriffsberechtigungssignal empfangen hat, stellt mit der entsprechenden Empfangsleitung fest, daß auf dem Netz bereits eine Nachrichteninformationsübertragung, nämlich der Nachrichteninformationsinhalt von der Station 1, übertragen wird. Die Station N wartet mit dem Aussenden der Nachrichteninformation solange, bis die Nachrichteninformation der Station 1 über den Sternkoppler SK übertragen ist, wobei das Ende dieser Nachrichteninformationsübertragung durch die Empfangsleitung der Station N erkannt wird. Sofern keine weiteren Nachrichteninformationen von anderen, nicht dargestellten Stationen über das Netzwerk übertragen werden, beginnt die Station N ihrerseits mit dem Aussenden der Nachrichteninformation, die in gleicher Weise über den Sternkoppler SK nicht nur zu der eigentlichen Empfängerstation, sondern gleichzeitig an alle Stationen 1 bis N sowie an dem Generator LG übertragen wird. Je nach Zustand der einzelnen Stationen 1 bis N wiederholt sich dieser Vorgang fortlaufend, wobei der Generator LG den Zugriff der einzelnen Stationen 1 bis N zu dem Netzwerk mit den Synchronisationstakt steuert.In the figure 1 a passive, open T-bus network is shown, in which the stations 1 to N with their separate receiving lines R to corresponding Connections of the star coupler SK are connected, while the transmission lines T and the receiving lines S for monitoring the ring line and evaluating the synchronization signal combined into a common optical transmission path and used as an input for the star coupler SK is used. There is also a so-called locomotive generator LG shown, with its receive and transmit line in the same way as stations 1 to N are connected to the star coupler SK. The messaging between stations 1 to N takes place in such a way that the generator LG has its Transmission line always sends out an access authorization for the network when the receiving line of the generator LG no longer receives a signal. The access authorization is recognized for example by station 1 via the receiving line S and the to Transmission of upcoming message information via the transmission line T is sent. The station N, which has also received the access authorization signal, provides with the corresponding receiving line that there is already a message information transmission on the network, namely, the message information content from the station 1 is transmitted. the Station N waits to send the message information until the message information station 1 is transmitted via the star coupler SK, where the End of this message information transmission by the receiving line of the station N is recognized. Unless further news information from others, no stations shown are transmitted over the network, the station begins N in turn with the sending of the message information in the same way via the star coupler SK not only to the actual receiving station, but is transmitted simultaneously to all stations 1 to N and to the generator LG. Depending on the status of the individual stations 1 to N, this process is repeated continuously, the generator LG giving the individual stations 1 to N access to the network with controls the synchronization clock.

In der Figur 2 ist die Netzwerk-Konfiguration dargestellt, die dem anmeldungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt. Hierbei sind die einzelnen Stationen 1 bis N mit ihren Sendeleitungen S1 bis SN und Empfangsleitungen El bis EN derart mit dem passiven Sternkoppler PSK verbunden, daß von jeder Station 1 bis N die gesendeten Nachrichteninformationen zielgerichtet von jeder anderen Station 1 bis N empfangen werden kann. Dabei ist der passive Sternkoppler PSK als Durchgangsmischer ausgestattet, in dem jedes Eingangssignal auf sämtliche Empfangsleitungen El bis EN der Stationen 1 bis N gleichmäßig verteilt wird.In the figure 2, the network configuration is shown that the the process according to the application is based. Here are the individual stations 1 to N with their transmission lines S1 to SN and receiving lines El to EN like this connected to the passive star coupler PSK that from each station 1 to N the sent Receive message information from every other station 1 to N in a targeted manner can be. The passive star coupler PSK is equipped as a straight-through mixer, in which each input signal on all receiving lines El to EN of the stations 1 to N is evenly distributed.

Die Figur 3 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem die Übertragung der Nachrichteninformationen von den Stationen 1 bis N über das Netzwerk in dem entsprechenden zeitlichen Ablauf dargestellt ist. Für die einzelnen Stationen 1, 2 bis N ergibt sich jeweils die Datenpaketverzögerung Tp und die Stationsfeststellzeit für das Ende des Datenpaketes td. Weiterhin stellen die Zeitabschnitte T... -(1 bis N) die jeweilige Umlaufzeit der Nachrichteninformationen der einzelnen Stationen 1 bis N dar, die von der jeweiligen Sendeleitung über den passiven Sternkoppler zur entsprechenden Empfangsleitung dieser Stationen 1 bis N verlaufen.FIG. 3 shows a timing diagram in which the transmission of the message information from stations 1 to N via the network in the appropriate time sequence is shown. For the individual stations 1, 2 to N there is in each case the Data packet delay Tp and the station locking time for the end of the data packet td. Furthermore, the time segments T ... - (1 to N) represent the respective cycle time the message information of the individual stations 1 to N, which is from the respective Send line via the passive star coupler to the corresponding receive line of this Stations 1 to N run.

Die Figur 4 stellt die Struktur mehrerer, über sogenannte Gateways gekoppelte lokale Netzwerke dar, bei denen die Nachrichteninformationen von den einzelnen Stationen S...FIG. 4 shows the structure of several via so-called gateways coupled local area networks, in which the message information from the individual stations S ...

des ersten lokalen Netzes LAN 1 je nach Verbindungswunsch zu den lokalen Netzen LAN 2 bzw. LAN 3 und den dort befindlichen Stationen S... übertragen werden.of the first local network LAN 1 depending on the connection request to the local Networks LAN 2 or LAN 3 and the stations S ... located there.

