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Diese Erfindung betrifft Übertragungssysteme und
insbesondere Geräte und Verfahren, die in Ringsystemen
verwendet werden.
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Vorhandene Ringübertragungssysteme, wie beispielsweise der
sogenannte Cambridge-Ring, in denen Daten oder
Informationen in einer einzigen Richtung zirkulieren und
mit dem Ring zur Übertragung oder zum Empfang an einer
Vielzahl von Knoten eine Verbindung hergestellt wird,
werden auf einer Zeitmultiplex-Basis betrieben, um separate
Kanäle bereitzustellen. Die Information aus einem
Übertragungsknoten wird in einem Standardzeitpaket oder
-schlitz in das System eingekoppelt, wobei sich diese
Information in digitalen Systemen auf ein Wort bezieht,
während dem die Einkopplung von Informationen aus anderen
Knoten unterdrückt wird. Nachfolgende Zeitpakete können
Informationen enthalten, die aus anderen Knoten oder aus
demselben Knoten eingekoppelt wurden, wobei die Folge,
welcher Knoten gerade in den Ring einkoppelt, durch ein
Protokoll geregelt wird, das im wesentlichen die Zeit oder
die Schlitze verteilt, die zwischen den übertragenden
Knoten verfügbar sind. Es ist möglich, innerhalb des
Protokolls Prioritäten zuzuordnen, so daß die Zuordnung der
Zeitschlitze nicht gleich ist.
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Dieses System der Zeitpaket-Zuordnung weist jedoch insoweit
Nachteile auf, daß ein Knoten, der eine Information
übertragen will, die Pakete durchsuchen muß, um zu sehen,
ob sie frei sind, was zu Zeitverzögerungen führt, die mit
steigender Anzahl an Knoten in dem System zunehmen.
Sprachübertragungsverzögerungen und Zuwei sungsentscheidung
können ebenfalls die synchrone Übertragung unterbrechen.
Sogar dort, wo das Protokoll einen kontinuierlichen Zugriff
auf sequentielle Zeitpakete ermöglicht, so daß die Daten
nicht in Signalbündeln, die in der Echtzeit nicht
zusammengehören, übertragen werden, gibt es nach wie vor
Verzögerungen beim Erlangen von Zugriff zur Übertragung,
was "besetzt"-Meldungen hervorruft.
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Um mit der Sprachübertragung und großen Mengen an Knoten
fertigzuwerden, wurden Systeme entwickelt, bei denen die
Zeitpakete in getrennt zuordenbare Zeitschlitze unterteilt
werden, so daß mehr als ein Knoten gleichzeitig zu
sequentiellen Paketen übertragen kann. Diese Systeme sind
jedoch mit einer Maximierung der Benutzung der verfügbaren
Datenschlitze verbunden, und Knoten, die übertragen wollen,
müssen nach wie vor das Zeitpaket nach einem leeren Schlitz
durchsuchen, und beim Fehlen eines leeren Schlitzes wird
eine Nichtverfügbar- oder Besetzt-Anzeige gegeben.
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Unter einigen Umständen, wie beispielsweise alltäglicher
Telekommunikation, ist der Empfang von Zeit zu Zeit eines
"Besetzt"-Zeichens eine tragbare Konsequenz der Maximierung
verfügbarer Leitungszeit, und es hängt mit solchen
Anwendungen zusammen, daß sich der Stand der Technik
entwickelt hat.
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Dennoch ist bei einigen Anwendungen der Empfang von
"Besetzt"-Zeichen an einem Knoten, der übertragen will,
nicht tragbar und es ist erwünscht, ein Nachrichtennetz zu
haben, wie beispielsweise einen Medienring, der einen
Zugriff vieler Knoten ohne Konkurrenzsituation unterstützen
kann.
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Es ist ebenfalls erwünscht, daß Nachrichtennetze, die
entscheidende Betriebsabläufe abwickeln, in der Lage sind,
so viel Informationsaustausch wie möglich zwischen den
Knoten aufrechtzuerhalten, wenn das Netzwerk oder der
Medienring einer Beschädigung ausgesetzt wird.
