DE3837069C2 - - Google Patents
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- DE3837069C2 DE3837069C2 DE3837069A DE3837069A DE3837069C2 DE 3837069 C2 DE3837069 C2 DE 3837069C2 DE 3837069 A DE3837069 A DE 3837069A DE 3837069 A DE3837069 A DE 3837069A DE 3837069 C2 DE3837069 C2 DE 3837069C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine bidirektionale Kabel-Übertra
gungsanlage, insbesondere solcher Art, daß viele Teilneh
mer-Anschlüsse Datensignale aufwärts zu einer Kopfstelle
übertragen können.
Kabel-Übertragungsanlagen übertragen normalerweise ver
schiedene Fernsehsignale in einem Baumnetz in Abwärtsrich
tung. Dieses enthält eine Hauptleitung, von der Nebenlei
tungen abgehen, und Teilnehmer-Endgeräte, die mit Abzweig
gliedern über Verteiler an die Nebenleitungen angeschlossen
sind. Normale Netze werden aus Koaxial-Kabel aufgebaut, mit
über das Netz verteilten Zwischenverstärkern, die die über
das Netz zu verteilenden Signale oberhalb eines vorbestimm
ten Mindestpegels halten.
Aus net nachrichten elektronik + telematik 38 (1984) Heft 2, S.
105 ist eine Kabel-Kommunikationsanlage bekannt, welche u. a.
eine Kopfstelle (BK-Netz-Zentrale), Teilnehmer-Endgeräte
und ein bidirektionales Übertragungsnetz, das mit der Kopfstelle
verbunden ist, umfaßt. Über dieses Netz können Signale
von der Kopfstelle in Abwärtsrichtung zu einer Mehrzahl von
Teilnehmer-Geräten und in Aufwärtsrichtung Datensignale von
den Teilnehmer-Geräten zur Kopfstelle übertragen werden.
Die Kopfstelle enthält einen Modulator zum Empfang verschiedener
Fernseh- und Datensignale sowie zum Einspeisen dieser
Signale in vorbestimmte Kanäle in Richtung zum aufwärtigen
Ende des Koaxialkabels und einen Demodulator zum Empfang
der Datensignale in Aufwärtsrichtung in einem anderen vorbestimmten
Kanal vom aufwärtigen Ende des Koaxialkabels und
zur Erzeugung von demodulierten Datensignalen zur weiteren
Verarbeitung.
Die Teilnehmer-Geräte enthalten eine Einrichtung zur Erzeugung
eines über das Netz zu einer Kopfstelle zu übertragenden
Datensignals und eine Einrichtung zum Übertragen des
Datensignals zur Kopfstelle über das Netz.
Eine erfolgreiche Zwei-Wege-Übertragung über die Gemeinschafts-
Antennenanlage (CATV-Netz) setzt die Überwindung der beiden
nachfolgend beschriebenen Probleme voraus.
Wenn normalerweise Tausende
von Teilnehmer-Endgeräten die Möglichkeit zur Aufwärtsüber
tragung im selben Frequenzband haben, besteht eine erhebli
che Wahrscheinlichkeit, daß verschiedene zur selben Zeit
übertragen. Das Ergebnis an der Kopfstelle ist eine Verfäl
schung der von einem Teilnehmer-Endgerät erhaltenen Signale
durch Signale, die gleichzeitig von anderen Teilnehmer-End
geräten übertragen werden. Das Problem wird durch das Auf
treten von verschiedenen Zeitverzögerungen bei von ver
schiedenen Teilnehmer-Endgeräten übertragenen Signalen noch
verschärft, die durch die verschiedenen unterschiedlichen
Leitungslängen (Übertragungsabstände) der Teilnehmer zur
Kopfstelle bedingt sind.
Das zweite Problem betrifft die Rauschanhäufung. Es dürfte
klar sein, daß sich ein erhebliches Rauschen in Aufwärts
richtung aus den verschiedenen Nebenleitungen, die in eine
einzige Hauptleitung münden, ergibt. Dieses Rauschen kann
oft erheblich höher als der von einem einzigen Teilnehmer-
Endgerät übertragene Signalpegel sein. Das Problem wird
noch durch die Verwendung von Zwei-Wege-Verstärkern in der
Anlage verschärft, wobei diese in der Aufwärtsrichtung jeg
liche Signale verstärken, die ihren Eingängen zugeführt
werden, so auch Rauschen. Solche Verstärker benutzen übli
cherweise eine automatische Verstärkungsregelung, die wäh
rend eines minimalen Signalpegels mit maximalem Verstär
kungsgrad arbeiten und somit maximales Rauschen erzeugen,
das von allen Nebenleitungen gesammelt wurde, die in diesen
Verstärker münden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Kabel-Übertragungsanlage zu schaffen, die das Problem der
Kollision zwischen von verschiedenen Teilnehmer-Endgeräten
gleichzeitig an der Kopfstelle ankommenden Signalen nach
haltig reduziert oder vermeidet. Ferner betrifft die Erfin
dung eine Einrichtung zur starken Reduzierung oder zum Ver
meiden des Problems der Rauschanhäufung.
Die Kopfstelle stellt in der Kabel-Anlage der vorliegenden
Erfindung wie in einer normalen Gemeinschafts-Antennenanla
ge Fernsehsignale zur Verfügung, überträgt jedoch auch Da
tensignale in einem separaten Datenkanal in Abwärtsrich
tung. Die Signale im Datenkanal werden in Paketen übertra
gen, die in Zeitkanäle eingeteilt sind, wobei die Zeitkanä
le durch ein spezielles Datenbyte voneinander getrennt
sind, das hier als Zustandsbyte bezeichnet wird. Das Zu
standsbyte ist aus Bits zusammengesetzt, die hier als "Be
legt-Bits" bezeichnet werden.
Das Abwärtssignal wird mit den Fernsehsignalen mittels Fre
quenz-Multiplexing in einem getrennten Kanal überlagert und
in Abwärtsrichtung über das Netz zu den Teilnehmer-Endgerä
ten übertragen. Jedes Teilnehmer-Endgerät detektiert die
Belegt-Bits und stellt nach der Decodierung fest, ob das
Netz frei oder belegt ist, ob eine Kollision stattgefunden
hat, und falls gewünscht, ob ein Prioritätsniveau vorliegt.
Jedes Teilnehmer-Endgerät überträgt mit einem bestimmten
Wahrscheinlichkeitsfaktor zurück zur Kopfstelle, falls es
Daten zu übertragen hat. Der Wahrscheinlichkeitsfaktor wird
in Abhängigkeit davon verändert, ob die Belegt-Bits, die
das Endgerät ständig empfängt, eine Kollision anzeigen (was
bedeutet, daß ein anderes Teilnehmer-Endgerät übertragen
hat, so daß sein Datensignal verfälscht wird). Falls eine
Kollision detektiert wird, wird der Wahrscheinlichkeitsfak
tor verändert und das Teilnehmer-Endgerät überträgt die Da
ten zu einem von dem Wahrscheinlichkeitsfaktor abhängigen
Zeitpunkt nochmals von dem Zeitkanal an, der verfälscht
wurde.
Das übertragende Teilnehmer-Endgerät zählt auch Kollisio
nen, d. h. die Anzahl von Kollisionen, die durch Belegt-Bits
angezeigt werden. Falls die Anzahl von Kollisionen einen
vorbestimmten Grenzwert überschreitet, legt es den Wahr
scheinlichkeitsfaktor neu fest und überträgt die gesamte
Datenfolge nochmals zu einem durch den neuen Wahrschein
lichkeitsfaktor festgelegten Zeitpunkt.
Keines der Teilnehmer-Endgeräte kann übertragen, falls die
Belegt-Bits, die es empfängt, anzeigen, daß das Netz in der
Aufwärtsrichtung belegt ist. Somit tritt der Kollisionszu
stand im Anschluß daran auf, daß die Belegt-Bits den Daten
kanal in der Aufwärtsrichtung als frei anzeigen, worauf von
mehr als einem Teilnehmer-Endgerät mit der Datenübertragung
begonnen wurde, und bevor die Teilnehmer-Endgeräte Belegt-
Bits von der Kopfstelle empfangen, die anzeigen, daß der
Kanal in Aufwärtsrichtung benutzt wird, d. h. belegt ist.
Daher tritt der Kollisionszustand normalerweise beim Beginn
einer neuen Übertragung durch mehr als ein Teilnehmer-
Endgerät bei freiem Kanal auf und verstärkt sich mit der
Zunahme des Verkehrs.
Der Übertragungswahrscheinlichkeits-Faktor wird mit Hilfe
eines Zufallszahlengenerators verändert, der mit der Wahr
scheinlichkeit von unterschiedlichen Zeitverzögerungen der
von den verschiedenen Teilnehmer-Endgeräten der Anlage
übertragenen Signale gekoppelt ist und der die Wahrschein
lichkeit, daß mehr als ein Endgerät zur selben Zeit sendet,
so herabgesetzt, als ob der Wahrscheinlichkeitsfaktor in
gleicher Weise bei jedem Teilnehmer-Endgerät geändert wor
den wäre. Zusätzlich wird mit der Zunahme des Verkehrs auch
die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß ein Teilnehmer-Endgerät
vor dem Senden zu einer längeren zufallsgesteuerten Warte
periode automatisch veranlaßt wird, da die Anzahl der Kol
lisionen zu einer Verringerung der Wahrscheinlichkeit
führt, daß ein Teilnehmer-Endgerät die Erlaubnis zum Senden
erhält. Daher kompensiert die Anlage eine Zunahme des Ver
kehrs automatisch und stellt sich darauf ein.