Das anmeldungsgemäße Verfahren beschreibt eine synchrone und daher kollisionsfreie Zugriffsmethode, die das Übertragen von Nachrichteninformationen, insbesondere von Sprachinformationen, über einen faseroptischen, passiven Sternbus ermöglicht. Dieses Verfahren beruht nicht nur auf einer fest definierten Netzwerkverzögerung, sondern auch auf einer hohen Netzwerkeffizienz. Zur Verdeutlichung des synchronen Zugriffs ist angenommen, daß an das Netzwerk, gemäß der Figur 2 N-Stationen angeschaltet sind, die untereinander über den passiven Sternkoppler PSK verbunden sind. Weiterhin ist vorausgesetzt, daß jede die Übertragung einschließende Nachrichteninformation innerhalb des Informationspaketes mindestens Einleitungsbits, Ursprungsadressenbits, Bestimmungsort-Adressenbits, Datenbits und gegebenenfalls Prüfbits zum Testen bestimmter Fehlerzustände der Datenpakete auf weist. Zur vereinfachten Darstellung wird weiterhin vorausgesetzt, daß die Kontrolle über den Bus, die von Station zu Station durch Auswertung der Ursprungsadressenbits weitergeleitet wird, in der Reihenfolge T1, T2..., TN - 1, TN, T1... erfolgt. Weiterhin ist angenommen, daß die Station 1 die Zugriffsberechtigung zu dem Bus erhalten hat und der Sender der Station 1 die Nachrichteninformation als Informationspaket über den Bus überträgt. Da sämtliche Stationen 1 bis N über den passiven Stern oppler mit dem Netzwerk verknüpft sind, wird das Datenpaket von allen Stationen 1 bis N - einschließlich der Übertragungsstationen - empfangen, so daß jede Station 1 bis N die Ursprungsadressenbits überprüfen kann. Diese Opperation hält solange an, wie Nachrichteninformationen über das Netzwerk übertragen werden. Somit kennen sämtliche Stationen 1 bis N die Ursprungsadresse der Paketinformationen, bevor die restlichen Nachrichteninformationen empfangen werden. Damit kann beispielsweise die Station 2, bevor diese aufgehört hat, das Datenpaket von Station 1 zu empfangen, erkennen, daß sie die nächste Station sein wird, die den Zugriff und damit die Kontrolle über den Bus haben wird. Die übrigen Stationen müssen ihre Datenübertragung entsprechend aufschieben. Die Station 2 erwartet jetzt mit ihrer Empfangsleitung das Ende des von der Station 1 ausgesendeten Datenpaketes. Sobald das Ende des Datenpaketes nach td-Sekunden nach Ankunft am Empfänger von Station 2 erkannt ist, ist der Bus außer Betrieb und die Station 2 kann mit der Übertragung ihrer Paketinformation über den Bus starten. Nach einer Laufzeit (Ausbreitungsverzögerung) von kommt der Anfang der Paketinformation von Station 2 am Empfänger der Station 3 an. Daraus folgt, daß die Laufzeit Ti (i = 1, 2, 3... N) die Umlaufzeit der Nachrichteninformation für die korresspondierende Station i ist und damit gleich der Übertragungszeit zwischen dem Sender und dem Empfänger der Station i entspricht. Sobald die Ursprungsadressenbits von der Station 2 empfangen sind, erkennt die Station 3, daß sie als nächste Station den Zugriff zu dem Bus bekommt. Dieser geschilderte Ablauf wiederholt sich auf unbestimmte Zeit.The method according to the application describes a synchronous and therefore collision-free access method which enables the transmission of message information, in particular voice information, via a fiber-optic, passive star bus. This procedure is not only based on a firmly defined network delay, but also on high network efficiency. To clarify the synchronous access, it is assumed that N stations are connected to the network according to FIG. 2 and are connected to one another via the passive star coupler PSK. Furthermore, it is a prerequisite that each message information including the transmission within the information packet has at least introductory bits, source address bits, destination address bits, data bits and possibly check bits for testing certain error states of the data packets. For the sake of simplicity, it is also assumed that the control of the bus, which is passed on from station to station by evaluating the original address bits, takes place in the order T1, T2 ..., TN-1, TN, T1 ... It is also assumed that station 1 has received authorization to access the bus and that the sender of station 1 transmits the message information as an information packet over the bus. Since all stations 1 to N are linked to the network via the passive star oppler, the data packet is received by all stations 1 to N - including the transmission stations - so that each station 1 to N can check the original address bits. This operation continues as long as message information is transmitted over the network. Thus, all stations 1 to N know the origin address of the packet information before the rest of the message information is received. In this way, for example, station 2 can recognize, before it has stopped receiving the data packet from station 1, that it will be the next station that will have access to and control of the bus. The other stations must postpone their data transmission accordingly. Station 2 now expects the end of the data packet sent by station 1 with its receiving line. As soon as the end of the data packet is recognized after td seconds after arriving at the receiver of station 2, the bus is out of order and station 2 can start transmitting its packet information via the bus. After a running time (propagation delay) of the beginning of the packet information from station 2 arrives at the receiver of station 3. It follows that the transit time Ti (i = 1, 2, 3 ... N) is the cycle time of the message information for the corresponding station i and thus corresponds to the transmission time between the transmitter and the receiver of station i. As soon as the original address bits have been received by station 2, station 3 recognizes that it is the next station to get access to the bus. This process described is repeated indefinitely.

Sollte eine Station, die die Kontrolle und damit den Zugriff zum lokalen Netzwerk hat, keine Nachrichteninformation enthalten, so wird die Netzwerkfunktion durch Aussenden von sogenannten Leerpaketinformationen (Rahmenbits ohne Datenbits) aufrecht erhalten.Should a station have control and therefore access to the local Network does not contain any message information, the network function will by sending out so-called empty packet information (frame bits without data bits) maintained.

So bald ein Übertragungsfehler innerhalb der Ursprungsadressenbits vorliegt, oder eine Station ausfällt, bzw. die optischen Leiter zur Station defekt sind, wird die Selbstblockade des Netzwerkes wie folgt vermieden. Nachdem beispielsweise Station 1 das Ende seines eigenen Datenpaketes empfangen hat, überwacht die Station 1 den Bus für eine Zeitperiode beispielsweise tl. Dabei ist tl größer als die größte Umlaufzeit der Stationen 1 bis N. Sofern das Netzwerk fehlerfrei arbeitet, müßte in dieser Zeit das Datenpaket der Station 2 vom Empfänger der Station 1 empfangen werden. Ist dies nicht der Fall, tritt folgendes ein. Die Station 1 stellt zuerst einen Übertragungsfehler in den Ursprungsadressenbits durch Aussenden eines anderen Paketes auf den Bus fest. Wenn kein weiteres Paket in der Station 1 vorhanden ist, so wird ein Leer-Paket ausgesendet. Diese Prozedur ist vorgesehen, da die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern innerhalb der Ursprungsadressenbits von zwei aufeinander folgenden Paketen sehr gering ist. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Paket einen Übertragungsfehler in den Ursprungsadressenbits aufweist, ergibt sich durch die Multiplikation der Größen Ps x Pe, wobei Ps die Anzahl der Ursprungsadressenbits und Pe die Fehlerrate des Ubertragungssystems darstellt. Die Fehlerwahrscheinlichkeit für zwei aufeinanderfolgende Pakete unter der Annahme statistisch unab-2 hängige Ereignisse ergibt sich zu (Ps x Pe) . Unter der Annahme, daß Ps = 32 und Pe = 10 ~9 ist, beträgt die Fehlerwahrscheinlichkeit ca. 10 -15 oder bei einer Paketlänge von einer 1 ms im Durchschnitt ein Fehier in 31 000 Jahren.So soon a transmission error within the original address bits present, or a station fails, or the optical conductor to the station is defective the self-blocking of the network is avoided as follows. After, for example Station 1 has received the end of its own data packet, the station monitors 1 the bus for a period of time, for example tl. Tl is greater than that greatest Circulation time of stations 1 to N. If the network is working properly, it should During this time, the data packet from station 2 is received by the receiver at station 1 will. If this is not the case, the following occurs. Station 1 poses first a transmission error in the original address bits by sending out another Package stuck on the bus. If there is no further package in station 1, an empty packet is sent out. This procedure is provided as the probability of transmission errors within the original address bits of two consecutive following packages is very low. The probability that a packet will have a transmission error in the original address bits is obtained by multiplying the Quantities Ps x Pe, where Ps is the number of source address bits and Pe is the error rate of the transmission system. The probability of error for two consecutive Packets assuming statistically independent events results in (Ps x Pe). Assuming that Ps = 32 and Pe = 10 ~ 9, the probability of error is approx. 10 -15 or with a packet length of 1 ms on average one error in 31,000 years.

