DE3512984C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Informationsaustausch zwischen dezentral angeordneten Steuereinrichtungen und/oder Einzelgeräten in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Zeitschrift "elektronikpraxis" Nr. 2, Febr. 1982, ist ab Seite 10 in einem Aufsatz mit dem Titel: "Kommunikation durch alle Ebenen" ein standardisiertes lokales Netzwerk mit dem Namen Ethernet beschrieben. Dieses Netzwerk ist für hohe Datengeschwindigkeiten ausgelegt und kann Entfernungen bis zu einigen Kilometern überbrücken. Als Übertragungsmedium dient ein Koaxialkabel, das an beliebigen Stellen angezapft werden kann, wobei "intelligente Stationen" passiv angekoppelt werden. An der jeweiligen Ankoppelstelle, bzw. an einer Abzweigstelle sind sogenannte Transceiver vorgesehen als Bindeglied zwischen einer Steuereinrichtung für das Ethernet und dem Koaxialkabel, wie dies in einem Aufsatz beschrieben ist, der in der Zeitschrift "elektronik industrie" Nr. 3, 1983 auf Seite 38 beschrieben ist. Neben den speziellen elektrischen Forderungen, die an ein derartiges Sende/Empfangs- Gebilde zu stellen sind, muß auch eine hohe mechanische Präzision verlangt werden, damit eine Ankoppelung an das Koaxialkabel problemlos möglich ist. Deshalb sind solche Ethernet-Transceiver nicht gerade billig.

Aufgrund dieser Erkenntnis wurde schon das Kunstwort "Cheapernet" (= billigeres Netzwerk) erfunden und in einem Artikel, der in "elektronik industrie" 4, 1984, ab Seite 36, abgedruckt ist, beschrieben, auf welche Weise den hohen Kosten der Ethernet- Sender/Empfänger begegnet werden kann. Dabei werden diese teuren Gebilde nur noch an wenigen Stellen eingesetzt, nämlich nur dort, wo eine Verbindung zum Ethernet-Kabel hergestellt werden muß. Es werden Teilnetze gebildet, die zwar auch mit Koaxialkabel ausgeführt sind, aber die bekannten preiswerteren BNC-Stecker angewendet. Dadurch wird zwar die Reichweite auf wenige 100 Meter verringert; aber trotz eines wesentlich niedrigeren Preises werden die übrigen vorteilhaften Bedingungen einer derartigen Netzwerkkonfiguration beibehalten. Für manche Anwendungsfälle ist jedoch auch diese Lösung noch zu teuer und die Anwendung von Koaxialkabeln zu unbequem.

In der US-Zeitschrift IEEE Communications Magazine vom Aug. 1984 (Vol. 22, No. 8) sind ab Seite 12 lokale Netze (Local Area Networks) beschrieben, bei denen ein zentraler Bus angewendet wird. Verschiedene Zugriffssysteme auf den gemeinsamen Bus werden beschrieben und miteinander verglichen. Bei einem Zugriffsschema für ein Kurz-Bus-System (siehe Fig. 4 auf Seite 15) wird ein Zugriffscode angewendet, der aus Prioritätscode und Modulnummer besteht. Damit ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen auf dem gemeinsamen Bus einzuschränken. Jedoch sind dann dafür aufwendige Dekodier- und Verknüpfungseinrichtungen erforderlich, und ein zusätzlicher Zeitbedarf für die Übertragung dieser Zusatzinformation ist gegeben. In der angegebenen Literaturstelle sind keine Schaltungseinzelheiten angegeben, und über die elektrischen Anschlußbedingungen sind keine Einzelheiten erwähnt, so daß angenommen werden kann, daß die Anschlußbedingungen ähnlich sind, wie bei den bereits zuvor erwähnten Literaturstellen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung vorzustellen, womit unter Beibehaltung von genormten Anschlußbedingungen und Steuerprozeduren auf Koaxialkabel verzichtet werden kann und eine preiswerte Zusammenschaltung von Steuereinrichtungen und Geräten für den Informationsaustausch ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Merkmalskombination, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß für genormte Anschlußbedingungen und Steuerprozeduren vorbereitete hochintegrierte Schaltkreise eingesetzt werden können, die als Steuerbausteine preiswert zur Verfügung stehen. Die für die Zusammenschaltung von Steuereinrichtungen und/oder Einzelgeräten notwendigen Schaltkreise lassen