DE4132729C2 - Schaltungsanordnung zum Schaffen von Redunanz für Basisbandhauptkanäle eines Digitalen Übertragungsgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, die zwei re­ dundant ausgelegte Übertragungseinrichtungen, insbesondere Funkübertragungseinrichtungen mit im wesentlichen identischen Hauptkanal-Anschlüssen als Schnittstellen aufweist.

In redundanten Übertragungseinrichtungen werden typischerweise zwei gleiche und parallelgeschaltete Sender und Empfänger, z. B. Funkübertragungseinrichtungen, und ein daran angeschlos­ sener Basisbandverzweiger verwendet (sogenannte 1 + 1-Redun­ danz), und diese Übertragungseinrichtungen arbeiten sowohl in der Empfangsrichtung als auch in der Senderichtung eines Da­ tenverkehrsnetzes. Die Wahl der jeweils zu verwendenden Funk­ übertragungseinrichtung basiert im allgemeinen darauf, von welcher Übertragungseinrichtung das beste Signal zu erhalten ist.

Bei den bekannten Lösungen ist die Funktion der Verzweigung zwischen den zwei Übertragungseinrichtungen in einen Teil der einen redundanten Übertragungseinrichtung, z. B. die Funküber­ tragungseinrichtung, integriert. Dabei enthält der Verzweiger die eine Übertragungseinrichtung und dessen aktive Komponenten und ist davon abhängig, wobei die Fehlerfrequenz dieser Kompo­ nenten sich direkt auf die Fehlerfrequenz des Verzweigers aus­ wirkt. Dabei kann ein Herausnehmen der beschädigten Übertra­ gungseinrichtung zu Reparaturzwecken bewirken, daß die Verbin­ dung während des Austausches oder der Reparatur der Übertragungseinrichtung ganz unterbrochen ist. Außerdem kann die Kon­ struktion der Übertragungseinrichtungen in verschiedenen Umge­ bungen und bei verschiedenen Benutzungsarten unterschiedlich und für die Produktion unbequem sein.

In der US 47 00 348 ist ein Kommunikationssystem angegeben, das ein normales Betriebssystem und ein Backup-Standby-System aufweist, wobei eine Verzweigungsschaltung vorgesehen ist, die ein Ausgangssignal mit hoher Leistung bzw. niedriger Leistung liefert. Das Signal mit hoher Leistung wird demjenigen System zugeführt, das zur Zeit als normales Betriebssystem arbeitet. Ferner ist eine gesteuerte Umschalteinrichtung vorgesehen, um das Signal mit hoher Leistung dem Backup-System zuzuführen, wenn dieses Backup-System als normales Betriebssystem arbeiten soll.

Bei dem Kommunikationssystem gemäß der US 47 00 348 handelt es sich somit um ein System, bei dem beide Übertragungskanäle und Übertragungseinrichtungen sowohl in dem normalen Betriebssy­ stem als auch in dem Backup-System im Betrieb zur gleichen Zeit aktiv sind, bis ein Fehler in dem mit voller Leistung arbeitenden normalen Betriebssystem auftritt.

Der ausgangsseitig vorgesehene Schalter verbindet dabei die Ausgänge der Kommunikationseinrichtungen nicht galvanisch mit­ einander. Vielmehr sorgt der ausgangsseitige Schalter dafür, daß keine galvanische Verbindung zwischen den Ausgängen der Kommunikationseinrichtungen vorhanden ist, da jeweils nur einer der Ausgänge der Kommunikationseinrichtungen an den Ausgang angeschlossen ist.