Sollte in der darauffolgenden Zeitperiode tl wiederum kein Paket empfangen werden, nach dem die Station 1 das Ende vom zweiten Datenpaket empfangen hat, so ist anzunehmen, daß zwischen dem Sternkoppler und der Station 2 ein Bruch der optischen Ubertragungsstrecke vorliegt oder die Station 2 defekt ist. Die Station 1 bemüht sich daraufhin, die Buskontrolle - den Zugriff zum Netzwerk - an die Station 3 durch Bypassing der fehlerhaften Station 2 zu übertragen. Von der Station 1 wird daraufhin ein Leer-Paket auf den Bus nachgesendet. Dieses Paket enthält als Ursprungsadressenbits solche, die der Station 2 entsprechen. Da die von der Station 1 ausgesendeten Ursprungsadressenbits nicht die der Station 1 entsprechen, kann dieses Paket auch keine weiteren Informationsbits enthalten und wird daher als Leer-Paket ausgesendet. Damit ist es möglich, daß die Station 3, obwohl die Station 2 ausgefallen ist, den Zugriff zum Bus erhält.Should again not receive a packet in the following time period t1 after the station 1 has received the end of the second data packet, so it can be assumed that between the star coupler and station 2 there is a break in the optical There is a transmission link or station 2 is defective. Station 1 tried hard the bus control - access to the network - to station 3 Transfer bypassing the faulty station 2. Station 1 will then forwarded an empty package on the bus. This packet contains the original address bits those that correspond to station 2. Since the original address bits sent out by station 1 if they do not correspond to those of station 1, this packet cannot contain any further information bits and is therefore sent out as an empty packet. This makes it possible that the Station 3, though the station 2 has failed, access to the Bus receives.

Wenn die Station 1 das nächste Mal den Zugriff zum Netzwerk bekommt, sendet die Station 1 wieder das vorliegende Paket aus, wartet die Zeitperiode tl nach dem Empfang des Endes dieses Paketes ab und überbrückt unmittelbar die Station 2 durch Senden eines erneuten Leer-Pakets, das wiederum die Ursprungsadressenbits der Station 2 enthält. Mit dieser Prüfung ist der fehlerhafte Zustand der Station 2 festgestellt und überbrückt.The next time station 1 gets access to the network, If the station 1 sends out the present packet again, the time period tl waits after receiving the end of this packet and immediately bypasses the station 2 by sending another empty packet, which in turn contains the original address bits the station 2 contains. With this check is the faulty state of the station 2 established and bridged.

Sollte die Station 3 ebenfalls vom Bus getrennt sein, so wird diese Prozedur durch die Station 1 einschließlich der Prüfung auf die Ursprungsadressen-Ubertragungsfehler wiederholt und in gleicher Weise die fehlerhafte Station 3 überbrückt. Auf diese Weise können fehlerhafte Stationen nacheinander abgeschaltet werden, ohne daß das gesamte Netzwerk funktionsunfähig wird.If station 3 is also separated from the bus, it will Procedure by station 1 including checking for the original address transmission errors Repeatedly and bridged the faulty station 3 in the same way. To this In this way, faulty stations can be switched off one after the other without this entire network becomes inoperable.

Diese Routine kann nicht in aktive T-Busnetzwerke, so auch nicht in dem bekannten D-Netzwerk eingebracht werden, da hier die Stationen hintereinander geschaltet und in einem Fehlerfall sämtliche nachfolgenden Stationen von der Übertragungsstation getrennt sind.This routine cannot be used in active T-bus networks, neither in the well-known D network, since here the stations are one behind the other switched and, in the event of an error, all subsequent stations from the transmission station are separated.

Anschließend werden die Effizienz und Grenzwerte dieses passiven Sternbus-Netzwerkes im Hinblick auf die Netzwerkverzögerung berechnet unter der Annahme, daß keine Stationen durch Fehler ausfallen. Die Parameter sind in Relation zu einem vollgeladenen Bus definiert, d. h., daß jede an das Netzwerk angeschaltete Station immer ein Paket aufweist, das über den Bus übertragen werden muß. Der Zustand bei unterbrochenen Übertragungswegen oder fehlerhaften Stationen wird anschließend überprüft.This is followed by the efficiency and limit values of this passive star bus network in terms of network delay calculated assuming no stations fail due to errors. The parameters are in relation to a fully charged bus defined, d. This means that every station connected to the network always receives a packet that must be transmitted over the bus. The state when interrupted Transmission paths or faulty stations are then checked.

Wenn der Bus vollgeladen ist, wird der passive Sternkoppler, der gemeinsam für alle angeschalteten Stationen vorgesehen ist, die Informationspakete in Funktion der Zeit sehen, wie sie in der Figur 2 dargestellt sind. In der Figur 2 ist der Wert Tp die Paketübertragungszeit, die definiert ist als Tp = po , bei C die Ubertragungsdatenrate vom Bus in wobei C die bits/s und P die Anzahl der Bits im Datenpaket darstellt.When the bus is fully charged, the passive star coupler, the common The information packages are in function for all connected stations see the time, as shown in FIG. In Figure 2 is the value Tp is the packet transmission time, which is defined as Tp = po, with C the transmission data rate from the bus in where C is the bits / s and P is the number of bits in the data packet.

Für das in Figur 2 strukturierte Netzwerk ist die Netzwerkeffizienz definiert durch das Vehältnis der Summe der Übertragungszeit von N aufeinanderfolgenden Paketen zu der erfor derlichen Gesamtzeit zur Übertragung der N-Pakete und ergibt sich demnach zu E = N x Tp / N Tp + td) + T (1); wobei T = T1 + T2... + TN die gesamte Netzwerkdurchlaufzeit und td die Zeit ist, die eine Station benötigt, um das Ende eines Datenpakets festzustellen, nachdem es den Eingang des T eignen Empfängers erreicht hat. Für Tp << td + N ergibt sich E=l. Da Tp = C ist, ergibt sich die Effizienz annähernd gleich der Verzögerung für eine erfolgreiche Station, vorausgesetzt, daß der Wert P >> C (td + T ) (2) ist. Die Netzwerkverzögerung eines Paketes ist deffiniert als die Zeitperiode, wenn das Paket den Anfang der von der Station ausgesendeten Nachricht erreicht hat und danach erfolgreich über den Bus übertragen wird.For the network structured in Figure 2 is the network efficiency defined by the ratio of the sum of the transmission time of N consecutive Packets at the total time required to transmit the N packets and results accordingly to E = N x Tp / N Tp + td) + T (1); where T = T1 + T2 ... + TN the entire Network transit time and td is the time it takes for a station to finish of a data packet after it has received the T own receiver has reached. For Tp << td + N we get E = 1. Since Tp = C, it follows the efficiency approximately equal to the delay for a successful station, provided that the value is P >> C (td + T) (2). The network delay of a packet is defined as the period of time when the packet is the beginning of the from the station sent message and then successfully transmitted via the bus will.