sich ebenfalls leicht in integrierten Schaltkreisen zusammenfassen, so daß der Platzbedarf für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sehr gering ist. Da kein Koaxialkabel erforderlich ist, ergibt sich eine sehr einfache Ausführung aller Leitungswege, und es sind keine besonderen Aufwendungen für die einzelnen Anschlußpunkte erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzelnen Steuereinrichtungen und/oder Einzelgeräten einer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlage enthalten Schnittstellen SST 1 bis SSn, die im wesentlichen eine Netzwerksteuerung ENETC enthalten. Zwischen dem Sendeausgang dieser Netzwerksteuerung ENETC und der Sendeleitung SSL ist eine Logikanordnung LA geschaltet. Mit Hilfe eines zentral erzeugten Taktsignals TS werden dann, wenn Daten gesendet werden, regelmäßig Pausenimpulse in den Datenstrom eingefügt, wenn mehrere aufeinanderfolgende Bits derjenigen Polarität auftreten, die dem Ruhepotential entspricht. Die Sendeleitungen SL 1 bis SLn werden zunächst einzeln zum Sternpunkt SSTP geführt. Dort befindet sich jeder einzelnen Schnittstelle SST 1 bis SSTn zugeordnet ein Aktivitätserkenner AE 1 bis AEn. Diese bestehen im wesentlichen aus einem Zähler, der immer dann gelöscht wird, wenn kein Ruhepotential vorliegt, also dann, wenn Daten gesendet werden. Es entsteht dann am Ausgang des Aktivitätserkenners AE ein Sendeaktivitätssignal SA womit gekennzeichnet wird, daß die betreffende Schnittstelle SST sende-aktiv ist. Tritt dagegen das Ruhepotential auf, so wird der Zähler durch einen Zähltakt TP mit einer sehr kurzen Taktperiode weitergezählt, bis er einen vorbestimmten Binärwert erreicht. Bei Erreichen dieses Binärwertes erscheint am Ausgang des Aktivitätserkenners AE ein Signal, womit der Ruhezustand gekennzeichnet wird. Mit dem vorher erwähnten, in den Datenstrom eingefügten Pausenimpulsen wird verhindert, daß der Zähler den besagten Binärwert erreichen kann, während noch Daten gesendet werden. Die Pausenimpulse werden also immer am Ende eines Bits eingefügt, wenn dieses die Polarität des Ruhepotentials hat. Durch den Zähltakt TP wird dann der Ruhezustand sofort erkannt, wenn nach einem das Ruhepotential führenden Bit der Pausenimpuls ausbleibt. Wenn ein Aktivitätserkenner AE in der zuvor beschriebenen Weise ein Ausgangssignal abgibt, das die Sendeaktivität einer Schnittstelle SST kennzeichnet, so wird ein nachgeschaltetes UND-Gatter UG aufgesteuert, so daß die Sendeleitung SL auf einen gemeinsamen Vielfachpunkt durchgeschaltet ist. An diesem gemeinsamen Vielfachpunkt sind alle Empfangsleitungen EL 1 bis ELn angeschlossen.

Jeder einzelnen Empfangsleitung EL 1 bis ELn ist ein Empfangskenner EE 1 bis EEn nachgeschaltet, und der Ausgang eines jeden Empfangserkenners EE erzeugt ein Empfangsaktivitätssignal EA, das der zugehörigen Netzwerksteuerung ENETC zugeführt wird. Die Empfangserkenner EE sind prinzipell in gleicher Weise ausgeführt, wie die Aktivitätserkenner AE. Ein Empfangsaktivitätssignal EA wird demnach nur erzeugt, wenn auf der Empfangsleitung EL eine Datenübertragung stattfindet. Dies wird, wie bereits beschrieben, daran erkannt, daß innerhalb eines vorgegebenen kurzen Zeitraumes ein Potentialwechsel stattfindet.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält im Sternpunkt STP einen Kollisionserkenner KE, an den alle Ausgänge der Aktivitätserkenner AE einzeln herangeführt sind. Darin werden die Ausgänge von jeweils zwei verschiedenen Aktivitätserkennern AE so miteinander verknüpft, daß festgestellt werden kann, wenn mehr als ein Aktivitätserkenner AE ein die Aktivität der betreffenden Schnittstelle SST kennzeichnendes Ausgangssignal abgibt. Alle zu diesem Zweck innerhalb des Kollisionserkenners KE eingesetzten UND-Verknüpfungen sind an ihren Ausgängen zusammengeschaltet, so daß am Ausgang des Kollisionserkenners KE ein Ausgangssignal erscheint, wenn mehr als eine Schnittstelle SST Daten sendet. Der Ausgang des Kollisionserkenners KE ist als gemeinsame Kollisionsmeldeleitung KML direkt zu allen Netzwerksteuerungen ENETC der einzelnen Schnittstellen SST geführt, so daß eine Datenübertragung sofort abgebrochen werden kann, wenn auf der Kollisionsmeldeleitung KML ein Signal erscheint.