DE69112494T2 - Mehrpunktkommunikationssystem. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wähltyp- Datenkommunikationssystem zur Datenkommunikation zwischen einer Hauptstation und einer Vielzahl von Unterstationen, welche durch eine gewidmete Leitung, benutzt in einem Vielfachabsetzsystem, angeschlossen sind, und zwar nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Solch ein Kommunikationssystem ist bekannt aus der EP-A- 0 149 253.
• Detaillierter gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenkommunikationssystem, welches eine Koexistenz von digitalen Leitungen und analogen Leitungen zuläßt und Wähltyp-Datenkommunikation benutzt, wobei eine Hauptstation und eine Vielzahl von Unterstationen durch digitale Leitungen oder analoge Modemleitungen in hierarchischer Form angeschlossen sind.
• Jüngst wurde eine Vielzahl von analoger und digitaler Übertragungsausrüstung zur Datenkommunikation entwickelt. Ein System, das die analogen Leitungen und die digitalen Leitungen verbindet, erlaubend eine Koexistenz von analoger und digitaler Ausrüstung, wurde benötigt und wurde deshalb eingerichtet. Ein Beispiel solch eines Systems ist gezeigt in Figur 1, wobei Gegenstände 111 bis 119 eine Vielzahl von Übertragungsausrüstungsgegenständen anzeigen. Eine gestrichelte Linie zeigt eine analoge Übertragungsleitung an, während eine durchgezogene Linie eine digitale Übertragungsleitung anzeigt. Zum Überwachen solch eines Systems beinhaltet die Übertragungsausrüstung des höchsten Pegels der Hierarchie eine überwachende Hauptstation, während die Vielzahl von Übertragungsausrüstung überwachende Unterstationen #01 bis 05 beinhaltet. Unterstation #01 beinhaltet Verstärkungsausrüstung zum Erlauben einer Koexistenz von den analogen und digitalen Leitungen, mit denen sie verbunden ist. Die überwachende Hauptstation sammelt Daten mit dem Hilfsleitungs-Stimmkanal der Übertragungsleitung, benutzt als die gewidmete Leitung. US-Patent Nr. 4 2 541 illustriert eine typische Übertragungsleitung mit Hilfs- und Hauptkanälen. In diesem Fall sammelt die Hauptstation Information in dem Wählsystem für die Unterstationen einer niedrigeren Stufe.
• Wie oben erklärt, bewirkt ein Sammeln von Information durch dieses System, das Koexistenz digitaler Leitungen und analoger Leitungen zuläßt, eine Kommunikation durch Verstärkungsausrüstung, die vorgesehen ist zwischen solch einer analogen Leitung und einer digitalen Leitung. Eine herkömmliche Ausführungsform solcher Verstärkungsausrüstung, wie inkorporiert in Unterstation #01 ist in Figur 2 gezeigt. Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Modemschaltung, welche das analoge Signal demoduliert, das einzugeben ist durch die Analogleitung oder das Signal moduliert, das umgekehrt übertragen wird von den Stationen einer niedrigeren Stufe; LSI 12 ist eine Kommunikationsschnittstellenschaltung zum Umwandeln des seriellen Eingabesignals in ein paralleles Signal; Mikroprozessor 13 speichert das umgewandelte Eingabesignal in den Puffer 14 zur Einstellung eines Ausgabezeitpunkts; LSI 15 ist eine Kommunikatonsschnittstellenschaltung zum Umwandeln des parallelen Eingabesignals in ein serielles Signal; Treiber/Empfänger 16 sendet das Signal zu den Stationen niedrigerer Stufe oder empfängt das Signal von den Stationen niedrigerer Stufe.
