DE3640401A1 - Luftraumueberwachungszentrale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine eine umfangreiche Datenko­ mmunikation mit anderen Überwachungszentralen und in der Regel auch mit mehreren Radarstationen durchführende Luftraumüber­ wachungszentrale, wobei sich die einzelnen Kommunikationspartner an unterschiedlichen Orten befinden und sich somit der Daten­ transfer auf einer entsprechenden Anzahl von Übertragungsstrecken abspielt, mit einem Kommunikations-Bindeglied, das in der Luft­ raumüberwachungszentrale eine Anpassung zwischen einer Vielzahl von extern vorgegebenen Schnittstellen, nämlich zwischen den Endgeräten der Übertragungsstrecken (externe Links) einerseits und einer Datenverarbeitung andererseits übernimmt.

Bei derartigen Luftraumüberwachungszentralen wird häufig nach verschiedenartigen, nicht kompatiblen Standards übertragen.

Die Bestrebungen zur Einführung von Normen im Bereich der mili­ tärischen Datenkommunikation haben ihren Ursprung in den Unzu­ länglichkeiten existierender Kommunikationssysteme. Diese Mängel behindern einen sicheren und umfassenden Datenaustausch zwischen den einzelnen Luftverteidigungs-Stellungen und erschweren dadurch schnelle Entscheidungen. Die Schwächen existierender Systeme sind mehrfach begründet, können aber alle aus der historischen Entwick­ lung heraus verstanden werden. Aus heutiger Sicht offenbaren die meisten Kommunikationssysteme einen dreifachen Mangel. Erstens können sie nicht mit anderen Systemen kommunizieren. Zweitens können sie nicht flexibel genug auf einen Angriff reagieren und sind daher leicht verwundbar, insbesondere weil keine Umwegschal­ tung möglich ist. Drittens sind sie aufgrund ihrer archaischen Struktur nicht weiter entwicklungsfähig. Die fehlende Struktur der Systeme ist symptomatisch für die gesamte Programmier- und Rechnertechnik in der Entstehungszeit der Daten-Links. Es sollte die spärlich verfügbare Speicherkapazität maximal ausgenutzt werden und eine trickreiche, verschlungene Programmierung sollte Rechenzeit einsparen. Dieses ökonomische Verhalten ging zu Lasten der Durchschaubarkeit und Wartbarkeit der Programme und der ganzen Systeme. Die Speichergröße und die Schnelligkeit sind heute keine entscheidenden Kriterien mehr.

Heute werden offene Kommunikationssysteme verlangt, die einen strukturierten Aufbau, Durchsichtigkeit, Wartungsfreundlichkeit und Ausbaufähigkeit aufweisen.

Ähnliche Probleme beim militärischen Datenaustausch gibt es auch bei zivilen Rechnerverbundsystemen. Der Wille zum Ausbruch aus dem geschlossenen System privater Rechnernetze hat bei der inter­ nationalen Normungsorganisation ISO (International Standardiza­ tion Organisation) zu verstärkten Versuchen geführt, Normen für einen übergeordneten, offenen Datenverkehr zwischen Systemen verschiedener Rechnerhersteller zu schaffen.

Das Ziel der Bemühungen ist eine Standardisierung der Schnitt­ stellen. In diesem Fall ist aber die Vereinheitlichung der Leitungen und Signale bzgl. ihrer mechanischen und elektrischen Eigenschaften nicht ausreichend. Die Normung muß den gesamten Kommunikationsvorgang umschließen, von der Leitung bis zum Ver­ stehen des Inhalts einer Nachricht.

Die Durchführung dieses Vorhabens erfordert eine sehr sorgfältige Unterteilung des gesamten Kommunikationsgebäudes in logisch vonein­ ander getrennte Bereiche. Dazu ist es notwendig, den Informations­ fluß durch alle Instanzen auf dem Weg zwischen zwei kommunizieren­ den Partnern zu analysieren und die logisch unterschiedlichen Grade der Abstrahierung des Vorganges zu erkennen. Auf diese Weise ent­ steht ein strukturiertes Modell mit hierarchischer Schichtung der Funktionen, an dem sich die realen Kommunikationssysteme in ihrem äußeren Verhalten orientieren sollen. Die ISO-Normung bezieht sich nur auf das Verhalten der Systeme nach außen, nicht jedoch auf die Realisierungsschritte im Inneren.

Für die Datenverarbeitung einer Luftraumüberwachungszentrale der eingangs genannten Art stellt sich somit das Problem der Anpassung an viele von extern vorgegebenen Schnittstellen, die neben der jeweiligen physikalischen Verbindung auch eine unter­ schiedliche prozedurale Behandlung erfordern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Luftraumüberwachungs­ zentrale der eingangs genannten Art, insbesondere für militä­ rische Zwecke so auszubilden, daß diese Anpassung zwischen den Endgeräten der Übertragungsstrecken und der Datenverarbei­ tung gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für jede angeschlossene Datenübertragungsstrecke im Kommunikations- Bindeglied ein nach dem jeweiligen Linkstandard ausgelegter Ein-/ Ausgabemodul vorgesehen ist, in dem jeweils alle spezifischen automatischen Übertragungsprozeduren autonom ablaufen und in dem zum einen die eintreffenden Daten so umformatiert werden, daß sie von der angeschlossenen Datenverarbeitung der Luftraumüber­ wachungszentrale verstanden werden, und zum anderen die auszusen­ denden Daten vom Benutzerformat in das Linkformat transformiert werden, daß die eintreffenden Daten in einem Datenverteilungspro­ zessor des Kommunikations-Bindegliedes anwendungsorientiert, z. B. hinsichtlich eines bestimmten Rechners, Arbeitsplatzes oder für die Aufzeichnung, und die auszusendenden Daten linkorientiert verteilt werden, und daß im Kommunikations-Bindeglied spezifische Module zur Anpassung der in der Luftraumüberwachungszentrale in­ tern an die dortigen Anwender zu verteilenden Daten an dortige Anwender-Schnittstellen, z. B. mehrere Rechner-Schnittstellen, Schnittstellen zu einer Aufzeichnungseinrichtung, Plot-Schnitt­ stellen zu mehreren Arbeitsplätzen bzw. zu einem Ortsnetzwerk (LAN = Local Area Network), vorgesehen sind. Das Kommunikations- Bindeglied kann somit die empfangenen Daten verarbeitungsorientiert auf bestimmte Rechner, mehrere Arbeitsplätze sowie ein Aufzeich­ gerät und die auszusendenden Daten entsprechend dem Empfänger der jeweiligen Nachricht auf die einzelnen Übertragungsstrecken verteilen. In vorteilhafter Weise ist das Kommunikations-Binde­ glied derart aufgebaut, daß mittels des Einsatzes anwendungs­ spezifischer Module für die Link-Anbindung und die systemin­ ternen Schnittstellen ohne umfangreiche Änderung des Datenver­ teilungsprogramms unterschiedliche Anwendungsfälle abgedeckt sind.

