DK143378B - Kobling til sikker erkendelse af overfoeringsbegyndelsen i den modtagende station i dataoverfoeringsanlaeg - Google Patents

Description

(19) DANMARK \|j^/

||| (12) FREMUEGGELSESSKRIFT (11) 143378 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 4τ4ΐ/70 (51) IntCi.* H OA L 27/26 (22) Indleveringsdag 15· Bep. 1970 H OA Q 1/46 (24) Løbedag 15. s ep. 1970 (41) Aim. tilgængelig 17. mar. 1971 (44) Fremlagt 10. aug. 1981 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag -(85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 16. sep. 1969, 19468^0, DE

(71) Ansøger SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenchen 2, DE.

(72) Opfinder Eberhard Lukas, DE: Ernst-Alfred Fuchs, DE. j (74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bur eau.

---------- 11 ........ " 1 ··· ....... .....-...... '' (54) Kobling til sikker erkendelse af overføringsbegyndelsen i den modtagende station i data?* overføringsanlæg.

Opfindelsen angår en kobling til sikker erkendelse af påbegyndelsen af en dataoverføring i en modtagestation i et dataoverføringsanlæg, ved hvilket datasignaler overføres ved hjælp af flerfrekvenssignaler, hvor modtagestationen omfatter en ved modtagesignalets overskridelse af en bestemt tærskelværdi reagerende niveauovervågningskobling og en udnyttelseskobling, der overvåger det modtagne datasignals kvalitet og ved rigtigt modtagne datategn afgiver et første udgangs-J signal og ved fejlagtigt modtagne datategn et andet udgangssignal.

) Ved dataoverføring er det nødvendigt, at begyndelsen af dataoverføringen j erkendes i den modtagende datastation, og at dataafgivelsesindretninger som ) f.eks. trykkeapparater, hulstrimmelapparater, hulkortapparater, akustiske eller optiske afgivelsesindretninger, dataskærme osv. frigives til optagelse af data.

Begyndelsen af overføringen erkendes ved kendte anlsg ved hjælp af en niveau- i 2 143378 overvågningsindretning, som reagerer ved optrædelse af modtagespændingen og frigiver dataafgivelsesindretningen. Hvis der imidlertid på modtageledningen optræder en forstyrrelse, sker der en reaktion af dataafgivelsesindretningen og der afgives herved fejlbehæftede data, som er fremkaldt af forstyrrelsen. Denne risiko er særligt stor ved dataoverføringsapparater, som arbejder over et telefonvælgernet, idet der i sådanne anlæg som følge af vælgerstøj i forbindelsesetableringsstederne frembringes data i overføringspauserne. For med tilstrækkelig sikkerhed at kunne skelne overføringsbegyndelsen fra en forstyrrelse,er kostbare niveauovervågning s indr etninger nødvendige.

Der findes imidlertid en klasse af dataoverføringsapparater, navnlig dataindsamlingsanlæg, ved hvilke en sådan udgift er for stor, idet disse apparater skal være enkle og prismæssigt gunstige. Ved disse anlæg overføres data, f.eks. i form af datablokke, fra et stort antal terminalstationer over telefonvælger-nettet til en datacentral. Længden af datablokkene er f.eks. givet ved længden af et varebestillingsnummer og et styktal eller ved lagerkapaciteten af et hulkort. I datacentralen efterprøves de overførte data og deres rigtighed. Ved afslutningen af datablokken omkobles terminalstationen fra "sending" til "modtagelse" og påkalder et svarsignal fra datacentralen. Datacentralen overfører til terminalstationen kun kvitteringssignaler til anerkendelse af modtagelsen af sådanne bestillingsdata, eller den meddeler den Ønskede oplysning som tilbagesvar, hvilken oplysning overføres til terminalstationen i analog form og her afgives over en højttaler. Ved denne driftsform er en sikker erkendelse af overføringens påbegyndelse i den modtagne datastation vigtig, da der ellers afgives fejlbehæftede data.