• Der Prozeß, durch den ein digitales Signal eingegeben wird von den Unterstationen niedrigerer Stufe, ist folgender: Wenn ein digitales Signal eingegeben wird von den Unterstationen niedrigerer Stufe, empfängt der Treiber/Empfänger 16 dieses Signal, und es wird dann zum Mikroprozessor 13 über LSI 15 übertragen. Mikroprozessor 13 akkumuliert das Eingabesignal im Puffer 14, bis das Trägersignal, welches zum Übertragen des analogen Signals zur Leitung auf der Seite von Stationen höherer Stufe durch die Modemschaltung 11 erzeugt und stabilisiert ist. Ein Oszillator in der Modemschaltung 11 ist stets in der Oszillationsbedingung, jedoch wird die Oszillationsausgabe nicht konstantermaßen übertragen an die Leitung, die sich zu den Stationen höherer Stufe erstreckt. Dies kommt daher, weil Zweigleitungen gleichzeitig ein Trägersignal erzeugen und dieses herkömmliche System kann nicht unterscheiden zwischen verschiedenen Stationen höherer Stufe aufgrund des Verfahrens der Informationsverarbeitung, welches durch das Wählsystem verwendet wird. Deshalb wird der Träger zunächst übertragen an die Leitung zu den Stationen höherer Stufe, nachdem das Signal, das anspricht auf das Wählen, empfangen wird von den Stationen niedriger Stufe zum Schaffen der Bedingung, eine Signalausgabe zu ermöglichen. Da eine vernünftige Zeit erforderlich ist, bis das Trägersignal stabilisiert ist, hat der Mikroprozessor einen Puffer zum Ausgeben des Signals an die Modemleitung, nachdem der Träger stabilisiert ist.
• Dieser Betrieb wird ausgeführt für jedes Datenzeichen, und erzeugt deshalb eine Verzögerungszeit in der Signalübertragung. Jeder Wählprozeß erfordert eine längere Zeit, was in einer Verschlechterung einer Prozeßqualität resultiert. Da das Signal übertragen werden muß an das Modem 11, nachdem der Träger stabilisiert ist, ist Verstärkungsausrüstung, wie oben erwähnt, erforderlich, was das zusätzliche Problem eines Hinzufügens einer Komplexität zur Schaltungsstruktur verursacht.
• Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenkommunkationssystem zu schaffen, welches eine Koexistenz analoger Leitungen und digitaler Leitungen zuläßt, aber nicht Verstärkungsausrüstung erfordert und nicht irgendwelche Verzögerung in der Übertragung von Information erzeugt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kommunikationssystem des anfänglich definierten Typs mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
• Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
• Die obigen und weitere Aufgaben und die begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer erscheinen mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung.
• Die Figuren zeigen im einzelnen:
• Fig. 1 ein herkömmliches Beispiel eines Wähltyp- Datenkommunikationssystems;
• Fig. 2 eine herkömmliche Verstärkungsausrüstung, vorgesehen zwischen einer Analogleitung und einer Digitalleitung;
• Fig. 3 eine Ausführungsform einer Unterstation, vorgesehen zwischen der Analogleitung und der Digitalleitung, gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 4 ein Diagramm zum Illustrieren einer Trägersteuerung;
• Fig. 5 die Struktur eines Wählsignals;
• Fig. 6 ein Diagramm zum Illustrieren einer vereinfachten Hauptstation und Unterstationen, wie gezeigt in Figur 1; und
• Fig. 7 ein Beispiel der Hardwarestruktur zum Illustrieren einer Leitungsbeherbergung von Unterstationen, wie gezeigt in Figur 3.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detailliert erklärt werden. Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente überall in dieser Beschreibung.
• Die Struktur einer überwachenden Unterstation, mit der sowohl analoge Leitungen als auch digitale Leitungen bei der vorliegenden Erfindung verbunden sind, ist in Figur 3 gezeigt. Während der Stand der Technik lehrt, daß die Modemschaltung den Träger an die höhere Stufe überträgt, nachdem das Antwortsignal auf das Wählen von der Leitung niedriger Stufe eingegeben ist, lehrt die vorliegende Erfindung, daß die überwachende Unterstation, die vorgesehen ist zwischen der analogen Leitung und der digitalen Leitung, die Modemschaltung usw. beinhaltet und ebenfalls versehen ist mit tabellierten Unterscheidungszahlen der anderen Unterstationen, welche als Stationen niedrigerer Stufe von der besonderen Unterstation angeschlossen sind. Das Wählsignal von der Hauptstation diskriminiert das Wählen an die Unterstation niedrigerer Stufe für die besondere Station und startet gleichzeitig eine Übertragung eines Trägersignals an die analoge Leitung.