Der Datenverteilungsprozessor des Kommunikations-Bindegliedes ist für den Fall, daß von einer Übertragungsstrecke eintreffende Daten unverändert an eine andere Übertragungsstrecke weitergege­ ben werden sollen, als einfache Relaisstation unter Umgehung der Datenverarbeitung geschaltet. Im Kommunikations-Bindeglied wird in vorteilhafter Weise für den Fall, daß eine Störung von Link­ verbindungen vorliegt, eine Umwegschaltung realisiert. Für den Fall, daß eine Überlastung durch die von den verschiedenen Über­ tragungsstrecken eintreffenden Daten vorliegt, wird durch das Kommunikations-Bindeglied der Datenfluß in zweckmäßiger Weise nach Prioritätskriterien gesteuert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von sieben Figuren erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema für den Systemeinsatz eines Kommunikations-Binde­ gliedes einer Luftraumüberwachungszentrale,

Fig. 2 die funktionale Struktur des Kommunikations-Bindegliedes,

Fig. 3 ein Informationsflußdiagramm zwischen den Hauptfunktions­ blöcken des Kommunikations-Bindegliedes,

Fig. 4 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Strukturierung des Kommunikations-Bindegliedes nach Teilfunktionen,

Fig. 5 ein Blockdiagramm, daß demjenigen nach Fig. 4 entspricht, aber in noch feinere Einzelfunktionen zerlegt ist (Fig. 5 ist in von links nach rechts aneinander zu reihende Fig. 5a-5c unterteilt),

Fig. 6 eine Schaltungsauslegung des Kommunikations-Bindeglieds in Modulartechnik,

Fig. 7 ein Beispiel für eine Schnittstellenbelegung des Kommunikations-Bindegliedes.

In einer schematischen Darstellung einer Luftraumüberwachungs­ zentrale zeigt Fig. 1 ein Kommunikations-Bindeglied 1, das als Bindeglied zwischen Datenübertragungseinrichtungen (Links) 2 und einer Datenverarbeitung 3 der Luftraumüberwachungs­ zentrale arbeitet. Dabei werden die externen Links 2 ange­ schlossen und verwaltet. In jedem Luftraumüberwachungsnetz werden zwischen den Netzelementen, z. B. Zentralen 4, 5, 6 und Stationen 7, 8, 9, Datenströme übertragen, wobei insbesondere die Zentralen 4, 5, 6 von einer Vielzahl von Elementen Daten empfangen bzw. Daten an diese übertragen werden. Jedes der angeschlossenen Elemente 4-9 kommuniziert mit der Daten­ verarbeitung 3 der Zentrale über eigene Ein-/Ausgabekanäle, die entsprechend dem jeweiligen Linkstandard im Kommunikations- Bindeglied 1 an die System-Datenverarbeitung 3 angeschlossen und verwaltet werden. Linkspezifische automatische Übertragungs­ prozeduren laufen autonom im Kommunikations-Bindeglied 1 ab. Im Zuge einer Datenverteilung werden die empfangenen Daten im Kommu­ nikations-Bindeglied 1 anwendungsorientiert hinsichtlich eines bestimmten Rechners 10, 11 oder 12, eines Arbeitsplatzes 13, 14 oder für die Aufzeichnung 15 verteilt. Auszusendende Daten werden linkorientiert verteilt. Im Überlastungsfall steuern Prioritäts­ kriterien den Datenfluß. Die systeminternen Schnittstellen sind so realisiert, daß die in der Luftraumüberwachungszentrale intern zu verteilenden Daten im Kommunikations-Bindeglied 1 an die An­ wenderschnittstellen angepaßt werden. Als Anwenderschnittstellen liegen vor:

Schnittstellen 16, 17, 18 zu den Rechnern 10, 11 bzw. 12, eine Schnittstelle 19 zu der Aufzeichnungs-Einrichtung 15 und eine Plot-Schnittstelle 20 zu mehreren Arbeitsplätzen 13, 14.

Fig. 2 zeigt die funktionale Struktur für das Kommunikations- Bindeglied, das prinzipiell für jede Realisationsform gültig ist.

Der Anschluß und die Verwaltung der externen Links wird von einem Link- Anbindungsblock 21 wahrgenommen. Die Datenverteilung folgt in einem Datenverteilungsblock 22. Die systeminternen Schnitt­ stellen werden von einem Block 23 zur Anbindung der Anwender­ schnittstellen realisiert. Innerhalb des Link-Anbindungsblocks 21 werden n Link-Schnittstellen realisiert. Innerhalb des Funkti­ onsblocks 23 zur Anbindung der Anwenderschnittstellen sind die Schnittstellen 16-18 für mehrere Rechner 10, 11, 12, die Schnittstelle 19 für die Aufzeichnungseinrichtung 15 und die Schnittstelle 20 für die Plot-Übertragung zu mehreren Arbeits­ plätzen 13, 14 realisiert. Mittels des Datenverteilungsblocks 22 erfolgt die Verteilung der Daten zwischen den Schnittstellen.