Für jedes vorhandene System, das das beschriebene Zugriffsprotokoll benötigt, ist eine obere Grenze für die Netzwerkverzögerung gegeben. Unter der Voraussetzung, daß der Bus vollgeladen und das auszusendene Paket der zugriffsberechtig ten Station den Anfang erreicht hat, startet diese zugriffsberechtigte Station mit der Übertragung des entsprechenden Pakets über den Bus. Für das in der Figur 2 strukturierte Netzwerk ist die obere Grenze der Verzögerung bzw. der Gebun denheit gegeben durch: D = N (Tp + td) + T (3).For any existing system that uses the described access protocol is required, there is an upper limit for the network delay. Provided, that the bus is fully charged and the packet to be sent from the authorized station has reached the beginning, this authorized station starts the transmission of the corresponding package via the bus. For the network structured in FIG. 2 the upper limit of the delay or the bond is given by: D = N (Tp + td) + T (3).

Der Zustand eines gebrochenen Kabels oder einer ausgefallenen Station vermindert diese effektive Anzahl von Stationen entsprechend. Dies hängt unmittelbar mit dem Vorgang im Zusammenhang mit der Überbrückung der ausgefallenen oder der am Kabelbruch angrenzenden Stationen zusammen. Die Verringerung der Anzahl der Stationen ist also eine Funktion des der Netzwerk-Übertragungsrate und der Größenordnung der zu übertragenen Nachrichteninformation tl. Je größer tl und je höher die Bit-Übertragungsrate, desto größer der Verlust der effektiven Anzahl von Stationen innerhalb des Netzwerkes.The condition of a broken cable or a failed station reduces this effective number of stations corresponding. this is directly related to the operation related to the bridging of the failed or the stations adjacent to the cable break together. Reducing the number of stations is therefore a function of the network transmission rate and the magnitude the message information to be transmitted tl. The greater tl and the higher the bit transmission rate, the greater the loss of the effective number of stations within the network.

In den nachfolgenden Rechnungen bleibt der Störungsfall - gestörte Übertragungswege oder ausgefallene Stationen -unberücksichtigt.In the following invoices, the malfunction remains - disturbed Transmission paths or failed stations - not taken into account.

Zur Berechnung der Anzahl von Sprachkanälen und der daraus resultierenden Anzahl von Stationen, die ein Netzwerk bedienen kann, ist die Gleichung (3) herangezogen. Ordnet man die entprechenden Werte in der Gleichung (3) um, wobei die Größenordnung von ist, so erhält man die Anzahl der Stationen zu N = C (0 - T) P1 + P2 + C x td (4)' wobei P1 + P2 = P (5) ist. Hierbei umfaßt der Wert P1 alle übergeordneten Bits, solche wie Einleitungs-, Adressen- und Prüfbits, während P2 die Anzahl der Informationsbits der Nachrichteninformation darstellt. Der Wert von P1 ist so klein wie möglich zu halten und liegt üblicherweise zwischen 100 und 200. In der Gleichung (4) kann die Abhängigkeit von T zu N vernachlässigt werden, wenn der Wert D»T, oder innerhalb der Gleichung (3) der Wert P2 » CT ist. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Übertragungszeit des Informationsteils des Pakets sehr viel größer ist als der Durchschnitt der Stations-Durchlaufzeit. Die Gleichung (4) reduziert sich dadurch zu: N (7). CD Pl + P2 + C x td Für eine gegebene Busübertragungsrate von C und der Feststellzeit für das Ende des Datenpaketes durch die Station td zeigt die Gleichung (7), daß dort die Anzahl der Stationen N durch Optimierung der Werte von D und P2 gegeben ist.Equation (3) is used to calculate the number of voice channels and the resulting number of stations that a network can serve. If the corresponding values are rearranged in equation (3), the order of magnitude of is, the number of stations is obtained as N = C (0 - T) P1 + P2 + C x td (4) 'where P1 + P2 = P (5). Here, the value P1 includes all higher-order bits, such as introduction, address and check bits, while P2 represents the number of information bits in the message information. The value of P1 should be kept as small as possible and is usually between 100 and 200. In equation (4), the dependence of T on N can be neglected if the value D> T, or within equation (3) Value P2 »CT is. This is always the case when the transmission time of the information part of the packet is very much greater than the average of the station throughput time. This reduces equation (4) to: N (7). CD Pl + P2 + C x td For a given bus transmission rate of C and the detection time for the end of the data packet by station td, equation (7) shows that there the number of stations N is given by optimizing the values of D and P2 .

Jedes analoge Sprachsignal ist durch einen Vocoder mit einer Bit-Übertragungsrate von Cv digitalisiert. Die Ausgangsbits sind gruppiert in einem Paket, das dann über das lokale Netzwerk zu einem Empfangs-Vocoder übertragen wird.Each analog speech signal is transmitted through a vocoder at a bit rate Digitized by Cv. The output bits are grouped in a packet that is then sent via the local network is transmitted to a receive vocoder.

Um eine interaktive, d. h., eine wechselseitig aufeinander folgende Sprachübertragung zu erreichen, muß die Ende zu Ende Verzögerung für jedes Informationsbit, also die Zeit von der Erzeugung des Bits durch den Ursprungsvocoder bis zur Zeit des Empfangs dieses Bits durch den Empfangsvocoder, festgebunden sein. Bei diesen Übertragungssystem können drei Arten von Verzögerungen festgestellt werden: die Paket-Formationsverzögerung, die Netzwerkverzögerung und die Signalausbreitungsverzögerung zwischen dem Ursprungs- und Empfangsvocoder. Die Summe der Verzögerungen darf nicht den Maximalwert der Verzögerungsanforderung des übertragenen Sprachsignals übersteigen.To get an interactive, i. i.e., a mutually consecutive To achieve voice transmission, the end-to-end delay for each information bit must be that is, the time from the generation of the bit by the original vocoder to the time the receipt of this bit by the receive vocoder. With these Three types of delays can be detected in the transmission system: the Packet formation delay, the network delay, and the signal propagation delay between the originating and receiving vocoders. The sum of the delays must not exceed the maximum value of the delay requirement of the transmitted voice signal.

