DE3642378A1 - System zur uebertragung von informationen mit ersatzschalteinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Übertragung von Informationen auf elektischem Wege mit hoher Sicherheit, ins­ besondere über ein digitales Richtfunksystem, mit zwei senden­ den und zwei empfangenden Endstellen und wenigstens einer zwi­ schen diesen angeordneten Zwischenstelle, bei dem mehrere Über­ tragungskanäle (Betriebskanäle) vorgesehen sind, denen wenig­ stens ein Ersatzübertragungskanal zum Austausch zugeordnet ist, und bei dem weiterhin Überwachungs-, Umschalt- und Steuerungs­ einrichtungen vorgesehen sind, die bei Erkennen einer Störung den Ersatz des gestörten Übertragungskanals durch einen Ersatz­ übertragungskanal veranlassen. Ein solches System ist beispiels­ weise aus der DE-PS 21 52 721 bekannt.

Ferner werden in dem Aufsatz "Ersatzschalteinrichtungen für Digital-Richtfunkverbindungen" von Hermann Barth, Manfred Molin, Anton Schröcker und Hans-Otto Simon, erschienen in telcom report 9 (1986) Sonderheft "Nachrichtenübertragung auf Funkwegen", Seiten 181 bis 186 Realisierung und Aufbau von (N + 1)- und (1 + 1)-Ersatzschalteinrichtungen beschrieben, mit denen ein schlupffreies Umschalten möglich ist.

Bei allen diesen Übertragungseinrichtungen wird üblicherweise für N bidirektionale Betriebskanäle ein bidirektionaler Ersatz­ kanal bereitgestellt. Bidirektional heißt, daß eine Nachrich­ tenverbindung zweiseitig gerichtet ist, also aus einem Hin- und einem Rückkanal besteht. Jedem der beiden Betriebskanäle wird dabei ein Ersatzkanal zugeordnet, wobei beide Ersatzka­ näle zusammen ebenfalls bidirektional wirken. Bei einem Fehler, z. B. im Betriebskanal der Richtung A-B, wird entweder nur dieser ersatzgeschaltet oder auch der zugehörige Betriebskanal der Richtung B-A. Fig. 1 zeigt ein 1 + 1-Schutzschaltsystem mit bidirektionalen Ersatzkanal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein System der eingangs beschriebenen Art ein Schutzschaltsystem mit verein­ fachtem Aufbu zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß in den Zwischenstellen lediglich ein Ersatzkanalgerät mit Emp­ fänger, Demodulator, Modulator und Sender vorgesehen ist, das durch Schaltmittel (z. B. elektronische Schalter, schaltbare Zir­ kulatoren) und Steuerungseinrichtungen in seiner Übertragungs­ richtung wendbar ausgebildet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein bekanntes Schutzschaltsystem mit bidirektionalem Erstzkanal (N = 1),

Fig. 2 ein Schutzschaltsystem mit unidirektionalem Ersatzka­ nal (N = 1) und

Fig. 3 ein Schutzschaltsystem N < 1 mit unidirektionalem Er­ satzkanal.

Fig. 1 zeigt ein (1 + 1)-Schutzschaltsystem (Ersatzschaltein­ richtung) bekannter Art mit den Endstellen A und B und der Zwischenstelle ZS. Der Betriebskanal BK und der Ersatzkanal EK sind jeweils bidirektional ausgebildet. In den Endstellen A, B sind die Sendezweige mit einem Modulator M und einem Sender T am Signaleingang für das Basisband-Digitalsignal DS über einen Signalverzweiger SV parallel geschaltet und ausgangsseitig über Kanalweichenfilter KW und einen Zirkulator Z an die Antenne angeschlossen. Im Empfangszweig sind der Betriebskanal BK und der Ersatzkanal EK mit dem Empfänger R und dem Demodulator D eingangsseitig über Kanalweichenfilter KW und den Zirkulator Z mit der Antenne verbunden und ausgangsseitig an die Anschlüsse eines Umschalters US geführt. In der Zwischenstelle ist für jede Übertragungsrichtung jeweils ein Betriebskanal BK und ein Ersatzkanal EK mit einem Empfänger R, einem Zwischenstellenmo­ dem MD und einem Sender T vorgesehen, die eingangs- und ausgangs­ seitig über Kanalweichenfilter KW und einen Zirkulator Z an die Antennen angeschlossen sind.