In Fig. 3 sind in einem Informationsflußdiagramm nochmals die Hauptfunktionsblöcke des Kommunikations-Bindegliedes 1 darge­ stellt. Fig. 3 veranschaulicht, wie aus n linkorientierten Datenströmen m anwendungsorientierte Datenströme und umgekehrt gebildet werden.

Anhand von Fig. 4 wird die Strukturierung des Kommunikations- Bindegliedes 1 nach Teilfunktionen erläutert. Unterteilt man die in Fig. 3 gezeigten Funktionsblöcke in Teilfunktionen, so ergibt sich das in Fig. 4 dargestellte Blockdiagramm. Die Be­ schreibung der Teilfunktionen erfolgt zunächst in Richtung des Informationsflusses von der Datenübertragung (von den Zen­ tralen 4, 5, 6 und Stationen 7, 8, 9) zu den Anwenderschnitt­ stellen (zu den Rechnern 10, 11, 12, Arbeitsplätzen 13, 14 und der Aufzeichnungseinrichtung 15) und anschließend in umgekehrter Richtung.

Das Kommunikations-Bindeglied empfängt die von den Datenübertra­ gungseinrichtungen 4, 5, ..., 9 kommenden Daten im Linkformat über entsprechende elektrisch/physikalische Schnittstellen 24. Die Sicherung der empfangenen Daten bzgl. Übertragungsfehler er­ folgt gemäß den jeweiligen Linkprozeduren (Parität-/Prüfsummen-/ Quittungsmeldungs-Prüfung) in einem Block 25. Nachdem alle link­ spezifischen Nachrichtentelegramm- (message) Bearbeitungen abge­ schlossen sind, können die hierfür in dem Übertragungsrahmen befindlichen Verwaltungsbits eliminiert und die Nachrichten mittels eines Transformationsblocks 26 in das interne Format des Kommunikations-Bindegliedes 1 transformiert werden. Diese Transformation beinhaltet eine Änderung linkspezifischer Kennzeichen (Label) des Nachrichtentelegramms in ein hin­ sichtlich des Kommunikations- Bindegliedes 1 internes Kenn­ zeichen, eine Eliminierung von Leertelegrammen, eine Generie­ rung der Absendeadresse und eine Umformatierung der Teil­ informationen der Nachrichtentelegramme auf Vielfache von 16 Bit. Bei der Transformation bleiben der Inhalt und die Anordnung der Teilinformationen in der Nachricht erhalten. Gegebenenfalls werden zur internen Fehlererkennung im Kommunikations-Bindeglied jedem Nachrichtentelegramm Prüfbits, eventuell Paritätbits, in einem Fehlersicherungsblock 27 zugefügt. Bevor die Daten zur Datenverteilung 22 mittels eines Datenflußsteuerblocks 28 trans­ feriert werden, werden sie am Ausgang des Link-Anbindungsblocks 21 in einem Pufferungsblock 29 gepuffert. Über eine Verteilungs­ matrix erhält jedes Nachrichtentelegramm in einem Adressierblock 30 seine Anwender-Bestimmungsadresse und wird über eine Vertei­ lungssteuerung 31 zum Block 23 zur Anbindung der Anwender-Schnitt­ stellen mittels eines Datenflußsteuerblocks 32 transferiert. Hier prüft eine interne Fehlererkennung 33 des Kommunikations-Bindeglie­ des hinsichtlich Übertragungsfehler der Daten. Nach Pufferung, Datenblockung und elektrisch-/physikalischer Anpassung in aufeinan­ derfolgenden Blocks 34, 35 und 36 werden die Daten an die jeweili­ ge Anwender-Schnittstelle zu den Rechnern 10, 11, 12, den Arbeits­ plätzen 13, 14 bzw. der Aufzeichnungseinrichtung 15 abgegeben.

In der umgekehrten Richtung durchlaufen die Daten identische Bearbeitungsstufen, wobei nur die System-Datenverarbeitung mit den Rechnern 10, 11, 12 Nachrichtentelegramme im internen Format des Kommunikations-Bindegliedes 1 zur Übertragung an die externen Links 4, 5, ..., 9 liefert. Die anderen Anwender-Schnittstellen (von den Arbeitsplätzen 13, 14 und der Aufzeichnungseinrichtung 15) senden in dieser Richtung Verwaltungsdaten, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Im Block 22 zur Anbindung der Anwender-Schnittstellen werden die Schnittstellen zu den einzelnen Rechnern 10, 11, 12 realisiert, die ankommenden Daten entblockt, gepuffert und zur Datenverteilung 23 transferiert.

Hier erhalten die Nachrichtentelegramme in einem Adressierblock 37 die Bestimmungsadressen für die Links 4, 5, ..., 9, auf denen sie übertragen werden sollen, und werden entsprechend zu den einzelnen Schnittstellen im Link-Anbindungsblock 21 verteilt. Nach einer Pufferung und einer internen Fehlersicherung werden die Nachrichtentelegramme in einem Transformationsblock 38 in das jeweilige Linkformat transformiert, wobei auch die Prüfbits zur Datensicherung bei der Übertragung implementiert werden. Nach der elektrisch-/physikalischen Anpassung werden die Daten an die linkspezifischen Übertragungseinrichtungen abgegeben. Den vorstehend beschriebenen Teilfunktionen zur Abwicklung des Daten­ flusses sind im Kommunikations-Bindeglied zwei Überwachungsfunktio­ nen zugeordnet, nämlich die BITE-Funktion in einem Block 39 und die Status-Funktion in einem Block 40. Der BITE-Block 39 speist in zeitlich definierten Abständen jeweils am Anfang des internen Übertragungsweges ein Prüfnachrichtentelegramm im jeweiligen Format ein und prüft nach dem Durchlaufen der Hauptfunktion, ob alle durchgeführten Transformationen fehlerfrei durchgeführt werden. Im Fehlerfall kann die defekte Funktionsgruppe erkannt und dem Status-Block 40 gemeldet werden. Bei eingebauter Redun­ danz läßt sich der Fehler mittels einer Steuerungseinrichtung 41 durch automatisches Umschalten auf eine entsprechende fehler­ freie Baugruppe beheben. Der Status-Block 40 erhält die Zustände jeder wesentlichen Teilfunktion wie z. B. fehlerhafte Links, Link­ abbruch, Link-Initiierung, Überlastung, Verteilungsstati, BITE- Meldungen und meldet diese der System-Datenverarbeitung (Rechner 10, 11, 12). Von der System-Datenverarbeitung erhält der Status- Block 40 Vorgaben über Linkabbruch, Linkinitiierung, Datenver­ teilung und Prioritäten bei Überlastung zur Steuerung der internen Funktionsabläufe des Kommunikations-Bindegliedes.