Die GB 784 129 betrifft ein elektrisches Signalübertragungs­ system, bei dem eine Trägerversorgung normalerweise von zwei nominell identischen Versorgungseinrichtungen erfolgt. Die Ausgänge dieser beiden Einrichtungen werden miteinander kombi­ niert, so daß sich in der Amplitude keinerlei Veränderung ergibt, wenn eine der Einrichtungen ausfallen sollte. Die GB 784 129 befaßt sich jedoch nicht mit redundant ausgelegten Über­ tragungseinrichtungen. Auch spielt dort die Fragestellung keine Rolle, wie ein redundantes Übertragungssystem einerseits in der Senderichtung und andererseits in der Empfangsrichtung ausgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung anzugeben, die mit möglichst geringem Aufwand eine wirksame Redundanz der Übertragungseinrichtungen gewährlei­ stet.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Schaltungsan­ ordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß nur die eine der Übertragungseinrichtungen zu einer Zeit aktiv ist und daß die Schaltungsanordnung einen separaten Verzweiger auf­ weist, an den die Hauptkanal-Anschlüsse der Übertragungsein­ richtungen angeschlossen sind, wobei der Hauptkanal in der Empfangsrichtung durch den Verzweiger mittels eines ersten Übertragers und in der Senderichtung entweder galvanisch oder mittels eines zweiten Übertragers angeschlossen bzw. gekoppelt ist.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß aktive Verstärker an die Sekundärseite des den Hauptkanal des Verzweigers in der Empfangsrichtung verzweigen­ den Übertragers angeschlossen sind.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß der Verzweiger von den Hauptkanal-Anschlüssen mit einer Reserveleistungszufuhr für die aktiven Verstärker versehen ist.

Bei im Betrieb auftretenden Fehlern können die gegenseitig re­ dundanten Funkübertragungseinrichtungen/Übertragungsgeräte den Beschluß fassen, den Verkehr mittels gegenseitiger Steuerungen auf die betriebsbereite Übertragungseinrichtung zu übertragen. Nur der Basisbandverzweiger ist gemeinsam für die Übertra­ gungseinrichtungen vorgesehen. Auf diese Weise wird eine be­ deutend bessere Zuverlässigkeit als bisher erreicht, so daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in zufriedenstel­ lender Weise gelöst wird. Bei herkömmlichen Ausführungsformen bleiben viele Teile der Übertragungseinrichtungen ohne Redun­ danz.

Die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Übertragungsverbin­ dung im Hinblick auf Fehler, die in den Übertragungseinrich­ tungen auftreten, wird gemäß der Erfindung in einer Art und Weise realisiert, die von den Grund-Funkübertragungseinrich­ tungen nahezu unabhängig ist. Die Übertragungsgeräte können untereinander eine identische und von der Benutzungsart unab­ hängige Konstruktion haben, d. h. es kann sich um gleichartige Geräte oder Einrichtungen handeln, die in Systemen ohne Redun­ danz verwendet werden. Der separate Verzweiger macht die Schaltungsanordnung einfacher als dies bei bekannten Schal­ tungsanordnungen der Fall ist, was wiederum für die Produktion und die Geräteauswahl eines Kunden von Bedeutung ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen aus­ führlicher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit zwei redundant ausgelegten Übertragungseinrichtungen;

Fig. 2 zwei redundante Übertragungsgeräte, bei denen eine herkömmliche Technik angewendet wird;

Fig. 3 einen Verzweiger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und in

Fig. 4 einen Verzweiger gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der herkömmlichen Bauform gemäß Fig. 2 sind an einen digi­ talen Hauptkanal, d. h. an ein Datenverkehrsnetz A, zwei Über­ tragungsgeräte angeschlossen, in diesem Falle Funkübertra­ gungseinrichtungen 1 und 2. Die eine Funkübertragungseinrich­ tung 1 enthält außer einem eigentlichen Übertragungsgerät 5 auch einen erforderlichen Anschluß, d. h. einen G.703-Anschluß 3, und einen Umschalter 4, der eine kontinuierliche Verbindung sicherstellt, sowohl gegenüber Fehlern in den Übertragungsge­ räten 2, 5 als auch gegen Störungen in der Ausbreitung eines mit den Übertragungsgeräten empfangenen Signals, und zwar da­ durch, daß das Übertragungsgerät ausgetauscht wird, wenn z. B. die Qualität des empfangenen Signals schlecht ist.

Der G.703-Anschluß 3 ist ein Standardanschluß der Datenver­ kehrsnetze, dessen Spezifikationen und Eigenschaften dem Fach­ mann selbstverständlich sind. Wenn die Übertragungsgeräte, wie in diesem Beispiel, Funkübertragungsgeräte sind, können Anten­ nenleitungen der Funkübertragungseinrichtungen auf der Seite eines Übertragungsweges B zur Weitersendung unter Verwendung einer Antenne 7 z. B. mit einem Antennenverzweiger 6 verbunden sein.