Ist D vmax das Maximum der zulässigen Verzögerung für jedes Bit des digitalisierten Sprachsignals, tpl die längste Signalausbreitungsverzögerung zwischen je zwei Vocoder (Ursprungs- und Empfangsvocoder einer Station) und TF die Paketformzeit, also die Paketintegrationzeit für einen P2 Vocoder, dann ist Tf = Cv (8).If D vmax is the maximum allowable delay for each bit of the digitized speech signal, tpl the longest signal propagation delay between two vocoders each (originating and receiving vocoders of a station) and TF the packet form time, i.e. the packet integration time for a P2 vocoder, then Tf = Cv (8).

Eine akzeptable Sprachqualität ist dann erreicht, wenn das Paket gerade geformt über den Bus des lokalen Netzwerkes übertragen wird, bevor die Formung des nächsten Paketes erreicht ist. Wenn ein Paket alle Tf-Sekunden geformt ist, dann darf die Netzwerkverzögerung nicht den Wert von Tf übersteigen. Dies ist gerantiert, wenn die oberer Grenze der Netzwerkverzögerung D den Wert Tf nicht erreicht. Daher muß Df 7f (9) sein. Nach den obigen Ausführungen darf die Summe sämtlicher Verzögerungen - Paketformationsverzögerung, Netzwerkverzögerung und Ausbreitungsverzögerung zwischen der Ursprungs- und Empfangsstation - nicht den Wert von Dvmax erreichen. Daraus folgt: Tf + Dc Dv (lOa) wobei Dv = Dv max - tpl (1Db) ist.An acceptable voice quality is achieved when the package is straight shaped is transmitted over the bus of the local area network before the shaping of the next package is reached. If a packet is formed every Tf seconds, then the network delay must not exceed the value of Tf. This is guaranteed if the upper limit of the network delay D does not reach the value Tf. Therefore must be Df 7f (9). According to the above, the sum may be all Delays - packet formation delay, network delay, and propagation delay between the originating and receiving stations - does not reach the value of Dvmax. From this it follows: Tf + Dc Dv (10a) where Dv = Dv max - tpl (1Db).

Die Verzögerung von der Formung des Bits durch den Ursprungsvocoder bis zur Übertragung über den Bus durch die Ursprungsstation muß also festgebunden sein.The delay from the formation of the bit by the originating vocoder It must therefore be tied up until it is transmitted over the bus by the originating station be.

Die maximale Anzahl von Sprachkanälen, und damit die Anzahl von Stationen, kann durch Maximierung der Gleichung (7) unter Berücksichtigung von P2 und D (P1, C und td = const.) und der Bindungskonditionen, gegeben durch die Gleichung (9) und (lOa), erhalten werden. Von Gleichung (8) bis (lOa) sind die zulässigen Werte von P2 und D gegeben durch: Wichtig ist, daß bei diesen Gleichungen die zulässigen Wertungen von P2 und D als separate Veränderliche in Betracht bezogen werden und nicht als zulässige Kombinationen von P2 und D, die aus der Ungleichheit durch die Gleichungen (9) und (lOa) folgen. Wenn der Wert von P2 den Extremwert von 0 und (Dv x Cv) annnimmt, folgt aus den Gleichungen (7) bis (lOa), daß der Wert N in jedem Fall gleich Null ist. Da jedoch der Wert N 0 definiert ist, existiert ein globaler maximaler Wert von N und dementsprechend auch optimale Werte von P2 und D. Aus der Gleichung (7) ist für jeden fixierten Wert von P2 der Wert N maximiert, wenn der Wert D entsprechend der Bedingung der Geichung (llb) maximiert ist. Der maximal zulässige Wert von D für jeden fixierten Wert von P2 ist also zu erhalten aus den Gleichungen (8) bis (lOa).The maximum number of voice channels, and thus the number of stations, can be determined by maximizing equation (7) taking into account P2 and D (P1, C and td = const.) And the binding conditions given by equation (9) and ( 10a), can be obtained. From equation (8) to (10a) the permissible values of P2 and D are given by: It is important that in these equations the permissible evaluations of P2 and D are taken into account as separate variables and not as permissible combinations of P2 and D which follow from the inequality of equations (9) and (10a). If the value of P2 assumes the extreme value of 0 and (Dv x Cv), it follows from equations (7) to (10a) that the value N is equal to zero in each case. However, since the value N 0 is defined, there is a global maximum value of N and accordingly also optimal values of P2 and D. From equation (7), the value N is maximized for each fixed value of P2 if the value D corresponds to Condition of equation (llb) is maximized. The maximum permissible value of D for each fixed value of P2 can therefore be obtained from equations (8) to (10a).

Dort ist D max = P2 D max = Dv - P2 Eingesetzt D max für D in der Gleichung (7), sind zwei Werte für N als Funktion von P2 zu erhalten. Hier korrespondiert jeder Ausdruck mit einem der zwei möglichen Werte von P2, die durch die Gleichungen (12a) und (12b) gegeben sind. Die Prüfung dieser Gleichungen zeigt, daß gleichbleibend zunimmt und für gleichbleibend abnimmt. Daraus folgt, daß der Wert für N maximiert ist, wenn: P2 = P2 opt. = Dv x Cv (13a) 2 und D = D'max = Tf = P2 opt. = Dv Cv (13b) ist.There D max = P2 D max = Dv - P2 Substituting D max for D in equation (7), two values for N are obtained as a function of P2. Here each term corresponds to one of the two possible values of P2 given by equations (12a) and (12b). Examination of these equations shows that steadily increasing and for steadily decreases. It follows that the value for N is maximized when: P2 = P2 opt. = Dv x Cv (13a) 2 and D = D'max = Tf = P2 opt. = Dv Cv (13b).

Mit der Gleichung (7) ist die maximale Anzahl von Sprachkanälen, und damit die maximale Anzahl von Stationen, die dieser passive Sternkoppler des lokalen Netzwerkes bedienen kann, gegeben durch: N max = Dv x Cv (14), x max = Dv x Cv + 2 (P1 + C x td) vorausgesetzt, daß (Gleichung 13 eingesetzt in Gleichung 6) 2T x C (15) ist.With equation (7), the maximum number of voice channels is, and thus the maximum number of stations that this passive star coupler of the local Network, given by: N max = Dv x Cv (14), x max = Dv x Cv + 2 (P1 + C x td) provided that (Equation 13 inserted into Equation 6) 2T x C (15) is.

Dv 2 N max x Cv Weiterhin ist N max als Funktion von P1 und td maximiert, wenn P1 = td = 0 ist, wobei N * max N max C 0 = C Pl * max # N max pl = 0 Cv (16) td = 0 ist.Dv 2 N max x Cv Furthermore, N max is maximized as a function of P1 and td when P1 = td = 0, where N * max N max C 0 = C Pl * max # N max pl = 0 Cv (16) td = 0 is.