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Die internationale Patentbeschreibung WO 8404861 beschreibt
ein Ringsystem, bei dem einzelne Knoten einen vorbelegten
Zugriff auf bestimmte Zeitschlitze innerhalb eines
Zeitpakets haben, um Protokollsignale und insbesondere
Adressierungssignale zu vermeiden.
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Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die
vorstehend erwähnten Probleme zu überwinden, und ist
insbesondere auf ein Sprach- und/oder
Datenübertragungssystem gerichtet, bei dem ein Zugriff ohne
Konkurrenzsituation möglich ist.
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Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein
Ringübertragungssystem mit einer Vielzahl von
Zugriffsknoten und einem Datenübertragungsmedium bereit,
über das Daten zwischen den Knoten in einer Serie von
Vielbit-Zeitpaketen übermittelt werden, wobei jeder
Zugriffsknoten eine Zugriffsstationseinheit aufweist und
jede Zugriffsstationseinheit vorherbestimmten Zugriff auf
bestimmte Zeitschlitzkanäle innerhalb der Zeitpakete hat,
wobei eine der Zugriffsstationseinheiten als
Betriebssystem-Hauptgerät arbeitet, das Vielbit-Zeitpakete
erzeugt und jedes mit einem Zeitsignal versieht, mit dem
sich die lokalen Taktgeber der anderen
Zugriffsstationseinheiten synchronisieren, und in der die
Informationen, die in den Ring durch die
Zugriffsstationseinheiten eingegeben werden, bestimmten
Übertragungszeitschlitzen innerhalb des Zeitpakets in
Abstimmung mit dem vorherbestimmten Zugriff zugeordnet
werden, wobei das Ringübertragungssystem dadurch
gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl der
Zugriffsstationseinheiten in der Lage ist, als System-
Hauptgerät betrieben zu werden und eine Prioritätscodefolge
zur Entscheidung übersenden, welche aus dieser Vielzahl von
Zugriffsstationseinheiten ein solches Betriebssystem-
Hauptgerät werden soll, wobei alle anderen
Zugriffsstationseinheiten als Nebenstellen arbeiten und die
Übermittlung der Codesequenz und die Entscheidung bei dem
Systemstart und auch im Falle eines Fehlers des
Betriebssystem-Hauptgerätes geschehen, und daß die
Ton- oder Synchrondaten vom Betriebssystem-Hauptgerät aus den
Übermittlungszeitschlitzen entfernt, in
Empfangszeitschlitze eingefügt und in dem Zeitpaket
rückübermittelt werden, um von den
Zugriffsstationseinheiten empfangen und dekodiert zu
werden, die vorbestimmten Zugriff auf die
Empfangszeitschlitze haben.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet
das Übertragungsmedium einen Hauptmedienring und ein
Ersatzübertragungsring ist mit den Knoten verbunden und
überträgt die Zeitpakete in der zum Hauptmedienring
entgegengesetzten Richtung, wenn ein Fehler eines Knotens
oder eines Abschnitts des Hauptmedienrings von einem Knoten
nahe dem Fehler festgestellt wird.
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Vorzugsweise ist das Übertragungssystem mit mindestens
einem weiteren Übertragungssystem über eine Brückeneinheit
verbunden.
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Die Zeitpakete können mit Kopfcodes versehen sein, die
Synchronisier- und Kanalverwaltungsinformationen enthalten.