• In Figur 3 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Mikroprozessor, welcher in den Unterstationen vorgesehen ist; LSI 22 ist zur Kommunikation vorgesehen; ebenfalls gezeigt ist Modemschaltung 23, welche ebenfalls beinhaltet ist in der Verstärkungsausrüstung sowie den Unterstationen; den Treiber/Empfänger 24, welcher in ähnlicher Weise in der Verstärkungsausrüstung enthalten ist; und Tabelle 25 zum Speichern der Unterscheidungssignale der Unterstationen, welche auf der Seite niedrigerer Stufe angeschlossen sind.
• Tabelle 25 ist vorgesehen zum Einstellen der Unterscheidungszahlen der Unterstationen, die auf der Seite niedriger Stufe angeschlossen sind, und zwar zur Zeit, wenn das System anfänglich konfiguriert wird mit der Steuerung vom Mikroprozessor. Im Fall, daß das System modifiziert wird, muß die Tabelle ebenfalls unter der Steuerung des Mikroprozessors modifiziert werden. Die Daten, die übertragen werden von der relevanten Unterstation oder Stationen niedrigeren Pegels, sind als (a) angedeutet; das Datensignal für die Unterstationen von der Hauptstation als (b); und das Trägersteuersignal zum Steuern der Übertragung des Trägers an die Leitung der höheren Stufe für die Modemschaltung 23 als (c).
• Figur 4 ist ein Diagramm zum Erklären der Trägersteuerung. Die Hauptstation überträgt ein Wählsignal bestehend aus einem Startcode + einer Unterstationsnummer + einem Befehl + einem Stoppcode, wie in Figur 5 illustriert. In diesem Fall, in dem ein Antwortsignal von der Unterstation existiert, wird die Antwort benutzt anstelle eines Befehls im Signalformat. Dieses Wählsignal wird ebenfalls übertragen an alle zwei Leitungen. In der Unterstation, welche das Wählsignal empfangen hat, demoduliert die Modemschaltung 23 das Signal, und der Mikroprozessor 21 empfängt das Signal durch die LSI-Kommunikationssschaltung. Der Mikroprozessor 21 diskriminiert die Unterstationsnummer, die in dem Wählsignal enthalten ist und diskriminiert ebenfalls, ob solche Unterstationsnummer der Unterstation entspricht, welche auf der niedrigeren Stufe angeschlossen ist, nämlich durch Bezugnahme auf Tabelle 25, welche die Unterscheidungszahl für die Unterstation niedrigerer Stufe akkumuliert. Wenn das Wählsignal zu übertragen ist an die besondere Station, ist eine Unterscheidung natürlich möglich. Daraus resultierend gibt, wenn bestimmt wird, daß das Wählsignal das Signal für die Unterstation niedrigeren Pegels (einschließlich der besonderen Unterstation) ist, der Mikroprozessor 21 das Trägersteuersignal an Modem 23 aus. Die Modemschaltung 23, welche das Trägersteuersignal empfangen hat, schaltet den Träger ein. Der vorher erwähnte Betrieb wird aktiviert, wie gezeigt in Figur 4, sogar falls der Befehl noch nicht perfekt empfangen ist. Die Modemschaltung 23, welche das Trägersteuersignal empfangen hat, überträgt das Trägersignal an die Leitung höherer Stufe beim Empfang des Trägersteuersignals, welcher auftritt, wenn das Antwortsignal zum Wählen übertragen wird von der Leitung niedrigerer Stufe. Dementsprechend ist es, wenn das Antwortsignal für das Wählen darauf übertragen wird von den Unterstationen niedrigerer Stufe nicht länger notwendig, das Signal durch den Puffer zu senden, da das Trägersignal an die Leitung höherer Stufe übertragen wird und stabilisiert wird. Dann kann das Signal übertragen wird durch direkte Modulation durch das Modem. Daraus resultierend ist es unnötig, Verstärkungsausrüstung vorzusehen, welche einen Puffer beinhaltet.