Es ist erkennbar, daß mit dem Wert Pl = td = 0 der Wert von N * max keine praktische Situation darstellt, sondern als Repräsentant des Idealfalls angenommen werden muß. Das Verhältnis der Werte von N max zu N * max ist vielmehr gegeben durch den Einsatz der Gleichung (3) in die Gleichung (1), wobei die Werte von D = D'max und angenonmmen sind, woraus folgt, daß ist.It can be seen that with the value Pl = td = 0 the value of N * max does not represent a practical situation, but has to be assumed as a representative of the ideal case. Rather, the ratio of the values of N max to N * max is given by inserting equation (3) into equation (1), where the values of D = D'max and are assumed, from which it follows that is.

Solange die Bedingung aus der Gleichung (6) bzw. (15) und die Abweichung aus der Gleichung (2) anhält, gilt, daß der Wert E )1 geht.As long as the condition from equation (6) or (15) and the deviation from the equation (2) holds, it holds that the value E) goes 1.

Im Zusammenhang mit dem Wert von Cv = 64 k bit/s für die Sprachübertragung ist P2 opt.» P1, solange wie der Wert von Dv»5 ms beträgt. Dies ist der Fall, wenn die Annahme für den Wert von P1 zwischen 100 und 200 weiter besteht. Andererseits gilt, wenn die Bedingung von der Gleichung (6) bzw.In connection with the value of Cv = 64 k bit / s for voice transmission P2 is opt. " P1 as long as the value of Dv is »5 ms. It does if the assumption for the value of P1 remains between 100 and 200. on the other hand applies if the condition from equation (6) resp.

(15) nicht mehr besteht, daß wieder eine annähernde Lösung von N max durch die Gleichung (4) unter der Annahme von T = N x Taue erreicht wird, wobei T ave die gesamte Stationsumlaufzeit ist. Die vergleichbaren Bedingungen für die Werte von D und P2 sind wiederum durch die Gleichungen (13a) und (13b) gegeben. Das resultierende Ergebnis für die maximale Anzahl von Stationen für N max ist das gleiche wie in der Gleichung (14), wobei der Wert td ersetzt ist durch (td + Tave). Das Verhältnis von N max zu N * max ist wiederum durch die Gleichung (17) ausgedrückt.(15) no longer exists that again an approximate solution of N max is achieved by equation (4) assuming T = N x ropes, where T ave is the total station cycle time. The comparable conditions for the Values of D and P2 are in turn given by equations (13a) and (13b). The resulting result for the maximum number of stations for N max is this same as in the equation (14), with the value td being replaced by (td + Tave). The ratio of N max to N * max is in turn expressed by equation (17).

Wichtig ist, daß das Verhältnis von N max zu N * max zunehmen kann, da die Werte von D max und P2 opt. unabhängig von der Netzwerk-Übertragungsrate C sind.It is important that the ratio of N max to N * max can increase, since the values of D max and P2 opt. regardless of the network transmission rate C are.

Für eine gegebene Art von Vocoder ist N max/N * max lediglich eine Funktion der Effizienz E (siehe Gleichung 17), die wiederum eine Funktion von Tp und damit von C ist. Die vorangegangene Diskusion N max N * max, bei der die Ungleichheit der Gleichung (6) bzw. (15) vorliegt, trifft für niedrige Werte von C zu. Die obere Grenze von C, in der N max N * max geht, kann aus der Gleichung (15) ermittelt werden. Unter der Bedingung, daß Cv = 64 kbit/s, Dv max = 300 ms und die durchschnittliche Stationsumlaufzeit Tave = 10 Ps ist, dann geht N max N * max, vorausgesetzt, daß C«960 Mbit/s ist.For a given type of vocoder, N max / N * max is only a function of the efficiency E (see equation 17), which in turn is a function of Tp and thus of C. The previous discussion N max N * max, in which equation (6) or (15) is inequality, applies to low values of C. The upper limit of C, in which N max N * max can be found from equation (15). Under the condition that Cv = 64 kbit / s, Dv max = 300 ms and the average station cycle time Tave = 10 Ps, then N max N * max, provided that C «is 960 Mbit / s.

Für ein einfaches lokales Netzwerk, wie es beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist, ist die maximale Signalausbreitungsverzögerung zwischen jeder Ursprungs- und Empfangsstation zu vernachlässigen, so daß der Wert Dv Dv max ist.For a simple local network, such as that shown in Figure 2 is the maximum signal propagation delay between each The originating and receiving stations are neglected, so that the value Dv is Dv max.

Das Verhältnis von N max zu N * max als Funktion von C ist in der Tabelle aufgeführt, für die die obengenanten Werte für Cv, Dv, Tave und für P1 = 100 und td = 0,5 ps berücksichtigt sind. Die entsprechende Netzwerkeffizienz E gleicht annähernd dem Verhältnis N max / N * max. Die Werts von N max sind ebenfalls in dieser Tabelle aufgeführt. Zu beachten ist, daß der Wert von N max entsprechend zu reduzieren ist, wenn ein Kabelbruch oder eine oder mehrere fehlerhafte Stationen in die Betrachtung mit einbezogen werden müssen.The ratio of N max to N * max as a function of C is in Table for which the above values for Cv, Dv, Tave and for P1 = 100 and td = 0.5 ps are taken into account. The corresponding network efficiency E is the same approximately the ratio N max / N * max. The values of N max are also in listed in this table. It should be noted that the value of N max accordingly is to be reduced if a cable break or one or more faulty stations must be included in the consideration.

Sollen die geographisch vereinzelten lokalen Netzwerke übergreifend mit sogenannten Gateways verbunden sein, dann korrespondieren die Stationen nicht länger mit dem Wert von Nmax innerhalb eines lokalen Netzwerkes. Dies geht beispielsweise aus der Figur 4 hervor, bei denen die Stationen der Netzwerke LAN 2 und LAN 3 über das zentrale Netzwerk LAN miteinander verbunden werden können. Soll ein Informationspaket, beispielsweise von dem Netzwerk LAN 2 zum Netzwerk LAN 3, übertragen werden, so muß es also das zentrale Netzwerk LAN 1 passieren. Das Informations-Paket enthält dabei drei Netzwerkverzögerungen in dem Ausbreitungspfad zwischen der Ursprungs- und der Empfangsstation. Diese Netzwerkverzögerungen können eingezogen sein in der obigen Analyse (siehe besonders Gleichung 9 bis 13) zusammen gruppiert mit allen Stationen und Gateways, die mit den entsprechenden Netzwerken LAN 1 bis LAN 3 verbunden sind. Dies resultiert aus den einzelnen Werten von Tave und schließlich für den Wert von N max für die drei Netzwerke LAN 1 bis LAN 3. Die Anzahl der Stationen, inklusive der Gateways, die in einem dieser Netzwerke LAN 1 bis LAN 3 verbunden sind, ist begrenzt durch die Bedingung, daß die Gesamtanzahl von Stationen in den drei Netzwerken LAN 1 bis LAN 3 den Wert von N max nicht übersteigen darf. Außerdem gilt, daß Verbindungskombinationen, beispielsweise vom Netzwerk LAN 2 zu irgend einem anderen, nicht zentralen Netzwerk, andere Werte für Tave und entsprechend N max nachsichziehen.Are the geographically isolated local networks across be connected to so-called gateways, then the stations do not correspond longer with the value of Nmax within a local network. This is possible, for example from FIG. 4, in which the stations of the networks LAN 2 and LAN 3 have the central network LAN can be connected to each other. Should an information package for example from the network LAN 2 to the network LAN 3, so it has to pass through the central network LAN 1. The information package contains thereby three network delays in the propagation path between the Originating and receiving station. These network delays can be withdrawn be grouped together in the above analysis (see especially equations 9 to 13) with all stations and gateways connected to the corresponding networks LAN 1 to LAN 3 are connected. This results from the individual values of Tave and finally for the value of N max for the three networks LAN 1 to LAN 3. The number of stations including the gateways that are connected in one of these networks LAN 1 to LAN 3 are limited by the condition that the total number of stations in the three networks LAN 1 to LAN 3 must not exceed the value of N max. aside from that applies that connection combinations, for example from network LAN 2 to any a different, non-central network, different values for Tave and accordingly Retighten N max.