Beim erfindungsgemäßen Schutzschaltsystem (Ersatzschalteinrich­ tung) nach Fig. 2 ist der Betriebskanal bidirektional, der Er­ satzkanal jedoch unidirektional ausgebildet. Man bezeichnet dieses als (1 + ¹/₂)-Schutzschaltsystem, da in Anlehnung an die Zählweise bei Fig. 1 jetzt einem Betriebskanal ein halber Er­ satzkanal zugeordnet ist. Die Endstellen A und B entsprechen in ihrem Aufbau denen des vorstehend beschriebenen Systems nach Fig. 1. Unterschiedlich ist die Ausbildung der insbesondere im Low-Power-Verfahren betriebenen Zwischenstelle ZS, in der ledig­ lich ein Ersatzkanalgerät mit einem Empfänger R, einem Zwischen­ stellenmodem MD und einem Sender T vorgesehen ist, dem ein Um­ schalter US 1 vor und ein weiterer Umschalter US 2 nachgeschaltet ist. Die Umschalter US 1 und US 2 sind dabei so angeordnet, daß sie in den beiden Schaltstellungen mit dem eingangs- und aus­ gangsseitigen Kanalweichenfilter KW der einen Übertragungsrich­ tung (A-B) bzw. den entsprechenden Kanalweichenfiltern KW der anderen Übertragungsrichtung (B-A) verbunden sind. Im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel sind die Schalter in der Stellung ge­ zeichnet, daß der Ersatzkanal in der Übertragungsrichtung A-B vorbereitet ist. Es ist auch denkbar, andere Schaltmittel, z. B. schaltbare Zirkulatoren einzusetzen bzw. die Kanalweichenfilter den EK-Geräten zugeordnet nur einmal vorzusehen. Die detaillier­ te Ausführungsform (Art und Anzahl der kaskadierten Schalter) hängt unter anderem von deren Entkopplung ab.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Ersatzschalteinrichtung N + ¹/₂ mit unidirektionalem Ersatzkanal. Der grundsätzliche Aufbau dieses Schutzschaltsystems entspricht dem vorstehend beschrie­ benen (1 + ¹/₂)-Schutzschaltsystem nach Fig. 2. Die einander entsprechenden Bauelemente und Teile der Schaltung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Einrichtung - jedoch mit dem üblichen bidirek­ tionalen Ersatzkanal - ist auch in der eingangs zitierten Literaturstelle "telcom report" beschrieben.

In den Endstellen A, B ist jedem Betriebskanal- (BK-) Eingang eine aktive Signalverzweigung SVB zugeordnet. Ein Ausgangssi­ gnal der Verzweigung wird dem Endstellenmodulator M des Betriebs­ kanals BK zugeführt, das andere einem Signalwähler SW, der ein BK-Signal auswählt und an den Endstellenmodulator M des Ersatz­ kanals EK weiterleitet. Eine Schalterstellung ist für die EK- Durchschaltung vorgesehen. Kontrolliert wird der Schalter SW von einem Steuereinsatz (N + 1-Steuerung) der jeweiligen End­ stelle. In den Endstellen ist ferner jeweils ein DK-Gerät zur Einspeisung von Dienstkanälen vorgesehen.

Im Empfangsteil der Endstellen A, B werden die BK-Signale über die Empfänger R und Demodulatoren D direkt ihren elektronischen Umschaltern US zugeführt. Das EK-Signal gelangt nach dem Empfän­ ger und Demodulator über eine Mehrfachsignalverzweigung SVE an die zweiten Eingänge der Umschalter US; ein schaltbarer Verzwei­ gungsweg bildet den EK-Durchschalteweg. Die Signalverteiler SVB sind innerhalb einer (N + 1)-Umschalteinrichtung angeordnet, die von der (N + 1)-Steuerung der Endstellen angesteuert wird und deren Anschlüssen für den Sendeteil das jeweilige Basisband- Digitalsignal DS zugeführt und für den Empfangsteil das jewei­ lige Basisband-Digitalsignal DS entnommen wird.

In der Zwischenstelle ZS sind entsprechend der Anzahl der Be­ triebskanäle BK-Geräte für jeweils beide Übertragungsrichtungen vorgesehen. Für den Ersatzkanal EK ist nur ein Gerät mit einem Empfänger R, einem Zwischenstellenmodem MD und einem Sender T vorgesehen, das durch einen vorgeschalteten Umschalter US 1 und einen nachgeschalteten Umschalter US 2 in seiner Übertragungs­ richtung wendbar ausgebildet ist (vgl. auch Fig. 2). Die Um­ schalter US 1 und US 2 werden von einem DK- und Steuer-Einsatz DKS der Zwischenstelle ZS angesteuert, der zugleich mit den Zwischen­ stellenmodems MD der einzelnen Kanäle verbunden ist und von de­ ren Demodulatoren Informationen über Fehlerimpulse und Unter­ brechungskriterien erhält. Über die Demodulatoren erfolgt zu­ gleich die Auskopplung der Dienstkanäle.