In Fig. 5, die in von links nach rechts aneinander zu reihende Fig. 5a-5c unterteilt ist, sind die im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Teilfunktionen in noch detailliertere Einzelfunktionen zerlegt. Außerdem ist der Informationsfluß zwischen diesen Informationsblöcken dargestellt. Zunächst wird der Datenempfang von der Linkseite beschrieben.

Ein Block 42 erhält von der Datenübertragungseinrichtung 46, z. B. Modem oder Multiplexer für Richtfunkstrecken, Nachrichten­ telegramme im Linkformat. Die Funktionsblöcke 42, 43 und 44 realisieren hierfür die physikalische Ebene. Der linkspezifische Takt wird bei der üblichen asynchronen Übertragung im Block 43 erzeugt und mit Hilfe der in dem Nachrichtentelegramm enthaltenen Markbits mit dem Sendetakt synchronisiert. Der Block 44 liefert Fehlermeldungen dieser Ebene an einen Status-Block 45 des Kommu­ nikations-Bindegliedes. Anhand von linkspezifischen Prüfverfah­ ren, z. B. Parität oder Prüfalgorithmen, werden in einem Block 47 Übertragungsfehler, d.h. falsch übertragene Bits, erkannt und das Nachrichtentelegramm auf Vollständigkeit geprüft. Ein Block 48 generiert entsprechende Fehlermeldungen an den Status-Block 45. Die in den Blöcken 42 und 47 ausgewerteten Mark- und Prüf­ bits werden in einem Block 49 eliminiert. Somit werden nur die Informationsbits einschließlich des Kennzeichens der Nachrichten­ telegramme an einen Block 50 weitergegeben. Anhand des Kennzei­ chens wird in dem Block 50 der Nachrichtentelegrammtyp erkannt und entschieden, welche Nachrichten zu einem Block 51 weiterge­ leitet werden (Nachrichtentelegramme für die Anwenderseite) und welche Nachrichten ausschließlich innerhalb der Link-Anbindung 21 im Kommunikations-Bindeglied ausgewertet werden. Zu den letzte­ ren zählen Quittungsmeldungen, Linkabbruch- und Linkinitierungs­ meldungen, Leernachrichtentelegramme und die Anbindung von Prüf­ nachrichtentelegrammen. Ein Block 52 erhält von einer Datenaus­ gabe 53 Informationen über alle ausgehenden Nachrichtentelegramme, die vom Kommunikations-Partner quittiert werden sollen, und vom Block 50 alle eingehenden Quittierungsmeldungen. Mittels Soll/ Ist-Vergleich überwacht der Block 52, ob für alle eigenen quit­ tungspflichtigen Nachrichtentelegramme die Quittungsmeldung vom Partner vorliegt. Fehlt eine Quittierung, so gibt der Block 52 an die Datenausgabe 53 eine Anweisung, die entsprechende eigene Meldung zu wiederholen bzw. eine Quittungsanforderung auszutau­ schen (entsprechend der Linkprozedur). Wird nach der festgelegten Anzahl von Meldungswiederholungen/Quittungsanforderungen immer noch keine Quittungsmeldung empfangen, so gibt ein Block 54 eine Quittungsfehlermeldung an den Status-Block 45. Empfängt der Block 50 eine quittungspflichtige Meldung, so wird die ent­ sprechende Information über den Block 52 zu einem Block 55 weitergeleitet. Hier wird die Quittungsmeldung generiert und über den Block 53 ausgesendet. Ein Block 56 erhält vom Block 50 die Meldung, wonach der Kommunikationpartner den Link ab­ brechen bzw. neu initiieren will. Gemäß der linkspezifischen Abbruch-/Initiierungsprozedur erhält ein Block 57 die Anweisung auf Generierung des entsprechenden Antwortnachrichtentelegramms. Ein Block 58 meldet den Linkabbruch-/Linkinitiierungswunsch an den Status-Block 45. Wünscht die eigene Seite Linkabbruch-/Link­ initiierung, so erhält der Block 56 die entsprechende Anweisung von der System-Datenverarbeitung über den Status-Block 45. Nachrichtentelegramme, die keine Information beinhalten, werden in einem Block 59 eliminiert. Der Block 51 erhält vom Block 50 die von der Gegenstation ausgesendeten Prüfnachrichtentelegramme und prüft sie auf Richtigkeit. Im Fehlerfall generiert ein Block 60 eine entsprechende Meldung für den Status- Block 45. Alle Informationen, die zu einem Block 61 gelangen, werden dort in ein internes Format des Kommunikations-Bindegliedes umgewandelt. Hierfür wird die Zuarbeit der Blöcke 62, 63, 64 und 65 benötigt. Der Block 62 generiert die Adresse des Kommunikationspartners, soweit diese nicht schon Bestandteil des Nachrichtentelegramms ist. Der Block 63 erhält vom Block 61 bestimmte numerische Daten in linkspezifischen Dimensionen, rechnet sie in systemspezifische Dimensionen um und gibt die Daten zurück an den Block 61. Der Block 64 erhält das linkspezifische Kennzeichen und generiert hieraus das systemspezifische Kennzeichen, das an den Block 61 zurückgegeben wird. Der Block 65 stellt die Empfangszeit für bestimmte Daten mit Hilfe einer mit der System-Datenverarbeitung synchronisierten Echtzeituhr 66 fest und teilt diese dem Block 61 mit. Verfügt der Block 61 über alle Informationen im bezug auf ein Nachrichtentelegramm, so wird das interne Telegramm des Kommunikations-Bindegliedes hieraus gebildet. Um interne Übertra­ gungsfehler im Kommunikations-Bindeglied detektieren zu können, fügt ein Block 67 jedem Telegramm ein oder mehrere Prüfbits hinzu, z. B. für die Paritätsprüfung. Zur Entkopplung der Funktionen der Link-Anbindung 21 und der Datenverteilung 22 werden die Telegramme in einem Block 68 gepuffert. Ist der Pufferspeicher 68 gefüllt, bevor die Daten abgerufen werden können, so gibt ein Block 69 eine Überlastmeldung an den Status-Block 45. Ein Block 70 trans­ feriert die Telegramme von der Link-Anbindung 21 zur Datenver­ teilung 22 wobei dies ein übergeordneter Bussteuerungsblock 71 wahrnimmt, der über einen Eingang 75 getaktet wird. Zur weiteren Verteilung der Daten an die einzelnen Module der Anwender-Schnitt­ stellen-Anbindung 23 fügt ein Block 72 zu jedem Telegramm eine Bestimmungsadresse hinzu. Sie wird mittels einer von der System- Datenverarbeitung über den Status-Block 45 vorgegebenen Vertei­ lungsmatrix in einem Block 73 generiert. Ein Block 74 führt die Verteilung der Telegramme entsprechend der Bestimmungsadresse durch. Im Überlastungsfall, d. h. wenn der Block 69 oder ein anderer Überlastmeldungsblock 84 meldet, daß ein Puffer keine weiteren Daten mehr aufnehmen kann, erfolgt die Datenverteilung nach Prioritätskriterien, die ein Block 76 mittels entsprechen­ der Vorgaben von der System-Datenverarbeitung über den Status- Block 45 liefert. Der Block 74 hat vier Möglichkeiten, die Datenverteilung entsprechend der jeweiligen Überlastung zu steuern. Er kann bestimmte Datentypen eliminieren (Block 77), eine Warteschlange bilden (Block 78), Links abschalten (Blocks 71 und 70) und Rechner-Schnittstellen abschalten (Blocks 71 und 79). Ein Block 80 meldet den Verteilungsstatus an den Status- Block 45. Wenn bestimmte Daten zeitlich sortiert weitergegeben werden sollen, so führt dies der Datenverteilungssteuerblock 74 in Verbindung mit der Warteschlangensteuerung 78 aus. Der Block 79 transferiert die Telegramme von der Datenverteilung 22 zur Anwender-Schnittstellen-Anbindung 23, wobei die übergeord­ nete Bussteuerung der Block 71 wahrnimmt. In einem Block 81 wird anhand der im Block 67 gesetzten Prüfbits erkannt, ob innerhalb des Kommunikations-Bindegliedes Übertragungsfehler aufgetreten sind. Die Fehlermeldung erfolgt über einen Block 82 an den Status- Block 45. Zur Entkopplung der Funktionen der Datenverteilung 22 und der Anwender- Schnittstellen-Anbindung 23 werden die Daten in einem Block 83 gepuffert. Ist der Pufferspeicher 83 gefüllt, bevor die Daten abgerufen werden können, so gibt der Block 84 eine Über­ lastungsmeldung an den Status-Block 45. Zur Vermeidung größerer Überlastungszeiten infolge Dateneingabeunterbrechungen beim An­ wender wird in einem Block 85 aus einer bestimmten Anzahl von Telegrammen jeweils ein Datenblock gebildet. In einem Block 86 wird die elektrische Schnittstelle zum Anwender 87 realisiert, wo­ bei Steuerinformationen von dem angeschlossenen Gerät über einen Steuereingang 88 verarbeitet werden.