Daraus folgt, daß die maximale Anzahl von in einem Netzwerk zugelassener Stationen nicht nur davon abhängt, wie viele Stationen schon mit anderen Netzwerken verbunden sind, sondern auch von dem Wert N max im Zusammenhang mit allen möglichen Ursprungs- und Zielkombinationen, die diese Netzwerke beinhalten.It follows that the maximum number of Stations not only depends on how many stations already have other networks are connected, but also from the value N max in connection with all possible Combinations of origin and destination that comprise these networks.

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß übergreifende Verbindungen von Netzwerken über Entfernungen größer 1000 km oder mehr eine maximale Ausbreitungsverzögerung von tp ergeben, die in Verbindung mit dem Wert Dv max nicht vernachlässigt werden kann. Da Dv max festgelegt ist, ergibt sich die Reduzierung gemäß der Gleichung (1Db), wobei der Wert N max (Gleichung 14) und noch wichtiger die Übertragungsbit-Rate für N max-+N N * max (Gleichung 15) ebenfalls reduziert sind.In addition, it must be taken into account that overarching connections of Networks over distances greater than 1000 km or more have a maximum propagation delay of tp, which are not neglected in connection with the value Dv max can. Since Dv max is fixed, the reduction results from the equation (1Db), where the value N max (equation 14) and more importantly the transmission bit rate for N max- + N N * max (equation 15) are also reduced.

Ist beispielsweise der Wert Dv max = 300 ms und tpl = 100 ms (entsprechend annähernd über 2 x 10 4 km) dann ist Dv = 200 ms, so daß N max-,N N * max geht, sofern die Übertragungsbit-Rate C ca 640 Mbit/s ist. Zu beachten ist hierbei, daß der Wert von N max auf die Anzahl sämtlicher Stationen hinweist, die mit allen Netzwerken verbunden sind, also mit den Ausbreitungspfaden zwischen den Ursprungs- und Empfangsstationen aller Netzwerke.For example, if the value Dv max = 300 ms and tpl = 100 ms (corresponding to approximately over 2 x 10 4 km) then Dv = 200 ms, so that N max-, N N * max goes, provided that the transmission bit rate C is approx. 640 Mbit / s. It should be noted that the value of N max indicates the number of all stations, the are connected to all networks, i.e. with the propagation paths between the Origin and receiving stations of all networks.

Anschließend ist der Startvorgang für das passiv sternkonfigurierte lokale Netzwerk gemäß der Figur 2 beschrieben, in welchen die zuvor diskutierte Zugriffsmethode angewendet wird. Nach dem eine Station mit Spannung versorgt ist, überwacht diese den Bus für einen bestimmten Zeitablauf ts. Hier bei ist der Zeitraum ts so gewählt, daß auch alle anderen Stationen funktionsfähig geschaltet sind. Empfängt diese Station ein Informationspaket innerhalb dieses Zeitraumes ts, so ist die Verbindung erfolgreich angeschaltet. Falls kein Paket von dieser Station empfangen ist, setzt diese Station den sogenannten "Live-Zustand" voraus und belegt den Bus entsprechend selbst. Die Übertragung der bitseriellen Nachrichteninformationen über das lokale Netzwerk ist somit durch diese Station gestartet, die zunächst ein Leer-Paket auf den Bus überträgt. Weitere Funktionen sind bereits vorab beschrieben. Wichtig ist, daß die Stationen zunächst eingeschaltet sein müssen und weiterhin ist vorausgesetzt, daß sich die Stationen immer im Einschaltezustand befinden, solange die Stationen nicht durch Funktionstörungen ausfallen. Nachdem eine Station erfolgreich über das lokale Netz verbunden ist, kann die Überwachung des Busses innerhalb des Zeitraumes ts entfallen. Damit ist sichergestellt, daß beim Kabelbruch die entsprechende Station den Bus nicht durch Aussenden eines Leer-Paketes auf den Bus innerhalb dieser ts-Sekunden nach Feststellung des Endes einer von dem Empfänger dieser Station empfangenen Paketinformation irretiert.Then the start process for the passive star-configured local network described in accordance with FIG. 2, in which the previously discussed Access method is applied. After a station is supplied with voltage, this monitors the bus for a certain time ts. Here at is the time period ts selected so that all other stations are also functional. Receives this station sends an information packet within this time period ts, so is the connection switched on successfully. If no packet is received from this station, set this station precedes the so-called "live state" and occupies the bus accordingly itself. The transmission of the bit-serial message information via the local The network is thus started by this station, which initially picks up an empty packet transfers the bus. Further functions are already described in advance. Important is, that the stations must first be switched on and it is still a prerequisite that the stations are always in the switched-on state as long as the stations do not fail due to malfunctions. After a station has successfully accessed the local network is connected, the bus can be monitored within the period ts not applicable. This ensures that in the event of a cable break the appropriate station the bus by sending an empty packet on the bus within these ts seconds after determining the end of a packet information received from the receiver of this station confused.

Dieses synchrone Zugriffsprotokoll ist zur Übertragung von bitseriellen Nachrichteninformationen, insbesondere von Echtzeitdaten über, fiberoptische, passive Sternkoppler besonders geeignet.This synchronous access protocol is for the transmission of bit serial News information, in particular real-time data via, fiber-optic, passive Star coupler particularly suitable.