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Eine mit jedem Knoten verbundene Zustandsmaschine kann so
programmiert sein, daß sie auf die jeweiligen, dem Knoten
zugeordneten Kanäle Zugriff hat. Die Zustandsmaschine kann
jedes Byte eines dekodierten eingehenden Systemzeitpakets
abfragen und das Systemzeitpaket-Byte für ein vorbestimmtes
Zeitintervall puffern, während dem die Information in dem
Byte einer Anwendungsschnittstelle zum Austausch oder als
Zusatz zugeführt wird und zur Zustandsmaschine synchron mit
der Ausgabe des ursprünglichen Systemzeitpaket-Bytes
zurückgeführt wird.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Figur 1 zeigt eine typische Konfiguration eines Sprach- und
Datenübertragungssystems der Erfindung;
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Figur 2 zeigt ein Beispiel eines in der Erfindung
ausgewählten Systemzeitpakets;
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Figuren 3a und 3b erläutern ein Beispiel eines
Systemzeitpakets, das sowohl Sprach-/Synchronschlitze als
auch einen Kanal mit wahlfreiem Zugriff aufweist;
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Figur 4 ist ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen einer
Zugriffsstationseinheit einer Ausführungsform der
Erfindung;
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Figur 5 ist ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen eines
Hauptgeräts bei einer Ausführungsform der Erfindung;
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Figur 6 ist ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen einer
Prozessoreinheit bei einer Ausführungsform der Erfindung;
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Figur 7 zeigt ausführlicher eine typische
Zugriffsstationseinheit zur Sprachübertragung bei einer
Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die einen
dualen Ring aufweist, Figur 8a zeigt den Normalbetrieb,
Figur 8b zeigt eine Fehlerbehebung mit Rückwärtsübertragung
nach einem Knotenfehler und Figur 8c zeigt eine
Fehlerbehebung mit Rückwärtsübertragung nach einem
Übertragungsmedienfehler; und
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Figur 9 ist ein Blockdiagramm, das eine typische
Konfiguration einer Vielzahl von miteinander verbundenen,
unabhängigen, dualen Ringsystemen zeigt.
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Unter Bezugnahme zunächst auf Figur 1 umfaßt eine
bevorzugte Ausführungsform eines Sprach- und
Datenringübertragungssystems 1 eine Vielzahl an Knoten oder
Zugriffsstationseinheiten 2, die über einen Medienring 3
miteinander verbunden sind. Der Medienring wird
vorzugsweise eine Glas faser-Verbindungsleitung umfassen,
wobei die Zugriffsstationseinheiten opto-elektronische
Einrichtungen besitzen. Die Zugriffsstationseinheiten
können ausgelegt sein, um Informationen entweder zu
übertragen oder zu empfangen oder zu übertragen und zu
empfangen, und für den Zweck weiterer Erläuterung wird
angenommen, daß letzteres, d.h. die Fähigkeit sowohl zur
Übertragung als auch zum Empfang, an jeder Einheit 2
möglich ist. Um eine Vielzahl an Kanälen bereitzustellen,
wird ein Zeitmultiplex-System so betrieben, daß
Systemzeitpakete von einer der Stationseinheiten 2 erzeugt
werden, aber bei der vorliegenden Erfindung wird das
Multiplexen so gestaltet, daß eine Übertragungs-/Empfangs-
Echtzeitkorrelation ermöglicht wird und eine Vielzahl an
Sprechkanälen sowie eine Vielzahl an Daten- und
Fernmeßkanälen bereitgestellt werden.
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Figur 2 erläutert schematisch ein Systemzeitpaket gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung. Der
Datenübertragungsblock beginnt mit einer Kopfzeile, die
Leitweginformation und Zeitschlitzzuordnungsinformation
bezüglich der einzelnen Bytes in dem verwendbaren
Zeitschlitzfeld enthält, wobei jedes der n Bits oder Bytes
getrennt zugeordnet wird, um einen einzelnen Kanal zu
bilden. Dies steht im Gegensatz zur gewöhnlichen Art und
Weise der Kanalzuordnung im Stand der Technik, bei dem ein
vollständiges Zeitpaket als einzelner Kanal verwendet wird
oder die Kanalschlitze innerhalb eines Zeitpakets durch
Entscheidung zugeordnet werden.
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Die Zuordnung der Bits oder Bytes ist derart ausgelegt, daß
mehrere aufeinanderfolgende Bits oder Bytes zusammen einem
"Verbund"-Kanal zugeordnet werden können, der in der Lage
ist, parallele oder Mehrfach-Eingabe/Ausgabe-Datenwege zu
übertragen.