Im folgenden wird die Datenausgabe von der Anwenderseite her be­ schrieben. In einem Block 89 wird die elektrische Schnittstelle zum Anwender 90 realisiert, wobei Steuerinformationen von dem angeschlossenen Gerät über einen Steuereingang 91 verarbeitet werden. Da zur Vermeidung größerer Überlastungszeiten infolge Datenausgabeunterbrechungen beim Anwender die Daten geblockt von der System-Datenverarbeitung ausgegeben werden, wird in einem Block 92 jeder Datenblock in seine Einzeltelegramme zerlegt. Zur Entkopplung der Funktionen der Anwender-Schnittstellen-Anbindung 23 und der Datenverteilung 22 werden die Daten in einem Puffer­ speicher 93 gepuffert. Ist der Pufferspeicher 93 gefüllt, bevor die Daten abgerufen werden können, so gibt der Block 84 eine Überlastungsmeldung an den Status-Block 45. Ein Block 94 tran­ sferiert Telegramme von der Anwender-Schnittstellen-Anbindung 23 zur Datenverteilung 22, wobei die übergeordnete Bussteuerung der Block 71 wahrnimmt. Zur weiteren Verteilung der Daten zu den einzelnen Link-Anbindungs-Modulen fügt ein Block 95 zu jedem Telegramm eine Bestimmungsadresse hinzu. Sie wird mittels ent­ sprechender, im Telegramm enthaltener Informationen bzw. Vorgaben von der System-Datenverarbeitung über den Status-Block 45 in einem Block 96 erzeugt. Die Datenverteilungssteuerung folgt bei der Da­ tenausgabe entsprechend der Steuerung beim Datenempfang mittels der Blocks 74, 77, 78, 80, 76 und 82. Ein Block 97 transferiert die Telegramme von der Datenverteilung 22 zur Link-Anbindung 21, wobei die übergeordnete Bussteuerung der Block 71 wahrnimmt. Zur Entkopplung der Funktionen der Link-Anbindung 21 und der Daten­ verteilung 22 werden die Telegramme in einem Block 98 gepuffert. Ist der Pufferspeicher 98 gefüllt, bevor die Daten abgerufen werden können, so gibt der Block 69 eine Überlastungsmeldung an den Status-Block 45. In einem Block 99 wird anhand von den in der System-Datenverarbeitung gesetzten Prüfbits in jedem Tele­ gramm erkannt, ob innerhalb des Kommunikations-Bindegliedes Über­ tragungsfehler aufgetreten sind. Die Fehlermeldung erfolgt über den Block 82 an den Status-Block 45. Die Prüfbits werden eliminiert. In einem Block 100 wird die interne Bestimmungsadresse des Kommu­ nikations-Bindegliedes für das Linkhandling eliminiert. In Block 53 und zuarbeitenden Blöcken werden einerseits die von der Anwen­ derseite stammenden Telegramme linkspezifisch umformatiert und an­ dererseits Nachrichtentelegramme generiert, für die alle Informa­ tionen von der Link-Anbindung 21 kommen. Die linkspezifische Um­ formatierung der von der Anwenderseite stammenden Telegramme um­ faßt die Umrechnung bestimmter Daten in Link-Dimensionen mittels des Blocks 101 die Hochrechnung bestimmter Positionensdaten auf den Sendezeitpunkt mittels des Blocks 55, die Bildung des link­ spezifischen Kennzeichens aus dem internen Kennzeichen des Kommu­ nikations-Bindegliedes mittels des Blocks 102 und die Reduzierung aller Teilinformationen auf die linkspezifische Bitzahl. Folgende Nachrichtentelegrammtypen, für die alle Informationen aus der Link-Anbindung stammen, werden in den Blöcken 103, 104 und 105 generiert und zwar:
Quittungsmeldungen im Block 104 auf Anforderung der Quittungs­ steuerung 52, Leernachrichtentelegramme und Prüfnachrichtentele­ gramme im Block 105 und Linkinitiierungs-/Linkabbruchnachrichten­ telegramme im Block 57 auf Anforderung des Blocks 56. Auch die Nachrichtentelegramme erhalten das linkspezifische Kennzeichen und entsprechen in Bitzahl und Anordnung der Teilinformationen dem Linkformat. Ein Block 106 erhält alle auszusendenden Nachrichten­ telegramme, die schon in den höheren Ebenen dem Linkformat ent­ sprechen, und ergänzt sie um die Prüfbits, die in einem Block 107 erzeugt werden, und um die Markbits, die im Block 103 gebildet werden. In einem Block 108 wird die elektrische Schnittstelle zur Übertragungseinrichtung 46 realisiert, wobei der linkspezifische Takt im Block 43 erzeugt wird.