• Weiterhin stoppt eine Übertragung des Trägersteuersignals, wenn das nächste Wählsignal empfangen wird von der Hauptstation. Die Übertragung des Trägersteuersignals wird gestoppt nach einem Unterscheiden der Stationsnummer, da das nächste Wählsignal manchmal an Unterstationen niedrigerer Stufe von der besonderen Station gerichtet ist. Außerst wichtigerweise ist es am besten, die Übertragung des Trägersteuersignals zu stoppen nach einem Empfang des nächsten Wählsignals, da beträchtliche Zeit erforderlich ist, bis ein Einfluß auf die Stationen höherer Stufe eliminiert ist, nachdem die Übertragung des Trägersignals an die analoge Leitung gestoppt ist. Zusätzlich kann, da es ebenfalls angenommen ist, daß das nächste Wählsignal nach einer beträchtlichen Verzögerung auftritt, der Effekt weiter verbessert werden durch Kombinieren des Verfahrens des Stoppens der Übertragung des Trägersignals, nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, und der Übertragung des Antwortsignals. Die Operationen, die oben erklärt wurden, werden durch Software ausgeführt, die im voraus in dem Mikroprozessorspeicher gespeichert worden ist.
• Figur 6 zeigt eine vereinfachte Anordnung der Hauptstation und Unterstationen, extrahiert von Figur 1, mit Ausnahme der Tatsache, daß Unterstation (#01) 42 die vorliegende Erfindung beinhaltet. In dieser Figur bezeichnet die gestrichelte Linie eine analoge Leitung, während die durchgezogene Linie eine digitale Leitung bezeichnet. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet eine Hauptstation und 42 bis 46 sind Unterstationen. Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf Unterstationen, wie zum Beispiel die Station (#01) 42, wobei eine Leitung zu Stationen niedrigerer Stufe eine analoge Leitung ist und die Leitung zu Stationen höheren Pegels eine digitale Leitung ist. Figur 3 zeigt nur eine Struktur zum Übertragen des Signals an die digitale Leitung durch die Modemschaltung, während Figur 7 eine Hardwarestruktur der Unterstation (#01) in einem Fall zeigt, in dem sowohl analoge Leitungen als auch digitale Leitungen simultan in der unteren Stufe koexistieren. Figur 7 beinhaltet Digitalkommunikationsteil 31; Modemumwandlungsteil 32; Digitalzweigteil 33; Mikroprozessor 34 (vorsehend die Tabelle zum Akkumulieren von Unterscheidungszahlen der Unterstationen auf der unteren Stufe, wie zuvor erklärt); Modemschaltung 35 und Analogzweigschaltung 36. Wie oben erwähnt ist eine Vielzahl von Unterstationen niedrigerer Stufe angeschlossen entweder durch die analoge Leitung oder die digitale Leitung. Das Signal wird übertragen über die Analogzweigschaltung 36 an die Unterstation niedrigerer Stufe, die durch die analoge Leitung angeschlossen ist. Das Signal wird ebenfalls übertragen an die Unterstationen niedrigerer Stufe, die durcch die digitale Leitung angeschlossen sind, wie oben erwähnt.
• Die vorliegend Erfindung ist gerichtet auf ein Eliminieren der Notwendigkeit einer Verstärkungsausrüstung und ist in der Lage, die Zeit zu reduzieren, die durch den Wählprozeß erforderlich ist, da eine Übertragung an die Station höherer Stufe ermöglicht wird beim Empfang des Antwortsignals, da die Übertragung des Trägers abhängig ist von einer Unterscheidung der Unterstationszahl des Wählsignals.
• Es wird klar erscheinen, daß die oben beschriebene Erfindung den Vorteil einer breiten kommerziellen Möglichkeit hat. Es sollte verstanden werden, daß die spezielle Form der Erfindung, wie im vorigen beschrieben, nur zu Repräsentationszwecken beabsichtigt ist, da gewisse Modifikationen innerhalb des Umfangs dieser Lehre den Fachleuten klar erscheinen werden.
• Dementsprechend soll Bezug genommen werden auf die folgenden Patentansprüche beim Bestimmen des vollen Schutzumfangs der Erfindung.