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Vorzugsweise ist das Zeitpaket wie in den Figuren 3a und 3b
gezeigt unterteilt, wobei das verfügbare Zeitfeld in einen
ersten Abschnitt, der zugeordnete Synchronzeitschlitze
bereitstellt, die zur Sprach- und Synchrondatenübertragung
verwendet werden können, und einen zweiten Abschnitt für
asynchrone Kanäle oder Kanäle mit wahlfreiem Zugriff
aufgeteilt ist, die zur Datenübertragung verwendet werden
und nicht vorbelegt sein müssen.
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Figur 3a zeigt die Aufgliederung des
Synchronzeitschlitzfeldes, das Bits oder Bytes als einzelne
Kanäle zuordnet, und Figur 3b zeigt eine typische
Aufgliederung eines Kanals mit wahlfreiem Zugriff, von dem
einer oder mehrere zusätzlich zum Synchronzeitschlitzfeld
vorhanden sein können. In den Figuren sind die synchronen
und asynchronen Kanäle als separate Blöcke dargestellt, die
Bits und Bytes können jedoch nicht immer in dieser
Reihenfolge zugeordnet werden und die Bits und Bytes
bezüglich der synchronen und asynchronen Kanäle können
verschachtelt sein.
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Die Systemzeitpakete werden von einer der
Zugriffsstationseinheiten 2 erzeugt, die als Hauptgerät
betrieben wird, wobei das vollständige Zeitpaket
typischerweise eine Dauer von 125 Mikrosekunden aufweist,
und das Hauptgerät ordnet ebenfalls die Einzelbit- oder
Byte-Zeitschlitze, die die Kopfzeile bilden, zu, wobei
freie Schlitze verbleiben, die das Datenfeld bilden. Eine
System-Prozessoreinheit, die mit jeder
Zugriffsstationseinheit verbunden ist, organisiert das
verwendbare Datenfeld unter Verwendung dekodierter
Kopfinformation als Leitweginformation und durch Abfragen
von Daten, die an dieser Stationseinheit erforderlich sind.
Daten, die an anderen Einheiten erforderlich sind, werden
zusammen mit beliebigen zusätzlichen Daten, die von dieser
Einheit übermittelt werden, rückübermittelt, wobei eine
geeignete Aufzeichnung des Datenfeldes stattfindet, um die
Änderungen zu erfassen. Der genaue Betrieb des Prozessors
und dessen Informationsaustausch mit anderen Teilen wird
nachstehend ausführlicher beschrieben.
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Figur 4 zeigt eine typische Zugriffsstationseinheit 2 mit
einer Prozessoreinheit 4, die mit einem jeweiligen Sender 5
und Empfänger 6 verbunden ist, welche jeweils mit dem
Glasfaser-Medienring 3 verbunden sind. Die Prozessoreinheit
ist ebenfalls mit einer Anwendungsschnittstellen-
Vorrichtung 7 verbunden, über die Geräte, wie
beispielsweise Mikrophone, Kopfhörer oder Computer,
angeschlossen sind, um Informationen auszutauschen.
Mindestens eine und vorzugsweise mehrere der
Zugriffsstationseinheiten umfassen ebenfalls ein Hauptgerät
8. Wenn das System gestartet wird, beginnt jedes Hauptgerät
8 in dem Systemmedienring, Systemzeitpakete, einschließlich
deren eigenen einzigartigen Kopfcode in den Medienring zu
übertragen. Die Hauptgeräte sind so programmiert, daß sie
eine Kopfcode-Prioritätssequenz erkennen, wobei bei der
vorliegenden Ausführungsform der niedrigste Vorrang hat,
und wenn ein Hauptgerät ein Systemzeitpaket mit einer
höheren Priorität (niedrigerer Code) in der Kopfzeile
empfängt, schaltet es zu einer nicht-Hauptgerät-Funktion um
und meldet die empfangenen Zeitpakete einfach weiter und
hört auf, Zeitpakete zu erzeugen. Mit der Zeit ist ein von
einem gegebenen Hauptgerät erzeugtes Zeitpaket durch den
gesamten Medienkreis zu seinem Ursprungs-Hauptgerät
zurückgelaufen, wobei dieses Gerät von allen anderen
Hauptgeräten ein Zeitpaket empfangen hat und vom
Hauptgerät-Modus umgeschaltet hat, wenn eine Kopfzeile
hoher Priorität empfangen wurde. Wenn folglich ein
Hauptgerät im Betrieb seinen eigenen Kopfcode empfängt,
wird festgelegt, daß er die höchste Priorität aufweist und
es zum Betriebssystem-Hauptgerät wird, wobei alle anderen
umgeschaltet haben, so daß sie passive Hauptgeräte sind. Im
passiven Modus wird das Zeitsignal für die Zeitpakete zu
dem Prozessor weitergemeldet, anstatt in dem passiven
Hauptgerät erzeugt. Die passiven Hauptgeräte fahren fort,
den Betrieb des System-Hauptgeräts zu überwachen und im
Fall eines Fehlers des Betriebssystem-Hauptgeräts beginnen
sie alle erneut mit der Übertragung von Zeitpaketen und der
Start-Entscheidungsprozeß zur Festlegung eines neuen
System-Hauptgeräts wird wiederholt.