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zum Informationsaustausch zwischen Steuereinrichtungen und/oder Einzelgeräten in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, wobei die Steuereinrichtungen und/oder Einzelgeräte über ein gemeinsames Daten-Sammelleitungssystem (Bus) zusammengeschaltet sind und der serielle Datenaustausch nach einem standardisierten Verfahren abläuft, wobei ein Kollisionserkenner vorgesehen ist, der das gleichzeitige Senden von mehr als einer Steuereinrichtung, bzw. mehr als einem Einzelgerät aus erkennt, damit eine Datenverfälschung auf der gemeinsamen Busleitung verhindert werden kann, und wobei ein Codierungsverfahren angewendet wird, welches kein zusätzliches Einfügen von Bits in den Datenstrom vorsieht, wenn mehrere Bits gleicher Polarität auftreten,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb jeder für eine Steuereinrichtung und/oder ein Einzelgerät vorgesehenen Schnittstelle (SST) dem Ausgang einer Sendeleitung (SL) eine Logikanordnung (LA) vorgeschaltet ist, die mit Hilfe eines zentral erzeugten Taktsignals (TS) bei allen aufeinander folgenden Bits derjenigen Polarität, die dem Ruhezustand entspricht, Pausenimpulse mit vom Ruhezustand abweichender Polarität in den Datenstrom einfügt, wobei diese Bits entsprechend verkürzt werden,
daß jede Sendeleitung (SL) zu einem zugeordneten Aktivitäts-Erkenner (AE) geführt ist, der in einem zentralen Sternpunkt angeordnet ist und ein Sende-Aktivitätssignal (SA) erzeugt, womit ein jeweils zugehöriges UND- Gatter (UG) nur dann aufgesteuert wird, wenn die betreffende Schnittstelle (SST) sendeaktiv ist,
daß die Ausgänge dieser UND-Gatter (UG) zusammengeschaltet sind und Empfangsleitungen (EL) für alle Schnittstellen (SST) bilden,
daß die Ausgänge aller Aktivitäts-Erkenner (AE) an den Eingängen eines im Sternpunkt (STP) angeordneten Kollisionserkenners (KE) angeschlossen sind, der über eine gemeinsame Kollisionsmeldeleitung (KML) eine erkannte Kollision allen Schnittstellen mitteilt, daß Empfangserkenner (EE) in den Schnittstellen (SST) vorgesehen sind, die ein zusätzliches Empfangsaktivitätssignal (EA) erzeugen, wenn auf der Empfangsleitung (EL) eine Datenübertragung stattfindet, und daß die Eingänge der Logikanordnung (LA) sowie die Ausgänge der Empfangserkenner (EE) mit den Ausgängen und Eingängen jeweils eines hoch integrierten Schaltkreises (ENETC) zusammengeschaltet sind, der für die Steuerung eines Übertragungssystems, beispielsweise ETHERNET, mit einem standardisierten Übertragungsprotokoll vorgesehen ist, wobei die dafür in den Schnittstellen einzusetzenden seriellen Interface-Bausteine durch jeweils eine Logikanordnung (LA) und einen Empfangserkenner (EE) ersetzt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivitätserkenner (AE) und der Empfangserkenner (EE) funktions- und baugleiche Anordnungen sind, mit denen die Dauer des Ruhepotentials überwacht wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivitätserkenner (AE) und/oder als Empfangserkenner (EE) ein Zähler vorgesehen ist, der gelöscht wird, wenn kein Ruhepotential vorliegt und dabei ein Aktivitätssignal (EA, SA) abgibt, und daß der Zähler beim Vorliegen des Ruhepotentials mit einem Zähltakt (TP) kurzer Taktperiode weitergezählt wird, so daß beim Erreichen eines vorbestimmten Binärwertes der Ruhezustand, bzw. keine Datenübertragung, signalisiert wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollisionserkenner (KE) aus mehreren Zweifach-UND- Verknüpfungen besteht, die an ihren Ausgängen als ODER-Verdrahtung zusammengeschaltet sind, und eine Kollisionsmeldung erzeugt, wenn mehr als eine Schnittstelle (SST) sende-aktiv ist.