Das Problem der Rauschanhäufung wird im wesentlichen da
durch gelöst, daß jedes Teilnehmer-Endgerät seine Daten
durch Frequenzverschiebung auf zwei unterschiedlichen Fre
quenzen codiert und daß unter Zuhilfenahme eines schmalen
Bandfilters zwei Durchgangsbänder in der Aufwärtsrichtung
jeder Nebenleitung des Netzes bestehen, die gerade ausrei
chen, um die zwei Frequenzen durchzulassen. Die Datensigna
le in Abwärtsrichtung werden davon nicht berührt. Somit
fangen die Filter praktisch das gesamte Rauschen von der
Übertragung zur Kopfstelle in Aufwärtsrichtung ab, außer
einem geringen Anteil in den beiden schmalen Durchgangsbän
dern. Die Filter sind vorzugsweise ferngesteuert adressier
bar, so daß sie nach Empfang eines Aufwärts-Signales schal
ten können oder ferngesteuert schaltbar sind, um Signale
durchzulassen. Es hat sich gezeigt, daß mit diesem Aufbau
eine Rauschanhäufung erfolgreich vermieden wird.
Somit werden die Probleme der herkömmlichen Technik, näm
lich das der Kollision von Aufwärtssignalen und der Rausch
anhäufung in einer bidirektionalen Kabel-Übertragungsanla
ge, wirkungsvoll gelöst.
Kurz gesagt, betrifft die Erfindung eine bidirektionale Ka
bel-Übertragungsanlage, die eine Kopfstelle und ein mit der
Kopfstelle verbundenes bidirektionales Übertragungsnetz
enthält, um Signale in Abwärtsrichtung von der Kopfstelle
zu einer Vielzahl von Teilnehmer-Endgeräten zu übertragen
und um Datensignale von den Teilnehmer-Endgeräten in Auf
wärtsrichtung zur Kopfstelle zu übertragen. Eine Schaltung
an der Kopfstelle detektiert Kollisionen zwischen den von
den Teilnehmer-Endgeräten empfangenen Signalen und erzeugt
ein Kollisionssignal, und eine weitere Schaltung an der
Kopfstelle überträgt abwärts in der Übertragungsanlage ein
Zustandsbyte, das eine Kollision des Datensignals anzeigt
und wodurch nach Detektion einer Kollision durch ein
Teilnehmer-Endgerät diesem der Abbruch der Übertragung
ermöglicht werden kann.
In bevorzugter Ausführung enthält der Kollisionsdetektor
der Kopfstelle auch eine Einrichtung zur Detektion, ob Sig
nale von irgendeinem Teilnehmer-Endgerät empfangen werden
bzw. zur Erzeugung eines Statusbyte-Signales, das den Be
legt- oder Frei-Zustand anzeigt, wobei die das Byte über
tragende Schaltung das Byte des Datensignals erzeugt, das
den Kollisions-, Frei- oder Belegt-Zustand anzeigt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sollte das
Daten-Statusbyte so übertragen werden, daß es die Zeitkanä
le eines Abwärts-Datensignales trennt, wobei die maximale
Rund-Übertragungsverzögerung, die die Summe aller Verzöge
rungen an allen Komponenten im Übertragungskreis zu dem am
längsten verzögerten Ende des Netzes sowohl in Abwärts- als
auch in Aufwärtsrichtung darstellt, die Zeitperiode zwi
schen aufeinanderfolgenden Statusbytes feststellt, die min
destens so lang wie die genannte Übertragungsverzögerung
sein sollte.
Die Erfindung betrifft ferner ein Teilnehmer-Endgerät für
die Benutzung in einem bidirektionalen Kabel-Kommunika
tionssystem, das eine Einrichtung zum wiederholten Empfang
eines Datensignals über ein bidirektionales Übertragungs
netz, bestehend aus einem Zustandsbyte, das den Zustand des
Netzes mit den Signalen Kollision, belegt oder frei und
vorzugsweise Priorität, anzeigt, eine Einrichtung zum Er
zeugen und Speichern eines Datensignales, das über das Netz
zur Kopfstelle übertragen werden soll, eine Einrichtung zum
Übertragen des Datensignales zur Kopfstelle über das Netz,
eine Regeleinrichtung für die Übertragungseinrichtung, wo
bei die Regeleinrichtung eine Einrichtung zum Empfangen des
Zustandsbytes und zur Ermöglichung der Übertragung des Da
tensignales mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit P
und eine Einrichtung zum Zählen der empfangenen Kollisions
zustandssignale und zur Veränderung der Wahrscheinlichkeit
P in Abhängigkeit davon enthält.
In bevorzugter Ausführung verhindert die Kontrolleinrich
tung die Übertragung für eine Zeitperiode, falls die Anzahl
von empfangenen Kollisionszustandssignalen ein vorbestimm
tes Maximum überschreitet, worauf eine nochmalige Übertra
gung des vollständigen Datensignales veranlaßt wird.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielhaft näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen bi
direktionalen Kabel-Kommunikationsnetzwerkes,
Fig. 2 ein Schema eines mit der Zeit abwärts fließen
den Datenstroms,
Fig. 3 ein Schema eines zeitabhängigen Datenpaketes,
Fig. 4 ein Blockschema eines erfindungsgemäßen Teil
nehmer-Endgerätes,
Fig. 5 ein Blockdiagramm der Extraktions-Logikschal
tung gemäß Fig. 4,
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Medien-Zugangsschal
tung gemäß Fig. 4 und
Fig. 7a, b ein Schema des Übertragungsreglers am Teilneh
mer-Endgerät.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes bidirektionales Kabel-
Kommunikationsnetz. Es ist jedoch anzumerken, daß die Er
findung auch in einem Sternnetz, einem lokalen Netz (LAN)
oder anderen Netzarten verwendet werden kann. In der darge
stellten Ausführung enthält eine Anlage eine Kopfstelle 1,
die über ein breitbandiges Kommunikationsmedium, beispiels
weise ein Koaxialkabel 2, mit einer Mehrzahl von Teilneh
mer-Endgeräten 3 verbunden ist. Die Endgeräte und die Kopf
stelle 1 kommunizieren über ein Netzwerk, beispielsweise
über eines der bekannten Baumnetze oder auch über eine an
dere Form eines nicht geschlossenen Netzwerkes. Das Baum
netz besteht aus bidirektionalen Verstärkern 4 und Vertei
lern 5, die über nicht dargestellte Abzweigglieder mit den
Teilnehmer-Endgeräten verbunden sind. Das Netz ist mit ei
ner abgestimmten Impedanz 6 in bekannter Weise abgeschlos
sen.
In vereinfachter Darstellung ist nur ein Teilnehmer-Endge
rät 3 gezeigt. Natürlich können weitere Teilnehmer-Endgerä
te an Verteiler angeschlossen sein, die über das Netz in
bekannter Weise verteilt sind.
In einem konventionellen Netz werden Verstärker verwendet,
die unidirektional in der Abwärtsrichtung verstärken, wobei
sie eine Mehrzahl von Fernsehkanälen tragen. Die Erfindung
betrifft jedoch solche Netze, die auch Datensignale tragen.
Solche Signale werden in Netzen bei der Wiederherstellung
von computererzeugten Bildern, Computerprogrammen, Kon
trollsignalen für Dechiffrierungseinrichtungen usw. verwen
det. Solche Datensignale, die in herkömmlicher Weise oft in
dem Vertikalintervall des Fernsehkanales übertragen werden,
werden bei der vorliegenden Erfindung durch einen getrenn
ten Hochgeschwindigkeits-Datenkanal übertragen. Demzufolge
sollten die Verstärker 4 in der Abwärtsrichtung des Daten
kanals übertragen können.
Um die Bestellung von bestimmten Leistungen zu ermöglichen,
weist das Teilnehmer-Endgerät 3 normalerweise eine Tastatur
auf, die Signale erzeugt und mit der letztlich Befehlssig
nale oder andere Signale erzeugt werden, die aufwärts in
Richtung zur Kopfstelle übertragen werden. Diese Aufwärts
übertragung war bisher mit verschiedenen Problemen verbun
den, so daß - falls überhaupt einige - nur wenige solcher
Systeme in der Praxis existieren. Die vorliegende Erfindung
schafft eine Einrichtung zur sicheren Aufwärtsübertragung
für eine große Anzahl von Teilnehmer-Endgeräten. Es ist an
zumerken, daß der bidirektionale Verstärker 4 auch die Fä
higkeit zur Übertragung der von den Teilnehmer-Endgeräten
kommenden Daten in Aufwärtsrichtung haben sollte. Solche
Verstärker gibt es und die Erfindung ist nicht speziell
hierauf gerichtet.
Zu den Problemen, die bei der Aufwärtsübertragung auftreten
können, gehören Rauschanhäufung und Datenkollisionen. Die
Rauschanhäufung ist mit der Rauscherzeugung durch die vie
len Zweige des Netzes beispielsweise in Form eines Baumes
verbunden, die alle in den Hauptkanal oder -anschluß der
Anlage münden. Das Rauschen wird von jedem der Verstärker
verstärkt, was zu einem sehr hohen Rauschpegel an der Kopf
stelle führt.
Datenkollisionen treten auf, wenn mehr als ein Teilnehmer-
Endgerät Datensignale in der Aufwärtsrichtung überträgt,
die sich beim Eintreffen an der Kopfstelle zeitlich über
schneiden. Es ist offensichtlich, daß dadurch eine Verfäl
schung aller Datensignale auftritt, die sich überschneiden.
Die Lösung des Problems der Rauschanhäufung ist nicht Ge
genstand der Erfindung. Die Erfindung löst das Problem der
Kollision durch die Verwendung von sogenannten "Belegt-
Bits", die von der Kopfstelle abwärts zu den Abonnenten-
Endgeräten übertragen werden. Ein Byte aus zwei Belegt-Bits
zeigt an, ob der Kanal besetzt oder frei ist. Die zwei Bits
können natürlich vier verschiedene Zustände anzeigen, z. B.
frei, belegt, Kollision oder einen vierten Zustand, der als
Prioritätsanzeiger oder für eine andere Information benutzt
werden kann. Jedoch können auch eine andere Zahl von Be
legt-Bits benutzt werden, falls dies gewünscht ist.