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Beim Betrieb als System-Hauptgerät startet und steuert das
Hauptgerät die Systemzeitpakete und kann zusätzliche
Verarbeitungsoperationen für empfangene Daten
bereitstellen. Insbesondere kann das Hauptgerät
programmiert sein, um ein empfangenes Paket unverändert
weiterzumelden, um Daten zu löschen oder um Datenstellen
auszutauschen, oder es kann programmiert sein, um diese
Operationen zu bearbeiten.
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Das Hauptgerät und die Prozessoreinheit sind in den Figuren
und 6 ausführlicher dargestellt. Die Haupt-
Takterzeugungs- und Taktgeber-Logikschaltungen 10 sind in
der Prozessoreinheit angeordnet und sind mit einem
Zweiphasen-Decodierer 11 verbunden, der eingehende optische
Signale aus dem Medienring dekodiert. Lokale Bit-,
Byte- und Systemzeitpaket-Zeitsignale, die vom Taktgeber erzeugt
werden, werden durch die Taktgeber-Logikschaltung mit dem
eingehenden Systemzeitpaket-Takt synchronisiert und die
Datenbits aus dem Zweiphasen-Decodierer werden als
Bytegruppen über Pufferschaltungen 12 einer FIFO-
Steuereinheit 13 in dem Hauptgerät und einem allgemeinen
Rückwandplatinenbus angeboten. Wenn das Hauptgerät das
Betriebssystem-Hauptgerät ist, wird das eingehende
Systemzeitpaket daran gehindert, direkt zu dem
Rückwandplatinenbus zu laufen, und das Hauptgerät puffert
die Bytes, setzt das Systemzeitsignal zurück und sendet sie
dann zu dem Rückwandplatinenbus der Prozessoreinheit Wenn
das Hauptgerät passiv ist, laufen die eingehenden Bytes von
dem Puffer des Zweiphasen-Decodierers zu dem
Rückwandplatinenbus des Prozessors und die Ausgabe aus dem
Hauptgerätpuffer zum Rückwandplatinenbus des Prozessors
wird gesperrt.
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Die von dem Zweiphasen-Decodierer 11 wiederhergestellten
Taktsignale werden zu einer Operationssteuereinheit 14
gesendet, die einen Operationscode für einen Adreßgenerator
ausgibt. Die Operationssteuereinheit und der
Adreßgenerator steuern die Weiterleitung der in den
Rückwandplatinenbus eingegebenen Bytegruppen, wenn sie in
dem System von einer Komponente zur anderen laufen. Die
Operationssteuereinheit steht auch mit der
Anwendungsschnittstelle der Stationseinheit in Verbindung,
über die Informationen ausgetauscht werden.