Im folgenden werden die im Zusammenhang mit Fig. 4 bereits er­ wähnten Bite- und Status-Funktionen erläutert.

Mittels Einspeisung von Prüfnachrichtentelegrammen im entspre­ chenden Format mittels zweier Blocks 109 und 110 und deren Überwachung beim Durchlauf durch das Kommunikations-Bindeglied sollen möglichst alle Fehler erkannt und auf Modulebene loka­ lisiert werden. So erkennt, getrennt für Datenempfang und Daten­ ausgabe, ein Block 111 bzw. 112 Fehler in der Link-Anbindung 21, ein Block 113 bzw. 114 Fehler in der Datenverteilung 22 und ein Block 115 bzw. 116 Fehler in der Anwender-Schnittstellen-Anbin­ dung 23. Alle Fehlermeldungen werden in einem Masterbite-Block 117 zusammengeführt und zu einer Fehlerstatusmeldung verarbeitet. Diese Meldung erhalten der Status-Block 45 und ein Block 118 zur Redundanzsteuerung. Bei Vorhandensein von redundanten Modulen sorgt der Block 118 im Fehlerfall für die Abtrennung der defekten Baugruppe und die Zuschaltung eines Ersatzmoduls. Über den Status- Block 45 des Kommunikations-Bindegliedes erfolgt jeder administra­ tive Informationsaustausch zwischen dem Kommunikations-Bindeglied und der System-Datenverarbeitung, soweit es sich nicht um Nach­ richten handelt, die zwischen den Kommunikationspartnern ausge­ tauscht werden sollen. Der Informationsaustauschweg ist durch die Leitung 119 dargestellt. Die folgenden Statusmeldungen des Kommu­ nikations-Bindegliedes können über den Status-Block 45 zur System- Datenverarbeitung übermittelt werden. Der meldungsgenerierende Block ist dabei jeweils in Klammern angegeben: Fehlermeldung in der physikalischen Ebene (Block 44), Übertragungsfehlermeldung (Block 48), Fehlermeldung bei Prüftelegrammen (Block 60), Quittungsfehlermeldung (Block 54), Linkabbruch-/Linkinitiierungs­ meldung (Block 58), Überlastungsmeldung in der Link-Anbindung 21 (Block 69), Verteilungsstatusmeldung (Block 80), interne Über­ tragungsfehlermeldung im Kommunikations-Bindeglied (Block 82), Überlastungsmeldung der Anwender-Schnittstellen-Anbindung 23 (Block 84) und Masterbite im Kommunikations-Bindeglied (Block 119).