Claims (6)

1. Datenkommunikationssystem mit einer Hauptstation (41) und einer Vielzahl von Unterstationen (42 bis 46), angeordnet in hierarchischer Form dazu und angeschlossen mit einer gewidmeten Leitung, erlaubend eine Koexistenz von analogen Leitungen und digitalen Leitungen in einem Vielfachabsetzsystem, wobei die Hauptstation (41) Information von der Unterstation (42 bis 46) durch ein Wählsystem sammelt, zumindest eine der Unterstationen (42) eine erste Unterstation ist, die vorgesehen ist zwischen der analogen Leitung und der digitalen Leitung, und die erste Unterstation (42) umfaßt:

a) eine Modemeinrichtung (23), elektrisch und betriebsmäßig verbunden mit der analogen Leitung, zum Demodulieren eines ersten Signals (b) von der Hauptstation (41) und Modulieren eines zweiten Signals (b) an Unterstationen (43 bis 46) niedrigerer Stufe und Modulieren eines dritten Signals (a) an die Hauptstation (41) von der ersten Unterstation (42),

gekennzeichnet durch

b) eine Steuereinrichtung (21, 22, 25), elektrisch und betriebsmäßig verbunden mit der Modemeinrichtung (23), zum Extrahieren einer Unterstation- Unterscheidungsnummer aus einem Wählsignal, welches von der Hauptstation (42) durch die Modemeinrichtung (23) empfangen wird, Bestimmen, ob die extrahierte Unterscheidungsnummer die Unterscheidungsnummer einer Unterstation (43 bis 46) einer niedrigeren Stufe anzeigt bezüglich der ersten Unterstation (42), und Ausgeben eines Trägersteuersignals (c) zum Senden eines Trägersignals in Übereinstimmung mit dem Resultat der Extraktion der Unterscheidungsnummer; wobei

die Modemeinrichtung (23) eingerichtet ist zum Übertragen des Trägersignals an eine Leitung beim Empfang des Trägersteuersignals (c) von der Steuereinrichtung, um ein Antwortsignal von den Unterstationen (43 bis 46) niedrigerer Stufe zu senden an die Stationen höherer Stufe und ebenfalls um das Antwortsignal an die Stationen höherer Stufe zu senden, wenn das Antwortsignal von den Unterstationen (43 bis 46) niedrigerer Stufe eingegeben wird.

2. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung umfaßt:

eine Unterstations-Einstelleinrichtung (25) zum Einstellen und Akkumulieren von Unterscheidungsnummern der Unterstationen niedrigerer Stufe, und

eine Unterscheidungs-Ausgabeeinrichtung (21) zum Extrahieren einer Unterstation-Unterscheidungsnummer von dem Wählsignal, das von der Modemeinrichtung (23) gesendet wird, und Bestimmen, ob die extrahierte Unterscheidungsnummer eine Unterscheidungsnummer einer Unterstation (43 bis 46) einer niedrigeren Stufe bezüglich der ersten Unterstation (42) ist, und Ausgeben des Trägersteuersignals (c) zum Senden des Trägersignals an eine Leitung in Übereinstimmung mit dem Resultat der Bestimmung für die Modemschaltung.

3. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21, 22, 25) weiterhin eine erste Stoppsignal-Sendeeinrichtung umfaßt zum Senden des Trägerstoppsignals zum Deaktivieren einer Übertragung des Trägersignals an die Leitung für die Modemeinrichtung (23) bei Empfang eines nächsten Wählsignals nach Übertragung des Trägersteuersignals (c).

4. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21, 22, 25) weiterhin eine zweite Stoppsignal-Sendeeinrichtung umfaßt zum Senden des Trägerstoppsignals zum Deaktivieren einer Übertragung des Trägers für die Modemeinrichtung, wenn ein nächstes Wählsignal nicht empfangen ist, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist nach der Übertragung des Trägersteuersignals (c).

5. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wählsignal einen Startcode, eine Unterstationsnummer, einen Befehl und einen Stoppcode umfaßt.

6. Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstation (41) und Unterstationen (42 bis 46) Überwachungsausrüstung sind, die beinhaltet sind innerhalb einer vorbestimmten Übertragungsausrüstung eines Kommunikationssystems zum Verbinden einer Vielzahl von Übertragungsausrüstung, verbunden in hierarchischer Form durch analoge Leitunge und digitaler Leitungen, zum Überwachen eines vorbestimmten Kommunkationsbereichs.