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Wie vorstehend erwähnt, kann jedes Byte einen separaten
Kanal bilden und deshalb werden die Datenbits in einer
solchen Art und Weise zugeordnet, daß jedes Byte unabhängig
von den anderen Bytes in dem Systemzeitpaket verarbeitet
werden kann. Die Operationssteuereinheit, die eine
Bytezähl-Zustandsrnaschine umfaßt, welche eine
vorprogrammierte Verweistabelle besitzt, ordnet
Teilnehmerdaten dem geeigneten Systemzeitpaket-Byte zu
(gemäß der Vorprogrammierung) durch Synchronisation der
Ankunft des Systemzeitpaket-Bytes und des
Teilnehmerdatenbytes an dem Bit-/Byte-Prozessor mit
Verfügbarkeit des Systemzeitpaket-Bytes aus den
Pufferschaltungen des Zweiphasen-Decodierers oder dem
Hauptgerät (in Abhängigkeit davon, welches das
Systemzeitpaket festlegt). Jede Zustandsmaschine der
Stationseinheit ist so programmiert, daß sie nur auf jene
Zeitschlitze in dem Paket Zugriff hat, die dieser
Stationseinheit zugeordnet sind.
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Wenn ein Byte von den Pufferschaltungen 12 des Zweiphasen
Decodierers freigegeben wird, gibt die
Operationssteuereinheit ein entsprechendes Datenbyte frei.
Das von der Operationssteuereinheit freigegebene Byte kann
entweder keine Information enthalten, da die
Stationseinheit keine Information in diesem Byte überträgt,
oder es kann zu übertragende Information enthalten, die zu
der Operationssteuereinheit über die
Anwendungsschnittstelle übertragen wurde. Die Bytes, die
jeweils von den Pufferschaltungen 12 und der
Operationssteuereinheit ausgegeben werden, werden über den
Rückwandplatinenbus (wobei der Adreßgenerator die
Sequentialisierung der einzelnen Bytes zur Steuerung der
Weiterleitung verwendet) zu einem Bit-/Byte-Prozessor 17
gesendet.
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In dem Bit-/Byte-Prozessor wird das aus dem eingehenden
Systemzeitpaket stammende Byte verarbeitet, um die an diese
Stationseinheit adressierte Information zu lesen, und wenn
die Information nur an diese Stationseinheit adressiert
ist, wird sie entfernt. Der Prozessor führt dann eine
Boolesche Funktion aus, um das verarbeitete eingehende
Systembyte (das eine Information oder keine Information
enthalten kann) mit dem Byte aus der
Operationssteuereinheit zu vereinigen, und sendet ein
Ausgangsbyte zu dem Rückwandplatinenbus, der an einen
Ausgangssignalspeicher 18 eines Zweiphasen-Codierers 19
adressiert ist.
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In dem Zweiphasen-Codierer werden die Bytes nacheinander
codiert, um das ursprüngliche Systernzeitpaket unter der
Steuerung des Taktgebers und der Taktgeber-Logikschaltung
zu reformieren. Das neu codierte Systemzeitpaket wird dann
in einen optischen Sender eingespeist und in den Medienring
eingekoppelt.
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Wenn das in den Bit-/Byte-Prozessor eingegebene Byte des
eingehenden Systemzeitpakets eine an die Stationseinheit
adressierte Information enthielt, wird diese Information zu
einer Informationsverarbeitungseinheit innerhalb der
Anwendungsschnittstellen-Vorrichtung gesendet. Die
Anwendungsschnittstellen-Vorrichtung kann in die
Stationseinheit integriert oder davon getrennt sein, und
die Bytes werden mit Adreßcodes über den
Rückwandplatinenbus gemeinsam mit der Prozessoreinheit
übertragen. Ein Steuerungsgerät, wie beispielsweise eine
Tastatur, sendet zusammen mit der Vermittlung von
Teilnehmergeräten Auswahlsignale zu der
Operationssteuereinheit in der Prozessoreinheit.
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Eine typische Zugriffsstationseinheit zur Sprachübertragung
ist in Figur 7 dargestellt. Die Sprachübertragung wird
durch einen Tonprozessor durchgeführt, der Mikrophonsignale
von einem Teilnehmergerät empfängt und sie in eine digitale
Form umwandelt. Der Tonprozessor empfängt auch
Mikrophonsignale, die bereits innerhalb des
Systemzeitpakets vorliegen, das speziell programmiert
wurde, um Mikrophonsignale zu übertragen. In der
Stationseinheit, die Mikrophonsignale überträgt,
identifiziert die Zustandsmaschine in der
Operationssteuereinheit den Bytekanal in dem
Systemzeitpaket, das digitalisierte Mikrophonsignale
übertragen soll. Das digitale Mikrophonsignal wird
abgetastet und in den Tonprozessor geschrieben, wo es
digital mit einem beliebigen anderen digitalisierten
Mikrophonsignal, das in dem System vorliegt, gemischt wird.