Der DK- und Steuereinsatz DKS der Zwischenstelle ZS wertet die von der (N + 1)-Steuerung empfangenden Endstelle aufgrund der von den Endstellendemodulatoren D gelieferten Kriterien (Fehlerimpuls FI, Unterbrechungskriterium ML) über die in einem Dienstkanal der Richtfunkverbindung gesendeten Telegramme aus und veranlaßt eventuelle Umschaltungen zur Herstellung der ge­ wünschten Übertragungsrichtung im Ersatzkanal.

Auf den Endstellen A, B ist ein vom Ersatzkanal-Sender bereit­ zustellendes Ersatzsignal vorgesehen, das den gerade nicht ak­ tiv benötigten örtlichen Ersatzkanal-Empfänger mit einem formal einwandfreien Signal versorgt. Dies ermöglicht eine Überwachung der gerade nicht benötigten Ersatzkanal-Geräte der Endstellen.

Auf der sendenden Endstelle resultiert aus der Auswertung des gleichen Telegramms durch die dortige (N + 1)-Steuerung eine Abschaltung des vom örtlichen Ersatzkanal-Sender gelieferten Ersatzsignals und das Parallelschalten des Ersatzkanales zum gestörten Betriebskanal. Mit Hilfe der DK-Geräte auf den End­ stellen ist die Nutzung von eventuell vorhandenen Digital- Dienstkanälen von Endstelle zu Endstelle möglich. Der im Zwi­ schenstellenmodem MD jeweils ausgekoppelte analoge Dienstkanal wird im Sender wieder eingekoppelt. Dies gilt gleichermaßen für Telegramme und Sprachsignale, mit denen über den DK- und Steu­ ereinsatz auch von Zwischenstellen aus eine Dienstleitung zur Verfügung steht.

Die Wahl der Frequenzen für beide Übertragungsrichtungen bzw. für Betriebskanal BK und Ersatzkanal EK erfolgt unter dem Ge­ sichtspunkt maximalen Diversityabstandes.

Wegen des fehlenden zweiten Telegrammkanales zur Sendeseite wird bei einer (1 + ¹/₂)-Ersatzschalteinrichtung jeweils der letzten Ersatzschaltungsanforderung nachgekommen und eine eventuell be­ reits bestehende Ersatzschaltung aufgelöst. Dies ist bei glei­ cher Priorität für beide Übertragungsrichtungen zulässig und sinnvoll und verhindert das eventuelle Nichtauflösen einer nicht mehr benötigten Ersatzschaltung. Bei einer (N + ¹/₂)-Ersatz­ schalteinrichtung ist dies nicht nötig, da die Telegammübertra­ gung auf jeweils zwei Betriebskanälen in beiden Richtungen er­ folgen kann.

Claims (5)

1. System zur Übertragung von Informationen auf elektrischem Wege mit hoher Sicherheit, insbesondere über ein digitales Richtfunksystem, mit zwei sendenden und zwei empfangenden End­ stellen und wenigstens einer zwischen diesen angeordneten Zwi­ schenstelle, bei dem mehrere Übertragungskanäle (Betriebska­ näle) vorgesehen sind, denen wenigstens ein Ersatzübertragungs­ kanal zum Austausch zugeordnet ist, und bei dem weiterhin Über­ wachungs-, Umschalt- und Steuerungseinrichtungen vorgesehen sind, die bei Erkennen einer Störung den Ersatz des gestörten Übertra­ gungskanals durch eien Ersatzübertragungskanal veranlassen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwi­ schenstellen lediglich ein Ersatzkanalgerät aus Empfänger, De­ modulator, Modulator und Sender vorgesehen ist, das durch Schaltmittel (z. B. elektronische Schalter, schaltbare Zirkula­ toren) und Steuerungseinrichtungen in seiner Übertragungsrich­ tung wenbar ausgebildet ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt­ mittel aus je einem dem Ersatzkanalgerät vor- und nachgeschal­ teten elektronischen Umschalter bestehen, die in den beiden Schaltstellungen mit einem eingangs- und ausgangsseitigen Ka­ nalweichenfilter der einen Übertragungsrichtung (A-B) bzw. einem entsprechenden Kanalweichenfilter der anderen Übertra­ gungsrichtung (B-A) verbunden sind.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steue­ rungseinrichtung Teil eines in der Zwischenstelle vorhandenen Dienstkanal- und Steuereinsatzes ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwische­ stelle im Low Power-Verfahren betrieben wird.

5. System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem (1 + ¹/₂)-System der jeweils letzten Ersatzschaltanforderung ent­ sprochen und eine eventuell bereits bestehende Ersatzschaltung aufgelöst wird.