Im allgemeinen überträgt die Kopfstelle in regulärer Weise,
wobei Belegt-Bits einen freien Kanal anzeigen und wobei
vorzugsweise Amplitudenmodulation eines Trägers verwendet
wird. Falls sie Datensignale empfängt, ändert sie den Cha
rakter der Belegt-Bits, um einen Belegt-Zustand zu definie
ren. Nach Analyse der Daten erkennt die Kopfstelle Kolli
sionen zwischen empfangenen Datensignalen und ändert in
diesem Fall die Belegt-Bits zur Anzeige eines Kollisionszu
standes.
Dagegen überträgt das Teilnehmer-Endgerät die Daten in Auf
wärtsrichtung vorzugsweise in einer durch Frequenzverschie
bung codierten Form (z. B. MSK = minimum shift keying). Das
Endgerät überwacht die Belegt-Bits in Abwärtsrichtung stän
dig und überträgt, wenn der Kanal als frei angezeigt wird
(vorausgesetzt, es gibt Daten zu übertragen). Falls es wäh
rend der Übertragung Kollisionen zwischen Belegt-Bits fest
stellt, unterbricht es die Übertragung, wartet wie unten
beschrieben eine Zeitlang und überträgt das Signal dann
nochmals.
Um das Rauschen im Hauptkanal möglichst gering zu machen,
sind Filter 7 mit verschiedenen Zweigen des Verteilungs-
Netzes in Reihe geschaltet, wobei jedes Filter genau defi
nierte enge Bandpässe für die frequenzverschobenen Daten in
Aufwärtsrichtung besitzt, und wobei jedes Filter in der
Richtung zur Aufwärtsübertragung angeschlossen ist. Außer
dem Rauschen in der Bandbreite der Filter wird dadurch das
gesamte Rauschen in Aufwärtsrichtung reduziert. Um die Da
tenübertragungsqualität in Aufwärtsrichtung zu verbessern,
werden vorzugsweise solche Filter benutzt, die geschlossen
bleiben, bis sie ein vorhandenes Trägersignal in Aufwärts
richtung in den tatsächlichen Bandbreiten der Filter regi
strieren und die daraufhin schnell öffnen, z. B. innerhalb
von Mikrosekunden, und das Datensignal in Aufwärtsrichtung
passieren lassen. Zusätzlich können die Filter zum Öffnen
und Schließen von der Kopfstelle adressierbar sein, z. B.
zur Wartung des Netzes. Die Filter sind in der Abwärtsrich
tung durchlässig, so daß die Fernsehsignale und die Daten
signale in Abwärtsrichtung diese Filter passieren.
In der Kopfstelle ist eine Fernsehsignal-Quelle mit einem
Modulator 8 verbunden, dessen Ausgang über Kanalfilter 9
mit dem Koaxialkabel verbunden ist. Fernsehsignale werden
so in herkömmlicher Weise in das Netz eingespeist.
Der Eingang eines Empfänger-Bandpaßfilters 10 ist mit dem
Koaxialkabel 2 verbunden und sein Ausgang ist mit einem Da
ten-Demodulator 11 verbunden. Die frequenzmodulierten Da
ten, die vom Teilnehmer-Endgerät 3 übertragen werden, sind
somit Ausgangssignale des Demodulators 11.
Am Ausgang des Filters 10 ist gleichfalls ein Kollisions-
Detektor 12 angeschlossen. Der Kollisions-Detektor 12 de
tektiert die Anwesenheit von sich überschneidenen Bits
vorzugsweise mit Hilfe von Hüllkurvengleichrichtung. Da
diese Kollisions-Detektion sehr schnell sein muß, wird sie
vorzugsweise breitbandig durchgeführt.
Der Kollisions-Detektor 12 enthält auch eine Logik zur Er
zeugung des Bit-Paares, das hier als Belegt-Bit bezeichnet
wird und das die vier Zustände kennzeichnet, die oben als
frei, belegt, Kollision und Priorität oder undefiniert be
zeichnet sind. Diese Bits, die als IEC oder Kanal-Zustands
anzeiger bezeichnet sind, werden einem Kommunikations-Reg
ler 13 zugeführt. Darin werden die Belegt-Bits in den Da
tenstrom in Abwärtsrichtung eingefügt (durch Multiplex),
der dem Modulator 8 zugeführt wird. Der Modulator 8 speist
den kombinierten Datenstrom in einen Hochgeschwindigkeits-
Datenkanal ein, dessen Ausgang wie vorher im Zusammenhang
mit der Fernsehsignalquelle beschrieben behandelt wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, die den Datenstrom in Abwärts
richtung mit der Zeit zeigt, werden die Belegt-Bits durch
den Abwärtskanal vorzugsweise mit einer Rate von vier M
Bit/Sek. periodisch zu Beginn eines jeden Zeitabschnittes
gesendet. Die durch Pfeile 18 dargestellten Belegt-Bits le
gen daher die Zeitperiode eines jeden Zeitkanales fest. Die
Zeitkanäle können an der Kopfstelle programmiert werden und
jeder kann z. B. 128, 256, 512 oder 1024 Bits enthalten, wo
bei die Dauer eines Bits jetzt vorzugsweise 0,25 Mikrose
kunden beträgt. Die Daten in Abwärtsrichtung, die innerhalb
des Zeitkanales gesendet werden, sind mit der Ziffer 19 be
zeichnet.
Der Kommunikations-Regler stellt auch sicher, daß während
eines Belegt- oder Kollisionszustandes des Netzes in Ab
wärtsrichtung keine Datenpakete übertragen werden. Er
schaltet auch den Sender aus, falls dieser zu lange sendet,
z. B. falls dieser eine vorbestimmte maximale Paketgröße
überschreitet. Der Sender wird so wegen Zeitüberschreitung
gesperrt.
Es ist wichtig, daß der Zeitraum, der die Übertragung von
aufeinanderfolgenden Paaren von Belegt-Bits trennt, größer
als die oder gleich der maximalen Rund-Übertragungsverzöge
rung des Netzes ist. Diese Verzögerung ist die Summe aller
Verzögerungen von allen Komponenten, die den Übertragungs
kreis mit maximaler Kabellänge bilden, wobei zuerst mit dem
am längsten verzögerten Ende des Netzes in beiden Richtun
gen begonnen wird.
Jedes von der Kopfstelle gesendete Datenpaket sollte vor
zugsweise auch gleich oder größer als die Länge eines Zeit
kanales sein. Ein typisches Paketformat ist in Fig. 3 gra
fisch dargestellt. Es kann z. B. aus einer zwei bis sieben
Byte großen Eingangskennung bestehen, gefolgt von einem 1-
Byte-Startbildbegrenzer, gefolgt von einer 4-Byte-Bestim
mungsadresse, gefolgt von einer 4-Byte-Quelladresse, ge
folgt von einem 2-Byte-Bildlängen-Anzeiger, gefolgt von ei
ner unbestimmten Anzahl von Bytes mit den zu übertragenden
Daten, gefolgt von einer unbestimmten Anzahl von Zusatz-
Bytes (falls notwendig), gefolgt von einer 2-Byte-Bildkon
trollfolge.
In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Teilnehmer-Endgerä
tes 3 dargestellt. Das Koaxialkabel 2 des Netzes ist in
Abwärtsrichtung mit einem Bandpaß-Filter 22 (das ähnlich
dem Filter 9 ist) verbunden und in Aufwärtsrichtung mit ei
nem Bandpaß-Filter 23. Letzteres kann zwei Durchgangsbänder
bilden, die gerade ausreichen, um die beiden Frequenzen des
durch Frequenzverschiebung codierten Ausgangssignals durch
zulassen, das in dem Teilnehmer-Endgerät erzeugt wird.
Der Ausgang von Filter 22 ist über den Verteiler 23A mit
einer Fernsehempfänger/Analogschaltung 24 verbunden. Die
Schaltung 24 kann aus einem abstimmbaren Abwärts-Konverter
bestehen, aus einem Dechiffrierer für Teilnehmer-Fernsehen
oder ähnlichem. Der Ausgang von Schaltung 24 ist mit einem
Modulator 25 zum Anschluß eines Fernsehgerätes 26 verbun
den.
Der Ausgang von Filter 22 ist über den Verteiler 23A
gleichfalls mit dem Eingang eines digitalen Demodulators 27
verbunden, der den Datenstrom im digitalen Kanal demodu
liert. Der digitale Demodulator 27 erzeugt in bekannter Art
Daten- und Takt-Ausgangssignale an entsprechenden Ausgangs
leitungen. Diese Signale werden über eine CAD-Schaltung 8,
in der sie in bekannter Weise in Parallelsignale umgesetzt
werden, dem Daten- und Takteingang einer zentralen Rechen-
bzw. Speichereinheit 29 zugeführt. Mit der zentralen Re
chen- bzw. Speichereinheit 29 kommuniziert ein Daten- und
Adreßbus 30. Auch andere periphere digitale Schaltungen
31, die mit dem Teilnehmer-Endgerät zusammenhängen, sind
mit der zentralen Rechen- bzw. Speichereinheit 29 verbun
den, z. B. um einen Video-Anzeigegenerator zu steuern, um
Alarmschaltungen zu überwachen usw.
Die Daten- und Takt-Leitungsausgänge des digitalen Demodu
lators sind gleichfalls mit den korrespondierenden Eingän
gen einer Extraktions-Logikschaltung 32 für Belegt-Bits
(IEC) verbunden, die außerdem mit dem Bus 30 verbunden ist.
An der Taktleitung ist eine Teilerschaltung 33 zur Division
durch N angeschlossen, deren Ausgang ein Taktsignal C 1 dar
stellt. Die Teilerschaltung erzeugt so ein internes Takt
signal C 1 von der Taktleitung und wird so vom Datensignal
in Abwärtsrichtung angefordert.
Mit dem Bus 30 ist ein Puffer 34 verbunden, der Datensigna
le von der Recheneinheit 29 zur Übertragung an die Kopf
stelle empfängt. Der Ausgang des Puffers 34 ist mit einem
Modulator 35 zur Codierung durch Frequenzverschiebung ver
bunden, der das Ausgangssignal vom Puffer 34 in ein fre
quenzverschoben codiertes Signal im Durchgangsband des Auf
wärts-Datenkanals moduliert. Der Ausgang des Modulators 35
ist einer Zeitüberschreitungsschaltung 36 zugeführt, die
die Übertragungsintervalle des Aufwärtssignales kontrol
liert. Das Ausgangssignal der Zeitüberschreitungsschaltung
36 ist dem Aufwärts-Bandpaß-Filter 23 zugeführt, von dem es
auf das Koaxialkabel 2 zur Übertragung zur Kopfstelle ge
leitet wird.
Mit dem Bus 30 ist eine Übertragungslogik zur Medienzu
gangsverwaltung 37 (MAC) (Reglerschaltung) verbunden, deren
andere Eingänge mit der Extraktions-Logikschaltung 32 zum
Empfang der Belegt-Bits verbunden sind. Die MAC-Schaltung
steht gleichfalls mit einem Kontrolleingang des Puffers 34
und einem Kontrolleingang bzw. -ausgang der Zeitüberschrei
tungsschaltung 36 in Verbindung. Die MAC-Schaltung 37 dient
dem Zweck, den belegten, freien oder kollidierten Zustand
des Netzes durch Überwachung der Belegt-Bits zu detektieren
und die Übertragung und die Zeitabstimmung bei der Sendung
von Signalen, die in dem Puffer 34 gespeichert sind, zur
Kopfstelle zu überwachen.
Die digitalen Leitungssignale von der Kopfstelle werden
über die Leitung 2 empfangen, in Filter 22 gefiltert und
dem digitalen Demodulator 27 zugeführt. Die sich ergebenden
Daten- und Taktsignale werden der Recheneinheit 29 zuge
führt. Mit der Recheneinheit 29 ist eine Tastatur oder eine
andere Einheit über andere digitale Schaltungen 31 verbun
den, wobei sie Datensignale für die Übertragung zur Kopf
stelle erzeugt. Das Verfahren zur Erzeugung dieser Signale
in der zentralen Rechen- bzw. Speichereinheit ist nicht Ge
genstand der vorliegenden Erfindung, da herkömmliche, dem
Fachmann bekannte Verfahren genutzt werden können. Es ge
nügt zu sagen, daß diese Signale nach ihrer Erzeugung über
den Bus 30 dem Eingang von Puffer 34 zugeleitet werden, wo
sie gespeichert werden.
Die IEC-Extraktions-Schaltung 32 erkennt die Belegt-Bits
auf den Daten- und Taktleitungen am Ausgang des Demodula
tors 27. Die Belegt-Bits werden der MAC-Schaltung 37 zuge
führt.
Die MAC-Schaltung 37 arbeitet nach einem unten beschriebe
nen Algorithmus. Falls die MAC-Schaltung Belegt-Bits emp
fängt, die eine belegte Leitung oder eine Kollision anzei
gen, wartet sie bis zur Ankunft des nächsten Belegt-Bits
und überwacht weiter den Status der Belegt-Bits. Falls die
Belegt-Bits eine freie Leitung anzeigen, entscheidet die
MAC-Schaltung mit einer Wahrscheinlichkeit von P zu über
tragen oder nicht zu übertragen mit einer Wahrscheinlich
keit von (1-P) und wird in diesem Fall bis zur Ankunft der
nächsten Folge von Belegt-Bits warten, worauf sie mit einer
nach einem Algorithmus angepaßten Wahrscheinlichkeit über
trägt.
Wenn die MAC-Schaltung die Übertragung freigibt, führt sie
dem Puffer 34 ein Kontrollsignal zu, wodurch dieser mit der
Übertragung seines gespeicherten Paketes beginnt. Zur glei
chen Zeit überwacht die MAC-Schaltung die Belegt-Bits.
Falls die empfangenen Belegt-Bits während der Übertragung
der Schaltung Kollision anzeigen, was bedeutet, daß einer
oder mehrere andere Sender während der gleichen Zeitperiode
übertragen, regelt sie sofort die Unterbrechung der Über
tragung von Puffer 34. Zusätzlich wird ein Kollisionszähler
in der MAC-Schaltung weitergestellt.
Wenn die Anzahl der Kollisionen, die der Kollisionszähler
anzeigt, ein vorbestimmtes Maximum überschreitet, wird der
gesamte Paket-Übertragungsprozeß gestoppt. Das Paket wird
in den Puffer 34 zurückgeleitet und wartet dort vor der
Übertragung wieder eine Zeitlang unter der Kontrolle der
MAC-Schaltung.
Wenn die Anzahl bereits aufgetretener Kollisionen geringer
als das Maximum ist, wird die Übertragungswahrscheinlich
keit P für ein Paket um einen Faktor K (mit P = P/K) auf
eine minimale Wahrscheinlichkeit zur nochmaligen Übertra
gung reduziert. Dann wartet das Paket bis zum Auftreten des
nächsten Belegt-Bits, worauf die Überprüfung der nächsten
Folge von Belegt-Bits erfolgt.
Falls das nächste Paar von Belegt-Bits keinen Kollisionszu
stand anzeigt, zeigt es notwendigerweise einen belegten Zu
stand an, da das Teilnehmer-Gerät selbst überträgt. Das be
deutet, daß das lokale Teilnehmer-Endgerät allein die Lei
tung belegt hat. Die Übertragung wird wieder begonnen und
bis zum Ende des Paketes fortgesetzt, worauf die Leitung
für frei erklärt wird. Der Kollisionszähler wird dann auf
den anfänglichen Nullwert gestellt und die Übertragungs
wahrscheinlichkeit P auf Eins gesetzt.
Die Extraktions-Logikschaltung 32 und die MAC-Schaltung 37
gemäß Fig. 4 werden im folgenden genau beschrieben. In Fig.
5 ist ein Blockdiagramm der Extraktions-Logikschaltung
32 für Belegt-Bits dargestellt. Die Daten- und Taktleitungen
sind mit einer Dechiffrierschaltung 40 verbunden, um das
Abwärts-Datensignal zu dechiffrieren, falls es chiffriert
empfangen wurde. Der Dechiffrierer 40 ist eine spiegelbild
liche Schaltung des Kopfstellen-Chiffrierers, die als Teil
im Kommunikations-Regler 13 (Fig. 1) enthalten sein kann.
Die Ausgangssignale des Dechiffrierers 40 stellen Takt- und
Datensignale dar, die den Takt- und Dateneingängen eines
Bit-Zählers 41 zugeführt werden. Die Zählausgänge des Bit-
Zählers 41 sind mit einer Markierungsschaltung 42 verbun
den, die den Beginn eines Paketes aus dem Inhalt des Zäh
lers 41 bestimmt und die auf ihrem Ausgang einen Impuls
oder eine Vorderflanke eines Impulses erzeugt, die den Be
ginn des Empfangs eines Datenpaketes anzeigt.
Die Daten- und Taktausgänge des Bit-Zählers 41 sind mit ei
ner Null-Extraktionsschaltung 43 verbunden. Diese Schaltung
wird in bekannter Weise benutzt, um Nullen zu entfernen,
die bei der Kopfstelle im Kommunikationsregler 13 eingefügt
wurden, um den Wert von langen Bytes, die alle aus Einsen
bestehen, zu unterscheiden. Demzufolge rekonstruiert die
Null-Extraktionsschaltung 43 die Originaldaten. Diese kor
rigierten Daten werden einer Statusbyte-Extraktionsschal
tung 44 zugeführt.
Das korrigierte Datensignal wird außerdem einer Zähl- und
Intervall-Kontrollschaltung 45 zugeführt, die über den Ad
dreß-Bus ADDR und den Datenbus D0-D7 mit Bus 30 verbunden
ist.
Wie früher beschrieben, ist Bus 30 mit der Recheneinheit 29
verbunden. Das Zeitkanal-Intervall wird durch die zentrale
Recheneinheit (CPU) festgelegt und in ihrem Speicher ge
speichert. Diese Daten werden über den Bus 30 der Schaltung
45 zugeführt, die ihrerseits ein Kontrollsignal auf die
Kontrolleitung CTRL zur Extraktionsschaltung 44 gibt. Der
Zeitkanal kann durch Veränderung des Intervalles der Ex
traktionsschaltung gefunden werden, bis die empfangene Pa
ket-Kontrollsumme übereinstimmt. Die Extraktionsschaltung
44, die ein programmierbarer Speicher sein kann, kann daher
die Daten innerhalb eines Zeitkanals empfangen und die
Bits, die mit der Zeit der Belegt- oder Status-Bits zusam
menhängen, an ihren Ausgangsklemmen zur Verfügung stellen.
Diese Ausgangsklemmen sind mit einem Zwei-Bit-Decoder (IEC-
Decoder) 46 zur Decodierung der Belegt-Bits verbunden. Die
vier Ausgangsklemmen des IEC-Decoders 46 stellen daher die
vier unterschiedlichen Zustände der zwei Bits dar, die die
Belegt- oder Status-Bits darstellen: frei, belegt, Kolli
sion oder ein Prioritäts- oder anderer vierter Zustand, die
in Fig. 5 mit den Buchstaben I, B, C und P bezeichnet
sind. Die an diesen Klemmen angeschlossenen Leitungen sind
mit der MAC-Schaltung 37 verbunden.
In Fig. 6 ist innerhalb der gestrichelten Linien ein
Blockdiagramm der Medien-Zugangsschaltung 37 mit einigen
zusätzlichen Details bereits beschriebener Schaltungen dar
gestellt.
Die Daten- und Takteingänge der gezeigten Belegt-Bit-Ex
traktionsschaltung 32 sind mit dem Ausgang des digitalen
Demodulators 27 verbunden, der aus Fig. 4 übernommen ist.
Die Ausgänge frei, belegt, Kollision und Priorität sind mit
dem Eingang eines Übertragungsreglers 51 verbunden. Der
Takteingang der Belegt-Bit-Extraktionsschaltung 32 ist zu
sätzlich mit dem Eingang des Übertragungsreglers 51 verbun
den. Die Adreß- und Kontrolleitungen von Bus 30 stehen mit
einem Adreß-Decoder 52 in Verbindung, dessen decodiertes
Ausgangssignal dem Übertragungsregler 51 zugeführt ist. Die
Datenleitungen D 0-D 7 von Bus 30 sind mit der Belegt-Bit-Ex
traktionsschaltung 32 und auch mit dem Übertragungsregler
51 verbunden. Der Übertragungsregler enthält einen Unter
brechungs-Ausgang, der mit der Zentraleinheit in bekannter
Weise verbunden ist, eine Leitung Übertragung OK (TR.OK),
die mit einer Rückstellschaltung 53 verbunden ist, einen
Eingang von der Rückstellschaltung, eine Kollisionszähler
schaltung 54 mit einem Inkrement-Kollisionszählerausgang
INC.COLL, einen Eingang COLL-EXC vom Ausgang der Kolli
sionskontrollschaltung, einen Eingang fertig RDY, einen
Übertragungs-Erlaubniseingang ERLAUBNIS-TX, einen Ausgang
IEC-FREI (Anzeige von Belegt-Bit frei), einen Ausgang Über
tragung ein-aus TREIN/TRAUS, einen Eingang VID, einen Takt-
Eingang C 1, einen Eingang INSZERO und einen Eingang TIME-
OUT. In den Fig. 7A und 7B sind Einzelheiten des Über
tragungsreglers schematisch dargestellt.
Die Rückstellschaltung 53 hat einen vom Mikroprozessor kom
menden Rückstell-Eingang RST und einen Ausgang, der mit dem
Eingang des Kollisionszählers 54 verbunden ist, der wieder
um mit einem Eingang einer Rückfaktor(backoff-factor)-
Schaltung 55 verbunden ist. Die Ausgänge der Rückfaktor-
Schaltung 55 sind über eine Leitung fertig RDY mit dem
Übertragungsregler 51 verbunden und über eine Verschiebe-
Takt-Leitung SHIFTCLOCK mit dem Eingang eines Wahrschein
lichkeits-Speichers 56. Der Ausgang der Rückstellschaltung
53, die mit dem Kollisionszähler und der Rückfaktor-Schal
tung verbunden ist, ist zusätzlich mit dem Eingang des
Wahrscheinlichkeitsspeichers 56 verbunden.
Der Ausgang eines Zufallszahlengenerators 57 ist mit einer
Sperrschaltung 58 verbunden, die einen Sperreingang be
sitzt, der mit der IEC-FREI-Leitung des Übertragungsreglers
51 verbunden ist. Die gleiche Leitung ist mit dem Verglei
cher-Eingang des Vergleichers 60 verbunden, dessen beide
Eingangspaare mit dem Ausgang der Sperre 58 bzw. des Wahr
scheinlichkeitsspeichers 56 verbunden sind. Der Ausgang des
Vergleichers 60 ist die ERLAUBNIS-TX-Leitung.
Puffer 34 (aus Fig. 4 übernommen) ist mit den Adreß- und
Datenleitungen von Bus 30 verbunden. Der Ausgang des Puf
fers 34 besteht aus parallelen Datenleitungen 34A, die mit
dem Eingang eines Signalkonverters 35A verbunden sind, der
als Teil des Modulators 35 in Fig. 4 zu verstehen ist. Der
Ausgang der Schaltung 35A ist mit dem Eingang des Modula
tors 35 zur Codierung durch Frequenzverschiebung verbunden,
dessen Ausgang mit der Zeitüberschreitungsschaltung 36 in
Verbindung steht, deren Ausgang 59 mit dem Filter 23 ver
bunden ist. Der TREIN/TRAUS-Ausgang des Übertragungsreglers
51 steht mit der Signalkonverterschaltung 35A und der Zeit
überschreitungsschaltung 36 in Verbindung. Von der Schal
tung 35A führt eine Leitung INSZERO zum Übertragungsregler
51, die anzeigt, ob eine Null eingefügt wurde. Der Ausgang
der Teilerschaltung 33 (aus Fig. 4 übernommen) ist mit den
Takteingängen C 1 des Modulators 35, der Schaltung 35A und
der Reglerschaltung 51 verbunden sowie zusätzlich über ei
ne Teilerschaltung 33A zur Division durch 8 mit einem Byte-
Takteingang des Puffers 34.
Die Funktionsweise der obigen Schaltung ist im folgenden
beschrieben. Die Zentraleinheit bildet ein Datenpaket zur
Übertragung zur Kopfstelle (außer möglicher Markierung CRC
und Null-Einfügung, falls notwendig) und zur PRBS-Konver
tierung (Packet Signal Bit Stream conversion). Der Puffer
34 wird dann vom Mikroprozessor über den Bus 30 mit dem Pa
ket geladen. Der Übertragungsregler 51 wird über den Bus 30
informiert, daß das Paket zur Übertragung bereit ist und
welcher Teil des Puffers geladen wurde.
Der Übertragungsregler überwacht die Belegt-Bits, die er
von der IEC-Extraktionsschaltung 32 bekommt. Falls die Be
legt-Bits einen freien Zustand anzeigen, gibt der Übertra
gungsregler einen Befehl auf die IEC-FREI-Leitung an Sperre
58, damit das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 57
in der Sperre 58 eingefroren wird. Das Ausgangssignal der
Sperre 58 wird dem Vergleicher 60 zugeführt, der die
empfangene Zahl mit dem Ausgangssignal des Wahrschein
lichkeitsspeichers 56 vergleicht.
Falls die Zahl des Wahrscheinlichkeitsspeichers größer als
die des Zufallszahlengenerators ist, wird dann ein Freiga
besignal auf die ERLAUBNIS-TX-Leitung gegeben, um die Über
tragung zu ermöglichen. (Statt das Ausgangssignal eines Zu
fallszahlengenerators mit dem eines Wahrscheinlichkeits
speichers zu vergleichen, könnte auch ein geometrischer
Verteiler benutzt werden. Solch ein Verteiler könnte eine
Übertragung festlegen, wobei eine Übertragung z. B. nach ei
ner Anzahl von X Zeitabschnitten verhindert wird, wobei X
gemäß einem Wahrscheinlichkeitsspeicherwert mittels eines
geometrischen Verteilungsalgorithmus erzeugt wird.)
Sobald das Freigabesignal zur Übertragung empfangen wird
(ERLAUBNIS-TX- ein), gibt der Übertragungsregler 51 ein
Freigabesignal auf die TREIN/TRAUS-Leitung und gibt auch
dem Puffer 34 über den Bus die Information, mit der Über
tragung von Daten über den Signalkonverter 35A zu begin
nen.
Die Schaltung 35A konvertiert die parallelen Eingangssigna
le von Puffer 34 in eine serielle Form, fügt zur Konvertie
rung in eine PRBS-Sequenz eine Eingangskennung, eine Mar
kierung, Nullen und eine Bildprüfsequenz (CRC) in bekannter
Weise in das Paket ein, überträgt die Daten über den Modu
lator 35, der sie mittels Minimal-Frequenzverschiebung co
diert und über die Zeitüberschreitungsschaltung 36 und die
Leitung 59 an das Filter 23 mit engem Durchgangsband für
durch Frequenzverschiebung codierte Signale weitergibt, von
wo sie auf das Koaxialkabel 2 (Fig. 4) eingespeist werden.
In der Zwischenzeit überwacht der Übertragungsregler die
empfangenen Belegt-Bits. Falls er entweder belegt oder frei
detektiert, ermöglicht er weiterhin die Übertragung. Falls
er jedoch ein Belegt-Bit detektiert, das Kollision anzeigt,
wird das TREIN/TRAUS-Signal auf "unterbrechen" gesetzt, wo
durch die Zeitüberschreitungsschaltung 36 gestoppt wird und
der Puffer neu initialisiert wird, um die nächste Übertra
gung wieder von vorne zu beginnen. Der Übertragungsregler
gibt auch ein Signal zur Weiterstellung an den Kollisions
zähler 54. Der Kollisionszähler 54 vergleicht, ob die An
zahl von Kollisionen ein vorbestimmtes Maximum (z. B. 16)
überschreitet. Falls dieses Maximum überschritten ist, gibt
er ein "Übertrage-Kollision-Signal" auf die TRCOLL-Leitung,
das der Rückstellschaltung 53 zugeführt wird. Die Rück
stellschaltung initialisiert darauf die Rückfaktor-Schal
tung 55, setzt den Kollisionszähler 54 auf Null und den
Wahrsheinlichkeitsspeicher 56 auf Eins. Sie gibt außerdem
ein Signal an den Übertragungsregler 51, um den gegenwärti
gen Zustand in den Übertragungsregler zu schreiben und un
terbricht den Mikroprozessor, damit dieser den Speicher, in
dem der Zustand des Übertragungsreglers 51 gespeichert ist,
liest. Der Mikroprozessor regelt dann, ob der Übertragungs
regler nochmals übertragen soll, warten soll usw.
Falls die maximale Anzahl von Kollisionen nicht überschrit
ten ist, wird der Wahrscheinlichkeitsspeicher 56 durch die
Rückfaktor-Schaltung 55 unter der Kontrolle des Kollisions
zählers um den Faktor K verkleinert, der hier als ein Ver
kleinerungsfaktor bezeichnet ist. Der Wahrscheinlichkeits
speicher wird um den Verkleinerungsfaktor (z. B. 1, 2 oder
3) verschoben und an den Übertragungsregler 51 wird ein
Signal frei RDY zurückgesendet (sehr schnell, innerhalb von
weniger als einer Nanosekunde). Der Übertragungsregler 51
wartet dann auf die nächste Folge von freien Belegt-Bits
und wiederholt dann den Vorgang.
Durch die Veränderung der Wahrscheinlichkeit wird die Über
tragungswahrscheinlichkeit reduziert. Man sieht daher, daß
mit einer Zunahme des Verkehrs im Netz, die zu mehr Kolli
sionen führt, die Sendewahrscheinlichkeit von jedem Teil
nehmer-Endgerät reduziert wird, so daß der Verkehr automa
tisch kontrolliert wird. Je mehr Teilnehmer-Endgeräte, die
sich Zugang zum Netz verschaffen wollen, ein bestimmtes Ma
ximum überschreiten, was Kollisionen zur Folge hat, um so
mehr wird die Geschwindigkeit des Zugangs eines jeden End
gerätes zum Netz reduziert.
Die Funktionsweise des Übertragungsreglers wird im folgen
den anhand von Fig. 7a und 7b, die ein Schema einer
Struktur zeigen, näher beschrieben. Ein vom Mikroprozessor
kommender Eigang RQTRAM, der mit dem Eingang D eines Flip
flops 65 verbunden ist, wird durch den Mikroprozessor auf
EIN gesetzt, um anzuzeigen, daß ein Bild in den Puffer 34
geladen wurde und zur Übertragung bereit ist. Die Leitung
FREI von der Extraktions-Logikschaltung 32 für Belegt-Bits
erhält von dort einen Impuls, durch den ein UND-Gatter 66
aktiviert wird, sofern die RDY-Leitung, die mit dem zweiten
Eingang des UND-Gatters 66 verbunden ist, auf EIN steht.
Die RDY-Leitung wird durch die Rückfaktor-Schaltung 55 auf
EIN gehalten, solange nicht der Vorgang der Weiterschaltung
des Kollisionszählers und der Reduzierung der Wahrschein
lichkeit im Gang ist, nachdem eine Kollision detektiert
wurde.
Der sich ergebende Ausgangsimpuls des UND-Gatters 66 wird
durch ein ODER-Gatter 67 geleitet (unter der Annahme, daß
der Eingang PERMTX des Übertragungs-Erlaubnis-Ausgangs von
Vergleicher 58 auf aus steht), wodurch das Flipflop 65 ak
tiviert wird. Der Ausgang Q des Flipflops 65 ist mit dem
Eingang D eines Flipflops 68 verbunden, wobei auch dieses
Flipflop arbeitet. Durch das Ergebnis wird die Leitung IEC-
FREI auf EIN geschaltet. Da diese Leitung mit den Aktivie
rungs-Eingängen von Sperre 58 und Vergleicher 60 verbunden
ist, wird der Ausgang des Zufallszahlengenerators 57 einge
froren und mit dem Wahrscheinlichkeitswert des Ausgangs von
Speicher 56 verglichen. Somit wird die Übertragungserlaub
nis-Leitung PERMTX auf EIN gesetzt, falls der Ausgang des
Zufallszahlengenerators kleiner oder gleich der Übertra
gungswahrscheinlichkeit im Wahrscheinlichkeitsspeicher
ist.
Falls die Übertragungserlaubnis-Leitung PERMTX auf ein steht,
blockiert sie über das ODER-Gatter 67 jegliche weitere Aus
wirkung des Signales an der Leitung FREI über das UND-Gat
ter 66. Jedoch spricht dadurch gleichzeitig ein Flipflop 69
an, dessen Ausgang Q mit der Leitung TREIN/TRAUS und dem
Dateneingang eines Flipflops 70 verbunden ist. Der Ausgang
Q des Flipflops 69 bestimmt damit das Signal für Übertra
gung EIN oder AUS an der Leitung TREIN/TRAUS, um die Über
tragung zu beginnen.
Der Ausgang von Flipflop 68 wird zum Rücksetzen des Flip
flops 65 mittels eines UND-Gatters 71 benutzt.
Falls das Ausgangssignal am Zufallszahlengenerator größer
als das des Wahrscheinlichkeitsspeichers ist, bleibt das
Signal an der Übertragungswahrscheinlichkeits-Leitung
PERMTX auf AUS, so daß das nächste Signal für ein freies
Belegt-Bit an der Leitung FREI durch das UND-Gatter 66 pas
sieren kann.
Falls der obige Vorgang dazu führt, daß an der Leitung
TREIN das Signal ein anliegt (wenn der Ausgang Q des Flip
flops 69 auf ein steht), wird die Übertragung ermöglicht,
da das Signal TREIN dem Signalkonverter 35A und der Zeit
überschreitungsschaltung 36 als auch dem Puffer 34 zuge
führt wird. Falls in der Zwischenzeit an der Kollisionslei
tung COLL von der Belegt-Bit-Extraktionsschaltung 32 ein
Signal anzeigt, daß keine Kollision aufgetreten ist, wird
die Übertragung fortgesetzt, bis das letzte Byte des Puf
fers übertragen ist. Danach wird auf der Leitung VID, die
vom Puffer 34 kommt, ein Signal auf EIN gesetzt, wodurch
ein Zählprozeß beginnt, um das letzte Bit aus der Zeit
überschreitungsschaltung 36 ans Netz abzugeben. Die Leitung
VID schaltet den Zähler 72 des Moduls 32, indem die Leitung
des Flipflops 70 über ein ODER-Gatter 73 mit dem Eingang
des Zählers 72 verbunden wird. Im Anschluß an die Zählung
betätigt der Zähler 72 ein Flipflop 73A, das ein Signal an
der Leitung TROK auf hoch setzt, welches dem Takteingang
eines Flipflops 74 zugeführt wird, wodurch der Zustand ge
speichert wird. Die Leitung TROK ist auch mit einem Eingang
eines NOR-Gatters verbunden, dessen Ausgang mit dem Rück
stell-Eingang des Flipflops 69 verbunden ist. Flipflop 69
wird so zurückgestellt, wodurch der Zustand der Leitung
TRAUS geändert wird, wodurch wiederum die Signalkonverter
schaltung 35A, die Zeitüberschreitungsschaltung 36 und die
Pufferschaltung zurückgesetzt werden.
Falls eine Kollision auftritt, schaltet die Leitung COLL,
die mit der Belegt-Bit-Extraktionsschaltung 32 verbunden
ist, auf hoch. Die Leitung COLL ist mit dem anderen Eingang
des NOR-Gatters 75 verbunden, so daß, wenn die Leitung COLL
auf hoch gesetzt ist, das Flipflop 69 seinen Zustand wech
selt, wodurch der Ausgang Q auf aus gesetzt wird. Dadurch
wird die Leitung TREIN/TRAUS auf aus gesetzt, wodurch wie
derum der Signalkonverter 35A, die Zeitüberschreitungskon
trolle 36 und der Puffer 34 zurückgesetzt werden. Zusätz
lich wird ein Inkrement-Kollisionssignal auf der INCCOLL-
Leitung durch das COLL-Signal generiert, das einem Eingang
eines UND-Gatters 76 zugeführt wird (falls gerade übertra
gen wird, steht der Ausgang Q des Flipflops 69 auf hoch,
der mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 76 verbunden
ist). Die Leitung INCCOLL ist mit dem Kollisionszähler 54
verbunden, der in Fig. 6 dargestellt ist. Der Kollisions
zähler wird so weitergeschaltet. Das Signal auf der INC-
COLL-Leitung bewirkt, daß auf der Leitung RDY das RDY-Sig
nal auf aus gesetzt wird; diese Leitung ist mit dem zweiten
Eingang des UND-Gatters 66 verbunden. Dies führt dazu, daß
jeglicher Signalpegel auf der Leitung IEC-FREI verhindert
wird, bis eine Überprüfung der Anzahl von Kollisionen
stattgefunden hat und bis der Wahrscheinlichkeitsfaktor
durch Verschiebung des Wahrscheinlichkeitsspeichers herab
gesetzt wurde, falls eine vorbestimmte Zahl oder ein vorbe
stimmter Wert nicht überschritten ist. Sobald dieses erreicht
ist, wird das RDY-Signal auf ein gesetzt, wodurch die Lei
tung zur Anzeige von freien Belegt-Bits aktiviert wird, so
bald ein freies Belegt-Bit auf der Leitung FREI eintrifft.
Falls die Anzahl von Kollisionen überschritten wurde, wird
dieser Zustand in einem Speicher R 5 des Übertragungsreglers
in der unten beschriebenen Weise gespeichert.
Der Ausgang COLLEXC des Kollisionszählers 54 (Fig. 7b) ist
mit dem Takt-Eingang eines Flipflops 77 verbunden. Die Aus
gänge Q von Flipflop 74 und 77 sind mit den Eingängen eines
ODER-Gatters 78 verbunden, dessen Ausgang die Unterbre
chunsleitung INTR ist. Falls somit die Übertragung ohne
Kollisions-Zustand an der TROK-Leitung beendet ist, oder
falls die Anzahl von Kollisionen an der Leitung COLLEX
überschritten ist, ergibt sich über Gatter 78 ein Unterbre
chungs-Signal an dem Anschluß INTR. Dieser Unterbrechungs-
Anschluß des Mikroprozessors führt dazu, daß die Zentral
einheit den Zustand des Übertragungsreglers überprüft. Der
Ausgang Q des Flipflops 74, der als Leitung INTROK bezeich
net ist und der Ausgang Q des Flipflops 77, der als Leitung
INTREXC bezeichnet ist, kann mit Speichern verbunden sein
zur Prüfung durch den Mikroprozessor. Ein Signal ein auf
dem Anschluß INTREXC zeigt an, daß die Anzahl von Kollisio
nen den vorbestimmten Wert überschritten hat und ein Signal
an dem Anschluß INTROK zeigt an, daß die Übertragung ohne
Kollision beendet wurde.
Der Ausgang eines NOR-Gatters 81 ist mit den Rückstellein
gängen von Zähler 72 und Flipflop 70 verbunden. Ein Eingang
des NOR-Gatters ist mit der COLL-Leitung verbunden und der
andere Eingang mit einem Inverter 80, dessen Eingang mit
dem Anschluß RSTO verbunden ist, der auch mit einem Eingang
des UND-Gatters 71 in Verbindung steht. Dadurch wird si
chergestellt, daß Flipflop 70 und Zähler 72 nicht zurückge
stellt werden, wenn das Signal COLL hoch ist oder das Rück
stell-Signal an RSTO hoch ist.