Das das gemischte, digitale Mikrophonsignal enthaltende
Byte wird zu der Operationssteuereinheit gleichzeitig mit
dem ursprünglichen Systemzeitpaket-Byte, das an erster
Stelle abgetastet wurde, zurückgeschickt, wobei dieses Byte
für eine Byteperiode (1,6 Mikrosekunden) gepuffert wurde,
welche die für den Lese-, Tonmisch- und Schreibzyklus
benötigte Zeit ist. Von der Operationssteuereinheit werden
das Tonsignalbyte und das Systemzeitpaket-Byte zu dem
Bit-/Byte-Prozessor gesendet, wo sie vermischt werden, um
zum reformierten Systemzeitpaket-Byte, das nun die
gemischten, digitalisierten Mikrophonsignale überträgt, zu
werden.
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Das Systernzeitpaket, das mit dem gemischten Mikrophonsignal
vollständig ist, verläuft nun nacheinander durch jede der
anderen Stationseinheiten, wobei einige von ihnen weitere
Mikrophonsignale zufügen können (aber nicht überschreiben),
bis es die Stationseinheit erreicht, die das
Betriebshauptgerät aufweist. Wenn das Zustandssignal des
Betriebshauptgeräts vorliegt, werden die Systemzeitpaket-
Bytes zu einer Zustandsmaschine innerhalb des Hauptgeräts
gemeldet. Diese Zustandsmaschine ist ähnlich jener in der
Prozessoreinheit und ist vorprogrammiert, um das Byte in
dem Paket, das das Mikrophonsignal überträgt, abzufragen
und um es zu lesen und aus dem Paket zu entfernen unter
Hinterlassen des leeren Mikrophonbyte-Schlitzes. Die
Zustandsmaschine fragt ebenfalls das Byte ab, das als
Kopfhörerbyte-Schlitz vorbelegt ist, und schreibt das
Mikrophonsignal dort hinein. Dieser Vorgang wird wiederum
in einer Bitperiode ausgeführt und das Systemzeitpaket-Byte
wird zu der Prozessoreinheit an der korrekten Stelle und im
korrekten Zeitplan zurückgeschickt und wird wie vorstehend
beschrieben verarbeitet, damit Information zugefügt oder
herausgenommen wird. Nach der Verarbeitung wird das
Systemzeitpaket in den Ring zurückübermittelt und verläuft
wiederum nacheinander durch alle Stationseinheiten. Neue
Mikrophonsignale können in das leere Mikrophonbyte
eingefügt werden und die im vorherigen Zyklus gesammelten
Mikrophonsignale, die nun zu dem Kopfhörerbyte übertragen
wurden, können von jenen Stationseinheiten abgetastet und
dekodiert werden, die Anwendungsvorrichtungen zur
Tonverarbeitung mit Zugriff auf dieses spezielle
Kopfhörerbyte in dem Systemzeitpaket besitzen. Man wird
erkennen, daß es eine Vielzahl von Mikrophon- und
Kopfhörer-Bytepaaren mit unterschiedlichen
Zugriffszuordnungen geben kann. Die Übertragungsstation
empfängt ebenfalls ihr eigenes Mikrophonsignal zur
Bestätigung der Übertragung zurück.
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Wenn ein an eine spezielle Stationseinheit adressiertes
Fernsprechsignal von einer Stationseinheit empfangen wird,
gibt die Prozessoreinheit es an den Tonprozessor aus, wo es
demoduliert und zum Kopfhörer gesendet wird.
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Einige Teile des Hauptgeräts in jeder Stationseinheit
arbeiten in Verbindung mit der Prozessoreinheit und können
alternativ in dem Prozessor angeordnet sein. Andere Teile
führen nur dann Operationen aus, wenn das Hauptgerät als
Systern-Hauptgerät betrieben wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in
Figur 8 dargestellt ist, ist der Medienring (der
typischerweise ein Glasfaserring ist) mit einem parallelen
Ersatzring 3' versehen.