C (Mbit/s) Nmax Nmax N*max 1 0,989 15 2 0,988 30 5 0,984 76 10 0,979 153 20 0.969 303 50 0,939 733 100 0,893 1400 200 0,814 2500 500 0,642 5000 1000 0,475 7400 2000 0,313 9800 5000 0,154 12100 1 Anspuch 4 Figuren - Leerseite -C (Mbit / s) Nmax Nmax N * max 1 0.989 15 2 0.988 30 5 0.984 76 10 0.979 153 20 0.969 303 50 0.939 733 100 0.893 1400 200 0.814 2500 500 0.642 5000 1000 0.475 7400 2000 0.313 9800 5000 0.154 12 100 1 claim 4 figures - Blank page -

Claims (1)

Patentanspruch 1. Verfahren zur optischen Übertragung von bitseriellen Nachrichteninformationen, insbesondere von Sprach- und Videosignalen, über ringförmig konfigurierte mit Kopplungseinrichtungen ausgestattete lokale Netzwerke, an die eine an die Ubertragungsgeschwindigkeit und an die Netzstruktur dieser lokalen Netzwerke angepaßte Anzahl von unterschiedliche Kommunikationsarten (Sprache, Daten, Bild, Text) verarbeitende Stationen (Endgeräte) in beliebiger Kombination zueinander anschließbar sind, wobei jede Station Sende- und Empfangseinrichtungen zur Übertragung der Nachrichteninformationen aufweist und die Stationen derart innerhalb der lokalen Netzwerke angeordnet sind, daß die Nachrichteninformationen zwischen den Stationen beliebig austauschbar sind, wobei die Reihenfolge des Zugriffs der einzelnen Stationen zum lokalen Netzwerk durch einen Synchronisationstakt steuerbar ist, und die Sende-und Empfangseinrichtung der Stationen derart an einen als Durchgangsmischer ausgeführten passiven Sternkoppler anschaltbar sind, daß die Länge der Sendeleitung gleich der Länge der Empfangsleitung der jeweiligen Station entspricht, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination der Merkmale 1.1 der Synchronisationstakt ist durch eine dezentrale Auswertung der Nachrichteninformation durch sämtliche die Nachrichteninformationen empfangene Stationen (1 bis N) bestimmt, wobei die Berechtigung des Zugriffs zum lokalen Netzwerk von einem ersten Endgerät (1) zum nächstfolgenden Endgerät (2 ... N) rotierend übertragbar ist, 1.2 der Synchronisierungstakt ist durch eine Ursprungsadresseninformation der jewiligen Stationen (1 bis N) gebildet, wobei die Ursprungsadresseninformation nach dem Empfang durch die jeweilige Station (1 bis N) von dieser erkannt und aktualisiert aussendbar ist, 1.3 die Endgeräte (1 bis N) enthalten jeweils eine Ursprungsadressen-Korrektureinrichtung, die beim Ausfall des Empfangs der Ursprungsadresse einer nachfolgend zugriffsberechtigte Station (1 bis N) nach Wiederholung der eigenen Ursprungsadresse die Ursprungsadresse der ausgefallenen zugriffsberechtigten Station (1 bis N) überträgt.Claim 1. A method for the optical transmission of bit-serial News information, in particular voice and video signals, in the form of a ring configured local networks equipped with coupling devices to which one to the transmission speed and the network structure of these local networks adapted number of different types of communication (voice, data, image, Text) processing stations (end devices) can be connected to each other in any combination are, with each station transmitting and receiving devices for transmitting the message information and the stations are arranged within the local networks in such a way that that the message information can be exchanged as required between the stations, whereby the order of access of the individual stations to the local network can be controlled by a synchronization clock, and the transmitting and receiving device of the stations to a passive star coupler designed as a straight-through mixer can be switched on so that the length of the transmission line is equal to the length of the reception line corresponds to the station in question, but the combination the characteristics 1.1 the synchronization clock is through a decentralized evaluation of the News information by all of the stations receiving the news information (1 to N) determines the authorization of access to the local network of a first terminal (1) to the next terminal (2 ... N) can be transmitted in rotation 1.2 the synchronization clock is through an original address information of the respective stations (1 to N) formed, with the original address information after the reception by the respective station (1 to N) recognized by this and updated is emittable, 1.3 the end devices (1 to N) each contain one Source address correction device, which if the receipt of the source address fails a subsequent authorized access station (1 to N) after repeating its own Source address the source address of the failed authorized access station (1 to N) transmits.
DE19853508417 1985-03-07 1985-03-07 Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring Withdrawn DE3508417A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853508417 DE3508417A1 (en) 1985-03-07 1985-03-07 Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853508417 DE3508417A1 (en) 1985-03-07 1985-03-07 Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3508417A1 true DE3508417A1 (en) 1986-09-11

Family

ID=6264692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853508417 Withdrawn DE3508417A1 (en) 1985-03-07 1985-03-07 Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3508417A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870637A (en) * 1987-12-24 1989-09-26 American Telephone And Telegraph Company Optical backplane
EP0506214A1 (en) * 1991-03-27 1992-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a multiplex-control for an on-board network for automotive-vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870637A (en) * 1987-12-24 1989-09-26 American Telephone And Telegraph Company Optical backplane
EP0506214A1 (en) * 1991-03-27 1992-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a multiplex-control for an on-board network for automotive-vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69434503T2 (en) Mobile radio transmission system
DE3902243C2 (en)
DE19532422C1 (en) Local network operating according to the asynchronous transfer mode (ATM) with at least two ring systems
EP0683619A2 (en) Method and apparatus for the diversion of a communication cell stream to an alternative path
DE19752697A1 (en) Wireless local area network with controller and at least one terminal that can be used as a controller
DE602004011594T2 (en) Redundant full duplex Ethernet switching network and redundancy management of such a network, especially in avionics
EP0682422A2 (en) Method and device for synchronising redundantly transmitted information cell streams
DE19728061C2 (en) Method for controlling the use of satellite transmission capacity to replace disturbed data lines in terrestrial networks and circuitry for carrying out the method
DE19921589C2 (en) Method for operating a data transmission system
EP0762798B1 (en) Method for transferring signalling information within a BISDN network
DE3603358A1 (en) Remote-control data transmission procedure
EP1884851A2 (en) Method, node and network for cyclical transmission of ethernet telegrams
DE112012000546B4 (en) Transmission line address overlap detection system and substation terminal used in the system
EP0395739B1 (en) Process for controlling and/or monitoring and circuit arrangement for implementing the process
DE3508417A1 (en) Method for optically transmitting bit-serial message information, particularly of voice and video signals, via networks configured in the form of a ring
EP3451591B1 (en) Method of operating a communication network in a ring topology, and such a communication network
EP1181790A2 (en) Network and coupling device for connecting two segments in such a network and network nodes
DE102012210816A1 (en) Data packet for a bidirectional transmission of data packets in a data transmission between a first and a second communication device and method for transmitting such a data packet
DE2644616C3 (en) Circuit arrangement for the transmission of digital messages between several data stations
DE19549317C2 (en) Access control device for a circular ATM node
DE4010266C2 (en)
EP0475180A1 (en) Method for transmission of communication blocks between transmission lines of existing connections in a switching exchange
DE2849348C2 (en)
DE60004809T2 (en) TELECOMMUNICATIONS NETWORK AND METHOD FOR TRANSMITTING ADMINISTRATIVE DATA
AT408596B (en) METHOD FOR TRANSMITTING DATA IN A COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination