DE3929793C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Inbe­ triebnehmen und Ersatzschalten von mindestens zwei parallel ge­ führten, jeweils in Empfangs- und Sendekanal unterteilten Duplexübertragungswegen, über die in angeschlossenen Kommuni­ kationseinrichtungen gebildete Informationen mit Hilfe modu­ lierter Trägersignale übermittelt werden.

Die Duplexübertragungswege zwischen Kommunikationseinrichtungen sind zur Erhöhung ihrer Übermittlungssicherheit häufig redun­ dant ausgebildet. Dies bedeutet, daß zum Hauptduplexübertra­ gungsweg oder dem aktuell zur Informationsübermittlung benutz­ ten Duplexübertragungsweg ein oder mehrere Ersatz-Duplexüber­ tragungswege parallel geführt werden. Treten Störungen bzw. Unterbrechungen der aktuell zur Informationsübermittlung benutz­ ten Duplexübertragungswege auf, so wird auf einen Ersatz-Duplex­ übertragungsweg umgeschaltet. Bei der Inbetriebnahme der Kommu­ nikationseinrichtungen und der Duplexübertragungswege wird ei­ ner der parallel geführten Duplexübertragungswege als aktueller Duplexübertragungsweg geschaltet und über diesen die Informa­ tion zwischen den Kommunikationseinrichtungen übermittelt. So­ wohl das Schalten des Duplexübertragungsweges bei der Inbetrieb­ nahme als auch das Ersatzschalten bei Störungen bzw. Unterbre­ chungen des aktuell zur Informationsübermittlung benutzten Übertragungsweges wird bisher mit Hilfe manueller Umschaltein­ richtungen durchgeführt.

Des weiteren ist bekannt, Informationen über Duplexübertra­ gungswege mit Hilfe modulierter Trägersignale zu übermitteln. Die bekanntesten Modulationsverfahren sind hierfür das Frequenz­ modulationsverfahren, das häufig bei niedrigen Übertragungs­ geschwindigkeiten über Kupfer- bzw. Koaxialkabelübertragungs­ wege eingesetzt wird, und das Phasenmodulationsverfahren, das bei höheren Übertragungsgeschwindigkeiten, insbesondere über optische Übertragungswege eingesetzt wird.

Aus der EP 03 05 994 A1 ist ein Datenkommunikationssystem bekannt, das durch eine Betriebs- und eine Ersatzübertragungsstrecke sowie zugeordneten Schaltmitteln und Steuereinrichtungen gebildet ist. Der Ersatzübertragungsweg wird in Abhängigkeit von dem Erkennen des Ausfalls der Betriebsübertragungsstrecke in der jeweiligen Steuereinrichtung und einer Schaltinformation, die von der jeweils weiteren Steuereinrichtungen und einer Schaltinformation, die von der jeweils weiteren Steuereinrichtung übermittelt wird, geschaltet. Um kurzzeitig Reaktionen zu vermeiden, sind in den Steuereinrichtungen unterschiedliche Reaktionszeiten für das Schalten bzw. Erkennen vorgesehen.

Des weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 32 32 668 A1 ein Richtfunksystem zum Übertragen von Informationen bekannt, bei dem mehrere Übertragungskanäle und diesen zugeordnete ein oder mehrere Ersatzübertragungskanäle vorgesehen sind. Mit Hilfe zusätzlicher Überwachungs- und Umschalteinrichtungen wird bei Störungen in einem Übertragungskanal eine Ersatzschaltung auf den zugeordneten Übertragungskanal veranlaßt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Ersatzschalten der redundanten Duplexübertragungswege, insbe­ sondere optischer Duplexübertragungswege, bei einer Störung- bzw. Unterbrechung des aktuell zur Informationsübermittlung be­ nutzten Duplexübertragungsweges automatisch durchzuführen.

Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen der parallel geführten Duplexübertragungswege und der angeschlossenen Kommunikations­ einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch des­ sen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß in jeder der an die Duplexübertragungswege angeschlossenen Kom­ munikationseinrichtungen dasselbe Verfahren implementiert ist und somit die Kommunikationseinrichtungen beliebig unterein­ ander austauschbar und durch andere ersetzbar sind.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dessen Einsatz sowohl bei Ausfall des aktuell zur Informa­ tionsübermittlung benützten Duplexübertragungsweges als auch bei der Inbetriebnahme der Duplexübertragungswege zu sehen. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, daß bei der Inbetriebnahme und beim Ausfall bzw. der Unterbrechung des aktuell zur Infor­ mationsübermittlung benutzten Duplexübertragungsweges keine modulierten Trägersignale übermittelt werden können; dieses Fehlen des Empfangs von Trägersignalen auf den Empfangskanälen wird mit Hilfe von Trägersignal-Detektoreinrichtungen detek­ tiert bzw. erkannt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit des Einbeziehens von häufig in Kommunika­ tionseinrichtungen vorhandener und des zusätzlichen Einsatzes sehr wirtschaftlich zu realisierender Einrichtungen. So ist bei Duplexübertragungswegen mit Informationsübermittlung durch modulierte Trägersignale, insbesondere bei optischen Übertra­ gungswegen durch optische modulierte Trägersignale, häufig aus Überwachungsgründen eine Trägersignal-Dedektoreinrichtung ange­ ordnet, um das Fehlen des Empfangs von Trägersignalen dem War­ tungs- oder Bedienungspersonal optisch oder akustisch anzuzei­ gen, das anschließend eine manuelle Ersatzschaltung bzw. Um­ schaltung vornehmen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Kommunikationseinrichtungen als optische Sternverteileinrichtungen in einem lokalen Netzwerk realisiert. Für derartige Einrichtungen ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft anzuweden, da in lokalen Netzwerken, insbesondere CSMA/CD-Netzen (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection), für die Verbindung derartiger Sternver­ teileinrichtungen hohe Sicherheitsanforderungen - ein oder mehrere Ersatz-Duplexübertragungswege sind parallel geführt - bestehen und andererseits die optischen Duplexübertragungswege einschließlich ihrer Sende-, Empfangs- und Trägersignal-Detek­ toreinrichtungen besonders für den Einsatz des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens geeignet sind - siehe Anspruch 3.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Steu­ ereinrichtungen durch bistabile, setz- und rücksetzbare Kippstu­ fen realisierbar. Diese Realisierung ist besonders bei zwei parallel geführten Duplexübertragungswegen vorteilhaft und wirtschaftlich, da Kippstufen prinzipiell für das Umsteuern zwischen zwei Zuständen besonders geeignet sind.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Figur zeigt jeweils ein Blockschaltbild einer ersten und zweiten Kommunikationseinrichtung KE1, KE2. Für das Ausführungs­ beispiel sind als eine erste und eine zweite Kommunikationsein­ richtung KE1, KE2 eine erste und zweite Sternverteileinrichtung KE1, KE2 angenommen, die jeweils einen übertragungstechnischen Teil eines lokalen Netzwerkes darstellen. Ein derartiges loka­ les Netzwerk wird hinsichtlich verwendeter Prozeduren und Schnittstellen beispielsweise gemäß 802.3, "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" ANSI-Standard (American National Standard Institute) betrieben. Für das Ausführungsbeispiel ist weiterhin angenommen, daß die beiden Sternverteileinrichtungen KE1, KE2 durch zwei Duplexübertrag­ ungswege DÜ1, DÜ2 verbunden sind. Jeder dieser Duplexübertra­ gungswege DÜ1, DÜ2 ist jeweils durch zwei Lichtwellenleiter LWL gebildet. Jeder dieser Lichtwellenleiter LWL ist über eine lös­ bare optische Steckverbindung SE in einer der Sternverteilein­ richtungen KE1, KE2 mit einer optischen Sendeeinrichtung OS und in der anderen Sternverteileinrichtung KE1, KE2 mit einer opti­ schen Empfangseinrichtung OE derart verbunden, daß jeder der beiden Duplexübertragungswege DU1, DU2 Lichtwellenleiter LWL mit entgegengesetzten Informationsübermittlungsrichtungen, auf­ weist. Für die in den Sternverteileinrichtungen KE1, KE2 ange­ ordneten optischen Sendeeinrichtungen OS kommen Leuchtdioden oder Laserdioden zum Einsatz. Die optischen Empfangseinrichtun­ gen OE sind besonders vorteilhaft durch PIN-Fotodioden bzw. Lawinendioden und nachgeschaltete Empfangsverstärkereinrichtun­ gen - z.B. Operationsverstärkern - realisierbar.