Die System-Datenverarbeitung liefert über den Status-Block 45 an das Kommunikations-Bindeglied folgende Statusvorgaben. Der Block ist hierbei jeweils in Klammern angegeben: Linkabbruch-/Linkini­ tiierungsbefehle (Block 56), Vorgaben über die Verteilung der Daten zu den einzelnen Linkmodulen (Block 96), Vorgaben für die Verteilung der Daten zu den einzelnen Rechnerschnittstellen der System-Datenverarbeitung (Block 73) und Prioritätsvorgaben bei Überlastung (Block 76). Der administrative Informationsaustausch zwischen der System-Datenverarbeitung und dem Kommunikations- Bindeglied ist vorteilhaft von der Nachrichtentelegramm-Übertra­ gung unabhängig und erfolgt auf separater Leitung.

Aus den zu realisierenden Funktionen und der Forderung nach Mo­ dularität ergibt sich eine prinzipielle Schaltungsauslegung des Kommunikations-Bindegliedes entsprechend der Fig. 6. Sie ent­ spricht der funktionalen Struktur nach Fig. 2, wobei in den weiteren Realisierungsphasen zu klären ist, wie viele Funktions­ blöcke in einem Schaltungsmodul bzw. umgekehrt implementiert werden. Entsprechend Fig. 6 bildet den Kern des Kommunikations- Bindegliedes 1 ein Prozessor 120 für die Datenverteilung. Alle ein- und ausgehenden Nachrichtentelegramme (Messages) müssen über diesen Prozessor 120 laufen. Dies hat zur Folge, daß diese Funktion in bezug auf die Leistungsfähigkeit des Systems eine zentrale Stellung einnimmt. Es ist außerdem sicherzustellen, daß diese Funktion sehr ausfallsicher ist sowie eine große Leistungsreserve beinhaltet, um spätere Erweiterungen noch durch­ führen zu können.

Die in Fig. 2 vorgestellten drei logischen Verarbeitungsstufen, nämlich die Link-Anbindung 21, die Datenverteilung 22 und die Anwender-Schnittstellen-Anbindung 23 müssen auf eine reale Ebene abgebildet werden. Hierzu bietet sich als Lösungsmöglichkeit ein Rechner an. Die Abbildung der logischen Funktionen des Kommuni­ kations-Bindegliedes gliedert sich folgendermaßen. Der Datenver­ teilungsprozessor 120 wird als Kernstück des Systems angesehen und mit einem Rechner realisiert. Die linkspezifischen Anpassungen und die Datenaufbereitung hierfür werden in Eingabe/Ausgabe-Anschal­ tungsbaugruppen (Link-Module 121) erledigt, die auf der einen Seite mit der jeweiligen Datenübertragungseinheit verbunden sind und auf der anderen Seite mit dem Rechner-Bus korrespondieren. Die anwen­ derspezifische Anpassung erfolgt über standardisierte Schnittstellen- Baugruppen 122, die mit Rechner arbeiten, oder aber Standardschnitt­ stellen für Bus-Protokolle besitzen.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Schnittstellen­ belegung des Kommunikations-Bindegliedes 1 in einer Luftraum­ überwachungszentrale 132. Auf der Linkseite sind sechs Radar­ stationen 123, zwei Zentralen 124 für bodengebundene Flugabwehr, sechs weitere Radarstationen 125, deren Daten bei Ausfall der benachbarten Luftraumüberwachungszentrale übernommen werden, und eine Zentrale 126 mit größerem Datenaustausch angeschlossen. Auf der Anwenderseite wird von einem Konzept mit zwei Rechnern 127 und 128 der Datenverarbeitung 129 ausgegangen. Sechs System-Ar­ beitsplätze 130 erhalten über einen Plotsummenkanal 133 die von den Radarstationen 123 bzw. 125 gelieferten Plots. Alle eintreffen­ den Daten können in einer Aufzeichnungseinrichtung 131 direkt ab­ gespeichert werden.