Andere Eingangsanschlüsse zu der Schaltung sind die Takt-
Leitung C 1, die zu der ODER-Schaltung 73 führt, die INS
ZERO-Leitung an das ODER-Gatter 73 sowie Rückstell-Leitun
gen zu den Rückstell-Eingängen von Flipflop 74 und 75 über
das ODER-Gatter 79 von der RST-Leitung (vom Mikroprozessor)
und die Leitung LRCTRL vom Bus. Die Eingänge Uhr-Rückstel
lung und Null-Einfügung sind einem Fachmann bekannt und
müssen nicht näher erläutert werden.
Die oben beschriebene Schaltung kontrolliert somit die
Funktion eines Teilnehmer-Endgerätes bei der Übertragung
von Datensignalen zur Kopfstelle, nachdem Belegt-Bits emp
fangen wurden, die von einer Kopfstelle zu allen Teilneh
mer-Endgeräten ausgesendet wurden. Die Regelung stellt
gleichfalls die Warteperiode vor dem Senden sicher, wodurch
die Verkehrsdichte im Netz geregelt wird. Durch die Kon
trolle der Verkehrsdichte und durch die Sicherheit, ein Da
tensignal von einem Empfänger verläßlich zu empfangen, wenn
es einmal in das Netz gelangt ist, läßt sich nachgewiese
nermaßen eine verläßliche Aufwärts-Übertragung erreichen.
Ein Fachmann, der die obige Beschreibung versteht, kann
sich anhand der beschriebenen Prinzipien ohne weiteres Al
ternativen und Variationen der Ausführung vorstellen. Sie
alle gehören zum Umfang der Erfindung, wie aus den nachfol
genden Ansprüchen hervorgeht.
Claims (30)
1. Bidirektionale Kabel-Kommunikationsanlage, umfassend eine
Kopfstelle und ein bidirektionales Übertragungsnetz, das
mit der Kopfstelle verbunden ist, um Signale von der Kopfstelle
in Abwärtsrichtung zu einer Mehrzahl von Teilnehmer-
Geräten zu übertragen und um Datensignale von den Teilnehmer-
Geräten in Aufwärtsrichtung zur Kopfstelle zu übertragen,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
- a) eine Einrichtung (12) an der Kopfstelle (1) zur Detektion von Kollisionen zwischen den von den Teilnehmer-Geräten (3) empfangenen Signalen und zur Erzeugung eines Kollisionssignales,
- b) eine Einrichtung (8, 13) an der Kopfstelle (1) zur Übertragung von Zustands-Bits des Datensignals in Abwärtsrichtung der Übertragungsanlage zur Anzeige einer Kollision, wodurch ein Teilnehmer-Gerät (3) nach Detektion einer Kollision befähigt wird, die Übertragung zu beenden.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kollisionsdetektor eine Einrichtung zur Detektion enthält,
ob Signale oder ob keine Signale von irgendeinem
Teilnehmer-Gerät empfangen werden bzw. zur Erzeugung
eines Zustandssignales belegt oder frei, wobei die
Übertragungseinrichtung die Zustandsbits des Datensig
nales erzeugt, die den Zustand Kollision, frei oder
belegt anzeigen.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zustandsbits der Daten wiederholt übertragen werden,
wobei sie Zeitkanäle eines Signales in Abwärtsrichtung
voneinander trennen.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen von
Statusbits wenigstens so lang wie die maximale Rund-
Übertragungsverzögerung ist, die durch die Summe der
Verzögerungen aller Komponenten im Übertragungskreis zu
dem am längsten verzögerten Ende des Netzes sowohl in
Abwärts- als auch in Aufwärtsrichtung gegeben ist.
5. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Datensignale jedes Teilnehmers in Auf
wärtsrichtung in demselben Frequenzband liegen.
6. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Datensignale jedes Teilnehmers in Auf
wärtsrichtung durch Frequenzverschiebung auf dieselbe
Frequenz codiert werden.
7. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Datensignale jedes Teilnehmers in Auf
wärtsrichtung im selben Frequenzband liegen, und daß
ein schmales Bandfilter in jede Nebenleitung des Netzes
in Aufwärtsrichtung eingefügt ist, das ein Durchgangs
band besitzt, das dem Frequenzband der Daten in Auf
wärtsrichtung ähnlich ist und das gleichzeitig Signale
in Abwärtsrichtung passieren läßt.
8. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Datensignale jedes Teilnehmers in Auf
wärtsrichtung durch Frequenzverschiebung auf dieselbe
Frequenz codiert sind, und daß ein schmales Mehrfach-
Bandfilter in die Aufwärtsrichtung jeder Nebenleitung
des Netzes eingefügt ist, dessen Durchgangsbänder die
frequenzverschobenen Frequenzen einschließen und das
gleichzeitig Signale in Abwärtsrichtung passieren
läßt.
9. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die von den Teilnehmer-Geräten empfangenen
Signale durch Frequenzverschiebung auf ähnliche Fre
quenzen codiert sind, und daß Filter in die Nebenlei
tungen des Netzes in Aufwärtsrichtung eingefügt sind,
deren schmale Bandpaß-Frequenzen diese Frequenzen ein
schließen.
10. Teilnehmer-Endgerät für eine bidirektionale Kabel-Kommunikationsanlage,
umfassend eine Einrichtung zum wiederholten
Empfang eines Datensignales aus einem bidirektionalen
Übertragungsnetz, eine Einrichtung zur Erzeugung und
zum Speichern eines über das Netz zu einer Kopfstelle
zu übertragenden Datensignales, eine Einrichtung zum Übertragen
des Datensignales zur Kopfstelle über das Netz,
eine Einrichtung zur Steuerung der Übertragungseinrichtung,
gekennzeichnet durch
- a) eine Einrichtung zum wiederholten Empfang eines Datensignales von Statusbits, das den Zustand des Netzes anzeigt mit den Signalen Kollision, belegt oder frei,
- b) die Steuerungseinrichtung, mit einer Einrichtung, um die Statusbits zu empfangen und um die Übertragung des Datensignales mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit P zu ermöglichen, mit einer Einrichtung zum Zählen der empfangenen Kollisionszustands-Signale und zur Anpassung der Wahrscheinlichkeit P in Abhängigkeit davon.
11. Endgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wahrscheinlichkeit P durch Verkleinerung um einen
Faktor K anpaßbar ist, wobei P = P/K ist.
12. Endgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontrolleinrichtung eine Einrichtung zur Verhinde
rung der Übertragung für einen Zeitraum enthält, falls
die Anzahl von empfangenen Kollisionszustands-Signalen
ein vorbestimmtes Maximum überschreitet, worauf eine
nochmalige Übertragung des vollständigen Datensignales
veranlaßt wird.
13. Endgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da
P nach der Übertragung eines vollständigen Datensignals
auf 1 zurücksetzbar ist.
14. Endgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur wiederholten
Extraktion von aufeinanderfolgenden Gruppen von Status
bits aus Datensignalen in aufeinanderfolgenden Zeit
kanälen enthält, zur Decodierung der Gruppen von Sta
tusbits und zur Erzeugung der entsprechenden Signale
Kollision, belegt oder frei an entsprechenden Leitun
gen, für das davon abhängige Arbeiten der Übertragungs
einrichtung.
15. Kopfstelle für eine bidirektionale Gemeinschaftsantennen-
Kommunikationsanlage, umfassend einen Kommunikationsregler
zum Empfang der Datensignale in Abwärtsrichtung und zur
Erzeugung von Haupt-Datensignalen, die die Datensignale
in Abwärtsrichtung enthalten, einen Modulator zum Empfang
verschiedener Fernsehsignale und der Haupt-Datensignale
und zum Einspeisen dieser Signale in vorbestimmte Kanäle
in Richtung zum aufwärtigen Ende des Koaxialkabels, einen
Demodulator zum Empfang der Datensignale in Aufwärtsrichtung
in einem anderen vorbestimmten Kanal vom aufwärtigen
Ende des Koaxialkabels und zur Erzeugung von demodulierten
Datensignalen zur weiteren Verarbeitung,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
- a) einen Kollosionsdetektor (12) zum Empfang der Datensignale in dem anderen vorbestimmten Kanal vom aufwärtigen Ende des Koaxialkabels, zur Detektion der darin enthaltenen Steuersignale, zur Feststellung von Kollisionen zwischen den von einer Vielzahl von Quellen in Abwärtsrichtung des Koaxialkabels kommenden Signalen, zur Erzeugung einer Anzeige von Kollisionen für den Kommunikationsregler (13) im Falle von Kollisionen, zur Erzeugung von Steuersignalen und zur Zuführung dieser Signale an den Kommunikationsregler (13),
- b) wobei der Kommunikationsregler (13) eine Einrichtung zur Erzeugung der Steuersignale als Teil des Haupt-Datensignals enthält, und wobei im Falle der Detektion von Kollisionen ein vorbestimmtes Kollisions-Steuersignal im Kollisionsdetektor erzeugbar und dem Kabel (2) in Abwärtsrichtung zuführbar ist, von dem es durch die Vielzahl von Quellen detektierbar ist.
16. Kopfstelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Richtung zum aufwärtigen Ende des Koaxialka
bels eingespeisten Steuersignale Zustands-Datenbits
enthalten, die wenigstens den Zustand belegt, frei und
Kollision anzeigen, die anzeigen, daß ein anderer vor
bestimmter Kanal zur Übertragung der Datensignale in
Aufwärtsrichtung frei oder belegt ist, oder daß eine
Vielzahl von Signalen zur selben Zeit empfangen wird,
so daß die Signale verfälscht werden, wobei die Zu
standsbits von dem Kollisionsdetektor nach der Detek
tion der Steuersignale vom aufwärtigen Ende des Ko
axialkabels erzeugbar sind.
17. Kopfstelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kollisionsdetektor eine Einrichtung zur Detek
tion von Kollisionen im Breitband enthält.
18. Kopfstelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kommunikationsregler eine Einrichtung zur Er
zeugung eines Bytes aus Statusbits und zur Erzeugung
von Datensignalen in Abwärtsrichtung in einem durch
Zeitblöcke eingeteilten Hochgeschwindigkeits-Datenkanal
enthält, wobei das Byte aus Statusbits zu Beginn eines
jeden Zeitkanales kommt und der Zeitraum zwischen den
Bytes der Statusbits wenigstens so groß wie die maxima
le Rund-Übertragungsverzögerung innerhalb der Gemein
schaftsantennen-Kommunikationsanlage ist.
19. Koaxialkabel-Netz mit einer Kopfstelle nach Anspruch
16, 17 oder 18, bei dem ein Aufwärtsende mit der Kopf
stelle und einer Mehrzahl von Teilnehmer-Endgeräten
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teil
nehmer-Endgerät
- I. eine Einrichtung zum Empfang der Haupt-Datensignale enthält, die die Bytes aus Statusbits enthalten, die den belegten oder freien Zustand oder Kollisionszustand des Datenkanales in Aufwärtsrichtung anzeigen,
- II. eine Einrichtung zur Erzeugung und zur Speicherung eines über das Netz zur Kopfstelle zu übertragenden Da tensignales enthält,
- III. eine Einrichtung zur Übertragung des Datensignales über das Netz zur Kopfstelle enthält,
- IV. eine Einrichtung zur Steuerung der Übertragungsein richtung enthält,
- V. wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung ent hält, um die Statusbits zu empfangen und um die Über tragung des Datensignales mit einer vorbestimmten Wahr scheinlichkeit P zu ermöglichen, eine Einrichtung zum Zählen der empfangenen Kollisionszustands-Signale und zur Anpassung der Wahrscheinlichkeit P in Abhängigkeit davon.
20. Endgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wahrscheinlichkeit P durch Verkleinerung um einen
Faktor K anpaßbar ist, wobei P = P/K ist.
21. Endgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur Verhinderung
der Übertragung für einen Zeitraum enthält, falls die
Anzahl von empfangenen Kollisionsstatus-Signalen ein
vorbestimmtes Maximum überschreitet, worauf die nochma
lige Übertragung des gesamten Datensignales veranlaßbar
ist.
22. Endgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Übertragung eines vollständigen Datensignales
P auf 1 setzbar ist.
23. Endgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur wiederholten
Extraktion von aufeinanderfolgenden Gruppen von Status
bits aus Datensignalen in aufeinanderfolgenden Zeitka
nälen, eine Einrichtung zum Decodieren der Gruppen von
Statusbits sowie eine Einrichtung zur Erzeugung der
sich ergebenden Signale Kollision, belegt und frei an
den entsprechenden Leitungen für das davon abhängige
Arbeiten der Übertragungseinrichtung enthält.
24. Endgerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
- I. einen Datenbus,
- II. eine Einrichtung zur Erzeugung von Datensignal-Pa keten, mit einer Recheneinheit und einem Steuereingang für diese, mit einer Speichereinrichtung, die einen Pufferspeicher enthält, wobei die Recheneinheit und der Pufferspeicher über den Datenbus verbunden sind und wo bei die Recheneinheit zu übertragende Datenpakete an den Pufferspeicher übergibt,
- III. einen Modulator, dessen Eingang mit dem Ausgang des Pufferspeichers verbunden ist, um das erzeugte Da tensignal zu übernehmen,
- IV. eine Zeitüberschreitungsschaltung zur Steuerung des Übertragungsintervalles des Datensignales, die die mo dulierten Signale vom Modulator erhält und die einen Steuereingang für die Einrichtung zur Steuerung und zur Übertragung des Datensignales in Aufwärtsrichtung des Netzes enthält,
- V. den Pufferspeicher, der auch einen Steuereingang für die Steuereinrichtung enthält, wobei der Empfang von Paketen aus Datensignalen und deren Übertragung über das Netz durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den empfangenen Statusbits und der Wahrscheinlich keit P steuerbar ist.
25. Endgerät nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine
Filtereinrichtung zum Trennen der Datensignale von an
deren vom Netz übertragenen Signalen, einen digitalen
Demodulator zum Demodulieren des Datensignales, eine
Zustandsbit-Extraktionsschaltung zum Extrahieren von
Zustandsbits aus dem Datensignal und zum Zuführen der
Zustandsbits zu der Steuereinrichtung.
26. Endgerät nach Anspruch 10, 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung
zur Verhinderung der Übertragung während oder vor der
Übertragung eines Datensignales im Falle des Empfanges
eines Kollisions-Zustandsbits über das Netzwerk ent
hält.
27. Endgerät nach Anspruch 10, 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung
zur Verhinderung der Übertragung während oder vor der
Übertragung eines Datensignales im Falle des Empfanges
eines Kollisions-Zustandsbits über das Netzwerk zur
Weiterschaltung eines Kollisionszählers, und zur Ein
stellung der Wahrscheinlichkeit P auf einen niedrigeren
Wert, falls der durch den Kollisionszähler gespeicherte
Zählwert unterhalb eines vorbestimmten Maximums ist,
und zum Rücksetzen der Wahrscheinlichkeit P auf einen
Wert enthält, der entweder ein vorbestimmter niedriger
Wert oder ein niedriger Zufallszahlenwert ist, falls
der Kollisions-Zählwert das vorbestimmte Maximum über
schreitet.
28. Endgerät nach Anspruch 10, 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Steuereinrichtung eine Einrichtung
zur Verhinderung der Übertragung während oder vor der
Übertragung eines Datensignales im Falle des Empfangs
eines Kollisions-Zustandsbits über das Übertragungsnetz
zur Weiterschaltung eines Kollisionszählers und zur An
passung der Wahrscheinlichkeit P auf einen niedrigeren
Wert, falls der durch den Kollisionszähler gespeicherte
Zählwert unterhalb eines vorbestimmten Maximums ist,
und eine Einrichtung zum Rücksetzen der Wahrscheinlich
keit P auf einen Wert, der entweder ein vorbestimmter
niedriger Wert ist oder ein niedriger Zufallszahlen
wert, falls der Kollisions-Zählwert ein vorbestimmtes
Maximum überschreitet sowie eine Einrichtung vorgese
hen ist, um nach der Übertragung eines Paketes eines
Datensignales den Kollisionszähler auf 0 zu initiali
sieren und die Übertragungswahrscheinlichkeit P auf 1.
29. Endgerät nach Anspruch 10, 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Steuereinrichtung eine Einrichtung
zum Empfangen des Zustandsbits ein Zufallszahlengenera
tor und eine Sperre zum Festhalten des Ausgangssignales
des Zufallszahlengenerators, ein Kollisionszähler zum
Zählen der durch die Zustandsbits angezeigten Kollisio
nen, der mit einem Übertragungsregler verbunden ist,
eine Faktor-Berechnungsschaltung mit einem mit dem Kol
lisionszähler verbundenen Eingang, und ein Wahrschein
lichkeitsspeicher zum Erhalt des Ausgangssignales des
Wahrscheinlichkeitsspeichers vorgesehen ist, wobei ein
im Wahrscheinlichkeitsspeicher gespeicherter Wahr
scheinlichkeitssignalwert verkleinerbar ist, nachdem
durch die Faktor-Berechnungsschaltung der Kollisions-
Zählwert erhöht wurde, daß an der Steuereinrichtung ei
ne Einrichtung zum Festhalten des Wertes in der Sperre
vorgesehen ist, falls die Zustandsbits einen freien Ka
nal anzeigen, und daß ein Vergleicher zum Vergleichen
des Datensignalwertes in der Sperre mit dem Datenwert
in dem Wahrscheinlichkeitsspeicher vorgesehen ist, der
die Übertragung des Datensignales ans Netz ermöglicht,
falls der Wert des Wahrscheinlichkeitsspeichers größer
als der in der Sperre ist.
30. Endgerät nach Anspruch 10, 24 oder 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Steuereinrichtung eine Einrichtung
zum Empfangen der Zustandsbits, ein Zufallszahlengene
rator und eine Sperre zum Festhalten des Ausgangssigna
les des Zufallszahlengenerators, ein Kollisionszähler
zum Zählen der durch die Zustandsbits angezeigten Kol
lisionen, der mit einem Übertragungsregler verbunden
ist, eine Faktor-Berechnungsschaltung, deren Eingang
mit dem Kollisionszähler verbunden ist, und ein Wahr
scheinlichkeitsspeicher für den Empfang des Ausgangs
signales des Wahrscheinlichkeitsspeichers vorgesehen
ist, wobei ein im Wahrscheinlichkeitsspeicher gespei
cherter Wahrscheinlichkeitssignalwert verringerbar ist,
nachdem durch die Faktor-Berechnungsschaltung der Kol
lisions-Zählwert erhöht wurde, daß an der Steuerein
richtung eine Einrichtung zum Festhalten des Wertes in
der Sperre, falls die Zustandsbits einen freien Kanal
anzeigen, und ein Vergleicher zum Vergleichen des Da
tensignalwertes in der Sperre mit dem Datenwert im
Wahrscheinlichkeitsspeicher vorgesehen ist, der die
Übertragung des Datensignales an das Netz ermöglicht,
falls der Wert des Wahrscheinlichkeitsspeichers größer
ist als der in der Sperre, und die Übertragung nach dem
Empfang eines Kollisions-Zustandsbits verhindert, um
die Übertragung des ganzen Datensignales von Anfang an
zu ermöglichen und um den Kollisionszähler weiterzu
schalten, wodurch der Wahrscheinlichkeitsspeicher er
niedrigbar und sein Wert im Vergleicher vergleichbar
ist, und die Übertragung nach dem Empfang eines freien
Zustandsbits möglich ist, falls der Wert im Wahrschein
lichkeitsspeicher den Wert in der Sperre überschreitet,
und falls die Anzahl der Kollisionen ein vorbestimmtes
Maximum überschreitet, der Kollisionszähler auf 0 setz
bar ist, die Faktor-Berechnungsschaltung und der Wahr
scheinlichkeitsspeicher auf 1 initialisierbar ist, wo
rauf die Übertragung bis zur nochmaligen Übertragung
mit einer anfangs niedrigen Übertragungswahrscheinlich
keit verhinderbar ist.
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