Bei herkömmlichen Konstruktionen ist der Verzweiger somit ein aus aktiven Komponenten gebildeter, intelligenter Umschalter 4, und der erforderliche Anschluß 3 ist in Verbindung mit der anderen Funkübertragungseinrichtung 5 konstruiert.

Fig. 1 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende, gemäß der Erfin­ dung ausgeführte redundante Schaltungsanordnung, die einen Basisbandverzweiger 8, zwei Funkübertragungseinrichtungen 9, 10 und, wie oben erwähnt, gegebenenfalls einen Antennenver­ zweiger 6 sowie eine Antenne 7 aufweist.

Die Funkübertragungseinrichtungen 9, 10 bestehen aus den eigentlichen Übertragungsgeräten, d. h. Funkübertragungsgeräten 11, 12 sowie aus modifizierten G.703-Anschlüssen 13, 14 als Schnittstellen für die Hauptkanäle, die eine verbesserte Dämp­ fungstoleranz in der Empfangsrichtung, eine Umschaltung des nicht-aktiven Ausgangs in einen geeigneten Ruhezustand, eine Anpassung der Senderichtung gegenüber dem Basisbandverzweiger 8 und den Programmteil eines Prozessors des Funkübertragungs­ weges aufweisen, der bei einem auftretenden Umschaltbefehl die Ausgänge des G.703-Anschlusses in einen richtigen Zustand steuert.

Die Anschlüsse 13, 14 der Funkübertragungseinrichtungen 9, 10 müssen so geplant sein, daß sie zusammen mit dem Verzweiger 8 arbeiten. Da ein Übertrager gemäß Fig. 3 und 4 an den Ausgän­ gen das jeweilige Signal dämpft, muß er bei der Konzeption des entsprechenden Einganges der Übertragungseinrichtung so be­ rücksichtigt werden, daß dieser Eingang außer einer normalen Dämpfung auch eine von dem Verzweiger 8 verursachte Dämpfung kompensiert.

Da der Verzweiger 8 die Ausgänge des Übertragungsgerätes gal­ vanisch verbinden kann, vgl. Fig. 3, müssen die Anschlüsse 13, 14 des Übertragungsgerätes 11, 12 so konzipiert sein, daß dies möglich ist. Eine eigene Steuereinheit des Übertragungsgerätes steuert die Anschlüsse in einen geeigneten Zustand, je nach­ dem, welches der Übertragungsgeräte in Betrieb ist.

Da sich nur der eine der Anschlüsse 13, 14 in einem aktiven Zustand befindet, müssen die Steuereinheiten der Übertragungs­ geräte 11, 12 eine Datenvermittlungsverbindung 15 miteinander haben. Dies ist auch für die Ausbreitungsredundanz des Signals erforderlich, weil diese Funktion bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht von dem Verzweiger 8 ausgeübt wird, sondern eine Funktion der Funkübertragungseinrichtungen 9, 10 geworden ist.

Ein Geräteredundanzschalter 17a, 17b steuert das Signal zu einem Ausbreitungsredundanzschalter 18a oder 18b, welcher den einen Signalweg immer durch einen anderen Signalweg oder Funk­ übertragungsweg austauscht, wenn dies erforderlich ist, bei­ spielsweise dann, wenn das vom Übertragungsweg B empfangene Signal schwach ist.

Die Schalter 17a, 17b, 18a und 18b sind elektronische Schal­ ter, die mit nicht-gezeichneten Steuereinheiten der Übertra­ gungsgeräte 11, 12 gesteuert werden. Im allgemeinen ist nur einer der Anschlüsse 13 bzw. 14 auf einmal aktiv, d. h. das Signal läuft nur über den einen Anschluß der Funkübertragungs­ einrichtung durch den Verzweiger, bis ein Fehler oder ein an­ deres Vorkommnis Anlaß gibt, den einen Anschluß durch den an­ deren Anschluß funktionsmäßig zu ersetzen.

Als Baugruppen sind die Funkübertragungseinrichtungen 9 und 10 identisch, und der Verzweiger 8 ist eine von diesen völlig separate Baugruppe, wobei der Verzweiger 8 nur für die Redundanz des Gerätes der Schaltungsanordnung sorgt, d. h. im Falle eines Fehlers für das Ausschalten der fehlerhaften Übertragungseinrichtung (9 oder 10) vom Verkehr sorgt.