• Bezugszeichenliste   1 Kommunikations-Bindeglied
    2 Datenübertragungseinrichtungen (links)
    3 Datenverarbeitung
    4 Zentrale
    5 Zentrale
    6 Zentrale
    7 Station
    8 Station
    9 Station
   10 Rechner
   11 Rechner
   12 Rechner
   13 Arbeitsplatz
   14 Arbeitsplatz
   15 Aufzeichnungseinrichtung
   16 Rechner-Schnittstelle
   17 Rechner-Schnittstelle
   18 Rechner-Schnittstelle
   19 Schnittstelle zur Aufzeichnungseinrichtung
   20 Plot-Schnittstelle
   21 Link-Anbindungsblock
   22 Datenverteilungsblock
   23 Block zur Anbindung der Anwenderschnittstellen
   24 Elektrisch physikalische Schnittstelle
   25 Block zur Sicherung der Daten gegen Übertragungsfehler
   26 Transformationsblock
   27 Fehlersicherungsblock
   28 Datenflußsteuerblock
   29 Pufferungsblock
   30 Adressierblock
   31 Verteilungssteuerung
   32 Datentransferblock
   33 Block zur Fehlererkennung
   34 Pufferungsblock
   35 Datenblockung
   36 Elektrisch/physikalische Anpassung
   37 Adressierblock
   38 Transformationsblock
   39 Block für Bite-Überwachungsfunktion
   40 Block für Status-Überwachungsfunktion
   41 Redundanzsteuerungseinrichtung
   42 Block zur Schnittstellen-Anbindung
   43 Linksspezifische Taktgenerierung
   44 Fehlermeldung (physikalische Ebene)
   45 Status-Block
   46 Datenübertragungseinrichtung
   47 Erkennungsblock
   48 Übertragungsfehlermeldung
   49 Eliminierungsblock
   50 Erkennen des Message-Typs
   51 Prüfmessage
   52 Quittierungsblock
   53 Datenausgabe
   54 Quittungsfehlermeldung
   55 Generierung von Quittungsmeldungen
   56 Linkabbruch
   57 Generierung von Linkabbruch-Meldungen
   58 Linkabbruch-Meldung
   59 Eliminierung von Leermessage
   60 Fehlermeldung
   61 Formaterstellung
   62 Generierung der Absendeadresse
   63 Umrechnung in Systemdimensionen
   64 Label-Generierung (Kennung)
   65 Generierung der Datenempfangszeit
   66 Echtzeituhr
   67 Fehlersicherung
   68 Pufferungsblock
   69 Überlastmeldung
   70 Datentransfer
   71 Bussteuerungsblock
   72 Adressenhinzufügung
   73 Generierung der Bestimmungsadresse
   74 Datenverteilungsblock
   75 Bustakt
   76 Prioritätssteuerung
   77 Dateneliminierung
   78 Warteschlangensteuerung
   79 Datentransfer
   80 Verteilungsstatusmeldung
   81 Übertragungsfehlererkennung
   82 Übertragungsfehlermeldung
   83 Pufferspeicher
   84 Überlastungsmeldung
   85 Fehlererkennung
   86 Schnittstellenrealisierung
   87 Anwender
   88 Steuereingang
   89 Schnittstellenrealisierung
   90 Anwender
   91 Steuereingang
   92 Datenentblockung
   93 Pufferspeicher
   94 Datentransfer
   95 Hinzufügung der Bestimmungsadresse
   96 Generierung der Bestimmungsadresse
   97 Datentransferblock
   98 Pufferspeicher
   99 Interne Übertragungsfehlererkennung
  100 Adresseneliminierung
  101 Umrechnungsblock
  102 Label-Generierung (Kennung)
  103 Generierung von Markbits
  104 Generierung von Quittungsmeldungen
  105 Generierung von Leermessages
  106 Messagegenerierung
  107 Generierung von Prüfbits
  108 Block zur Schnittstellen-Anbindung
  109 Generierung von Prüfmessages
  110 Generierung von Prüfmessages
  111 Fehlererkennung
  112 Fehlererkennung
  113 Fehlererkennung
  114 Fehlererkennung
  115 Fehlererkennung
  116 Fehlererkennung
  117 Masterbite-Block
  118 Redundanzsteuerung
  119 Informationsaustausch
  120 Datenverteilungsprozessor
  121 Link-Module
  122 Schnittstellen-Baugruppen
  123 Radarstationen
  124 Zentralen für Flugabwehr
  125 Weitere Radarstationen
  126 Zentrale
  127 Rechner
  128 Rechner
  129 Datenverarbeitung
  130 Systemarbeitsplätze
  131 Aufzeichnungseinrichtung
  132 Luftraumüberwachungszentrale
  133 Plotsummerkanal

Claims (5)

1. Eine umfangreiche Datenkommunikation mit anderen Überwachungs­ zentralen und in der Regel auch mit mehreren Radarstationen durch­ führende Luftraumüberwachungszentrale, wobei sich die einzelnen Kommunikationspartner an unterschiedlichen Orten befinden und sich somit der Datentransfer auf einer entsprechenden Anzahl von Übertragungsstrecken abspielt, mit einem Kommunikations-Bindeglied, das in der Luftraumüberwachungszentrale eine Anpassung zwischen einer Vielzahl von extern vorgegebenen Schnittstellen, nämlich zwischen den Endgeräten der Übertragungsstrecken (externe Links) einerseits und einer Datenverarbeitung andererseits übernimmt, dadurch gekennzeichnet, daß für jede angeschlossene Datenübertragungsstrecke (4-9) im Kommunikations-Bindeglied (1) ein nach dem jeweiligen Linkstandard ausgelegter Ein-/Ausgabemodul (121) vorgesehen ist, in dem jeweils alle spezifischen automatischen Über­ tragungsprozeduren autonom ablaufen und in dem zum einen die eintreffenden Daten so umformatiert werden, daß sie von der angeschlossenen Datenverarbeitung (3) der Luftraumüberwachungszentrale verstanden werden, und zum anderen die auszusendenden Daten vom Benutzerformat in das Linkformat transformiert werden, daß die eintreffenden Daten in einem Datenverteilungsprozessor (22, 120) des Kommunikations-Bindeglieds anwendungsorientiert, z. B. hinsichtlich eines bestimmten Rechners (10, 11, 12), Arbeitsplatzes (13, 14) oder für die Aufzeichnung (15), und die auszusendenden Daten linkorientiert verteilt werden, und daß im Kommunikations-Bindeglied spezifische Module (16-20, 122) zur Anpassung der in der Luftraumüberwachungszentrale intern an die dortigen Anwender zu verteilenden Daten an dortige Anwender-Schnittstellen, z. B. mehrere Rechner-Schnittstellen, Schnittstellen zu einer Aufzeichnungseinrichtung, Plot-Schnittstellen zu mehreren Arbeitsplätzen bzw. zu einem Ortsnetzwerk (LAN = Local Area Network), vorgesehen sind.

2. Luftraumraumüberwachungszentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikations-Bindeglied (1) derart aufgebaut ist, daß mittels des Einsatzes anwendungsspezifi­ scher Module (121, 122) für die Link-Anbindung und der systeminter­ ner Schnittstellen ohne umfangreiche Änderung des Datenverteilungs­ programms unterschiedliche Anwendungsfälle abgedeckt sind.

3. Luftraumüberwachungszentrale nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Datenvertei­ lungsprozessor (120) des Kommunikations-Bindeglieds (1) für den Fall, daß von einer Übertragungsstrecke eintreffende Daten unverändert an eine andere Übertragungsstrecke weitergegeben werden sollen, als einfache Relaisstation unter Umgehung der Datenverarbeitung geschaltet ist.

4. Luftraumüberwachungszentrale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikations-Bindeglied (1) für den Fall, daß eine Störung von Linkverbindungen vorliegt, eine Umwegschaltung realisiert.

5. Luftraumüberwachungszentrale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikations-Bindeglied (1) für den Fall, daß eine Über­ lastung durch die von den verschiedenen Übertragungsstrecken (4-9) eintreffenden Daten vorliegt, den Datenfluß nach Prio­ ritätskriterien steuert.