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Der Ersatzring ist in einer Art und Weise ähnlich dem
Hauptmedienring 2 angeschlossen, aber unter normalen
Betriebsbedingungen überträgt er anstelle von Datenpaketen
nur einen stationären Lichtweg rund um den Ring in der
entgegengesetzten Richtung zur Ausbreitung der Datenpakete
im Hauptring. Dieser Zustand ist in Figur 8a dargestellt,
wobei die Pfeile an den Medien- und Ersatzringen die
Ausbreitungsrichtungen anzeigen.
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Sollte eine Beschädigung an entweder einer
Zugriffsstationseinheit 2 oder an dem Hauptmedienring
eintreten, dann tasten die Zugriffsstationseinheiten auf
jeder Seite des beschädigten Teils den Fehler ab und
übertragen rückwärts durch Übermitteln der Zeitpakete zum
Ersatzring anstatt vorwärts zum beschädigten Teil. Der
Ersatzring überträgt dann die Systemzeitpakete über die
anderen Zugriffsstationseinheiten zurück zu der Einheit auf
der anderen Seite des beschädigten Teils und
vervollständigt somit eine neue Kreisbahn. Diese Situation
ist in der Figur 8b bzw. 8c hinsichtlich eines Fehlers
einer Zugriffsstationseinheit bzw. eines Fehlers des
Hauptmedienrings dargestellt. Sobald der beschädigte Teil
repariert ist, hört der Ersatzring auf, die Pakete zu
übertragen, und der Normalbetrieb wird wieder aufgenommen.
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Im Fall von zwei, nicht benachbarten Fehlern wird der Ring
zerstückelt. In diesem Fall überträgt jedes funktionsfähige
Ringfragment zurück, um in dem verbleibenden Fragment einen
Übertragungsring zu bilden. Die Entscheidung zur Festlegung
eines neuen Hauptgeräts in einem von dem ursprünglichen
Hauptgerät getrennten Fragment wird dann erfolgen, wenn der
ursprüngliche Hauptcode nicht mehr empfangen wird.
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Figur 9 erläutert eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der eine Vielzahl von unabhängigen
Medienringsystemen über Brückeneinheiten 20 und einen
angeschlossenen Hauptbrückenmedienring 23 und
Ersatzbrückenmedienring 23' miteinander verbunden sind. Die
Brückeneinheiten 20 und die Medienringe 23, 23' werden in
einer Art und Weise, vergleichbar einem einzelnen
Medienringsystem, betrieben, wobei die Brückeneinheiten 20
den Zugriffsstationseinheiten 2 entsprechen und die
Brückenmedienringe 23, 23' den Medienringen 3, 3'
entsprechen. Die Brückeneinheiten 20 besitzen ihr eigenes
vorprogrammiertes Zeitpaketprotokoll für den
Brückenmedienring und können als zwei
Zugriffsstationseinheiten betrachtet werden, eine im
unabhängigen Medienring und eine im Brückenmedienring, die
antiparallel betrieben werden und durch ihre
anwendungsspezifischen Geräte miteinander verbunden sind,
die konfiguriert sind, um ausgewählte Informationen
zwischen den Zeitpaketen der unabhängigen Medienringe und
den Zeitpaketen der Brückenmedienringe auszutauschen. Die
Auswahl des Informationsaustausches kann in der
elektronischen Firmware der Brückeneinheit oder durch eine
Steuerungssoftware in einer Systemverwaltungs-
Rechnerstation 24, die mit einer der Brückeneinheiten
verbunden ist, eingestellt werden. Die einzelnen
Medienringsysteme sind in der Lage, über den
Brückenmedienring Informationen auszutauschen. Jeder
einzelne Medienring und Brückenring (von denen mehr als
einer in einem Netzwerk vorhanden sein kann) verwaltet
seine eigene individuelle Hauptsteuerung während des
gesamten Betriebseinsatzes.