Wenn im Datenverkehrsnetz A jetzt Daten von den Funkübertra­ gungseinrichtungen empfangen oder gesendet werden, dann sind in dem von den Übertragungseinrichtungen 9, 10 gebildeten re­ dundanten Paar die gemeinsamen Teile ohne Redundanz minimiert worden, so daß sie nur aus dem weitgehend aus passiven Teilen konstruierten Verzweiger 8 bestehen. Dieses erfindungsgemäße Arrangement erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltungsanordnung wesentlich.

Fig. 3 zeigt einen Verzweiger gemäß einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung, wobei es sich um einen mit einer Geschwin­ digkeit von 2 Mbit/s funktionierenden Verzweiger handelt. Die­ ser Verzweiger ist völlig passiv, bei dem die Empfangsrichtung auf der Sekundärseite mittels eines zweispuligen Übertragers 21 ausgeführt ist und die Senderichtung dadurch ausgeführt ist, daß die Leitungen der Übertragungsgeräte einfach galva­ nisch verbunden werden, wie es mit dem Bezugszeichen 22 ange­ deutet ist.

Fig. 4 zeigt einen Verzweiger gemäß einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung, der dafür konzipiert ist, mit einer Ge­ schwindigkeit von 34 Mbit/s zu funktionieren. Für diese Ge­ schwindigkeiten werden in der Empfangsrichtung des Verzweigers aktive Verstärker 19, 20, die aus dem Übertrager 21 kommende Signale verstärken, und in der Senderichtung im allgemeinen auch ein Anpassungsübertrager für Impedanz gebraucht. Die ak­ tiven Teile des 34 Mbit/s-Verzweigers müssen mit einer Reser­ veleistungszufuhr 16 versehen sein, vgl. Fig. 1.

Für den Fachmann ist klar, daß die verschiedenen Ausführungs­ formen der Erfindung sich nicht auf die oben angeführten Bei­ spiele beschränken, sondern daß sie im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche variieren können. Somit kann das an den Ver­ zweiger 8 angeschlossene Datenverkehrsnetz ein festes Netz, z. B. ein Fernsprechnetz, ein Funkübertragungsweg oder ein Terminal mit der Telekommunikation, wie ein PAD-Computer, sein.

Der von den Übertragungseinrichtungen benutzte Übertragungsweg kann auch ebenso gut ein festes Netz oder ein optischer Über­ tragungsweg wie ein Funkübertragungsweg sein. Ein mittels eines Verzweigers verzweigtes Signal kann auch längs geogra­ fisch unterschiedlicher Bahnen laufen, z. B. in verschiedenen Richtungen eines Ringes, der sich verzweigende Verstärkersta­ tionen aufweist, wobei die gleiche Geräteredundanz geschaffen wird wie mittels parallel funktionierender Übertragungsgeräte, die längs der gleichen geografischen Bahn angeordnet sind.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung, die zwei redundant ausgelegte Über­ tragungseinrichtungen (9, 10), insbesondere Funkübertra­ gungseinrichtungen mit im wesentlichen identischen Hauptkanal-Anschlüssen (13, 14) als Schnittstellen auf­ weist, dadurch gekennzeichnet,
daß nur die eine der Übertragungseinrichtungen (9, 10) zu einer Zeit aktiv ist
und daß die Schaltungsanordnung einen separaten Verzwei­ ger (8) aufweist, an den die Hauptkanal-Anschlüsse (13, 14) der Übertragungseinrichtungen (9, 10) angeschlossen sind, wobei der Hauptkanal (A) in der Empfangsrichtung durch den Verzweiger (8) mittels eines ersten Übertra­ gers (21) und in der Senderichtung entweder galvanisch oder mittels mindestens eines zweiten Übertragers (23) angeschlossen bzw. gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aktive Verstärker (19, 20) an die Sekundärseite des den Hauptkanal (A) des Verzweigers (8) in der Empfangs­ richtung verzweigenden Übertragers (21) angeschlossen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzweiger (8) von den Hauptkanal-Anschlüssen (13, 14) mit einer Reserveleistungszufuhr (16) für die aktiven Verstärker (19, 20) versehen ist.