Da beide Sternverteileinrichtungen KE1, KE2 durch gleiche Komponenten, die in gleicher Weise miteinander verbunden sind, realisiert ist, werden im weiteren die Sternverteileinrichtun­ gen KE1, KE2 anhand des Blockschaltbildes der ersten Sternver­ teileinrichtung KE1 erläutert. Jede der beiden optischen Empfangseinrichtungen OE ist über deren Ausgang mit einer Trägersignal-Detektoreinrichtung TDE verbunden. In den beiden Trägersignal-Detektoreinrichtungen TDE wird dedektiert, ob modulierte Trägersignale - im Ausführungsbeispiel phasenmodu­ lierte optische Trägersignale - empfangen werden. Der Ausgang der Trägersignal-Detektoreinrichtungen TDE, an denen der aktuelle Empfang von optischen Trägersingalen - beispielsweise durch unterschiedliche Spannungspegel repräsentiert - angezeigt wird, wird jeweils auf einen Setzeingang S einer Steuereinrich­ tung STE geführt. Diese Steuereinrichtung STE ist beispiels­ weise durch eine bistabile Kippstufe mit einem Setz- und einem Rücksetzeingang gebildet, die Setzeingänge S der Steuereinrich­ tung STE repräsentieren. Dies bedeutet, daß bei fehlendem Empfang von optischen Trägersignalen die Ausgänge der Träger­ signal-Dedektoreinrichtungen TDE nicht aktiv geschaltet sind, wodurch die beiden Ausgänge A in der Steuereinrichtung STE wechselzeitig wirksam geschaltet werden. Hierdurch werden das in der ersten Sternverteileinrichtung KE1 gebildete modulierte Trägersignal tss mit Hilfe zweier UND-Verknüpfungsglieder US wechselzeitig über die ersten und zweiten Sendekanäle SK1, SK2 und die optischen Sendeeinrichtungen OS an den ersten bzw. zweiten Duplexübertragungsweg DU1, DU2 gesteuert. Hierzu werden die modulierten Trägersignale tse, tss an jeweils einen Eingang der beiden UND-Verknüpfungsglieder UD und die Ausgänge A der Steuereinrichtung STE an den jeweils anderen Eingang der beiden UND-Verknüpfungsglieder UD geführt. Die Ausgänge der beiden UND-Verknüpfungsglieder UD sind jeweils mit der optischen Sendeeinrichtung OS verbunden. Die beiden Ausgänge A der Steuereinrichtung STE sind zusätzlich jeweils mit einem Anzei­ geelement LED, z.B. einer Leuchtdiode, verbunden. Mit Hilfe dieser Anzeigeelemente LED wird an der Bedieneroberfläche der Sternverteileinrichtnung KE1 angezeigt, welcher der beiden Duplexübertragungswege DÜ1, DÜ2 aktuell zur Informationsüber­ mittlung benutzt wird. Ein wechselzeitiges Aufleuchten der Anzeigelemente LED zeigt an, daß beide Duplexübertragungswege DÜ1, DÜ2 gestört bzw. unterbrochen sind oder keiner der Duplex­ übertragungswege DÜ1, DÜ2 an die Sternverteileinrichtung KE1, KE2 angeschlossen ist.

Der Ausgang A der optischen Empfangseinrichtung OE ist zu­ sätzlich jeweils mit einem Eingang eines ODER-Verknüpfungs­ gliedes OD verbunden. Die optische Empfangseinrichtung OE und die Steckeinrichtungen SE sowie die optischen Übertragungs­ wege DÜ1, DÜ2 bilden jeweils bis zu den Eingängen der ODER-Ver­ knüpfungsglieder OD einen ersten bzw. zweiten Empfangskanal EK1, EK2. Über den Ausgang des ODER-Verknüpfungsgliedes OD werden die empfangenen modulierten Trägersignale tse an die nicht dargestellten, weiterverarbeitenden Einrichtungen der ersten Sternverteileinrichtung KE1 geführt.

Claims (4)

1. Verfahren zum automatischen Inbetriebnehmen und Ersatzschal­ ten von mindestens zwei parallel geführten, jeweils in Empfangs- und Sendekanal unterteilten Duplexübertragungswegen, über die in angeschlossenen Kommunikationseinrichtungen gebildete Infor­ mationen mit Hilfe modulierter Trägersignale übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Kommunikationseinrichtung KE1, KE2), in der auf allen Empfangskanälen (EK1, EK2) der angeschlossenen Duplex­ übertragungswege (DÜ1, DÜ2) mit Hilfe von Trägersignal-Detek­ toreinrichtungen (TDE) kein Trägersignal (tse) detektiert wird, die modulierten Trägersignale (tse) mit Hilfe einer Steuerein­ richtung (STE) nacheinander jeweils eine vorgegebene Zeit­ spanne an jeweils den Sendekanal (SK1, SK2) der Duplexübertra­ gungswege (DÜ1, DÜ2) gesteuert und zur entfernten Kommunika­ tionseinrichtung (KE1, KE2) übermittelt werden, daß in jeder der Kommunikationseinrichtungen (KE1, KE2) die angeschlossenen Empfangskanäle (EK1, EK2) der Übertragungswege (DÜ1, DÜ2) mit Hilfe der Trägersignal-Detektoreinrichtungen (TDE) ständig auf das Vorliegen von Trägersignalen (tse) abgetastet werden und
daß nach der Detektierung von Trägersignalen (tse) auf einem Empfangskanal (EK1, EK2) der zugehörige Duplexübertragungsweg (DÜ1, DÜ2) mit Hilfe der Steuereinrichtung (STE) als aktueller Duplexübertragungsweg (DÜ1, DÜ2) geschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtungen (KE1, KE2) als optische Sternverteileinrichtungen eines lokalen Netzwerkes realisiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Duplexübertragungswege (DÜ1, DÜ2) durch Lichtwellenlei­ ter (LWL) und optische Sende- und Empfangseinrichtungen (OS, OE) realisiert sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (STE) durch bistabile, setz- und rücksetzbare Kippstufen realisiert sind.