Der kendes allerede en overvågningskobling, ved hvilken modtagesignal-niveauets overskridelse af en tærskelværdi overvåges i et bestemt tidsrum (35ms), .og der i forstyrrelsestilfælde afgives et fejlsignal (Siemens-Zeitschrift Vol.43, marts 1969, nr. 3 side 129-135, "Modems fur die Parallelixbertragung von Daten uber Femsprechwahlnetze"). Modtagerkoblingen indeholder hertil en niveauovervågningskobling med et tidsled og en kvalitetsvurderingskobling. Når modtageniveauet i et tidsrum på 35 ms i alle til overføring anvendte frekvensgrupper ligger over en fast tærskelværdi, afgives fra niveauovervågningskoblingen et første udgangssignal, som frigiver dataafgivelsen. Hvis tærskelværdien inden for det fastlagte tidsrum igen underskrides, optræder et andet udgangssignal, som spærrer dataafgivelsen. Uafhængigt af niveauovervågningskoblingen vurderes dataer'ne med henblik på kvalitet, dvs. det afprøves, om kodebetingelserne er overholdt.

Er kodebetingelserne ikke overholdt finder der i modtageren en indikation sted af den fejlbehæftede kvalitet. Der er imidlertid ikke sørget for forbindelse af niveauovervågningskoblingen med kvalitetsvurderingskoblingen til sikker erkendelse af overføringspåbegyndelsen ved dataoverføringen. Denne kendte kobling er- 143370 3 kender ganske vist en del af de optrædende forstyrrelser, som kan give sig ud for en overføringspåbegyndelse. Til trods herfor optræder der yderligere forstyrrelser, som kan foregøgle begyndelsen af en dataoverføring og ikke erkendes af den kendte kobling. For et stort antal dataoverføringssystemer, navnlig ved dataoverføring over telefonnettet med i overføringsvejen indkoblede centraler irød vælgerindretninger har dette til følge, at dataafgivelsesindretningerne bringee til at reagere i overføringspauserne, og der afgives fejlbehæftede dat«.

Med opfindelsen tilsigtes det at anvise en kobling med størst mulig sikkerhed mod en foregøglet overføringsbegyndelse og forhindring af reaktion af .afgivelsesindretningerne ved en forstyrrelse. Denne opgave løses ved, at et af niveauovervågningskoblingens udgang og udnyttelseskoblingens udgang styret tidsled, kun når der i løbet af et første fastlagt tidsrum forekommer reaktion fra niveauovervågningskoblingen og samtidig optræden af det første udgangssignal ved udnyttelseskoblingens udgang frembringer et første styresignal, som omkobler et efterfølgende bistabilt koblingstrin til en første koblingstilstand, i hvilken der sker frigivelse af dataafgivelsesindretninger og afkobling af udnyttelseskoblingens udgang fra tidsleddets styreindgang, så tidsleddet alene styres øf niveauovervågningskoblingen, hvorhos tidsleddet, når modtagesignalet i niveauovervågningskoblingen falder ned under tærskelværdien efter et andet fastlagt . tidsrum, frembringer et andet styresignal, som omkobler koblingstrinnet til en anden koblingstilstand, i hvilken dataafgivelsesindretningerne spærres, dg ud-nyttelseskoblingeps udgang forbindes til tidsleddets styreindgang.

Koblingen besidder den fordel, at den er meget billig, og at der anvendes koblingsenheder, som allerede er til stede i de fleste datastationer. Sikkerheden mod en af en forstyrrelse fremkaldt, falsk erkendelse af begyndelsen af overføringen er stor. Opfindelsen går ud fra den grundtanke, at der ved mange overføringsmetoder består den mulighed, at der af modtagesignalet ud over de udsendte datategn kan afledes yderligere kriterier, ud fra hvilke man kan slutte sig til kvaliteten af de modtagne datategn og dermed til sandsynligheden for overføringsfejl.

En sådan kendt indretning betegnes som en kvalitetsdetektor. En niveauovørvågnings-kobling fastlægger, om modtageniveauet overskrider en tærskelværdi i et bestemt tidsrum. 1 samme tidsrum afgiver en udnyttelseskobling (kvalitetsdetektor) et kriterium for sandsynligheden for overføringsfejl. De to koblinger er forbundet med 4

U337C

en logisk saramenknytningskob1ing, hvis udgangssignal frigiver eller spærrer en dataindretning. Modtageniveauet aftages her efter et modtagefilter, føres til en forstærker og overvåges. Udnyttelseskoblingen vurderer enten en foreskrevet kode-betingelse ved overføringen, eller også vurderes det demodulerede modtagesignal, altså jævnspændingssignalet, efter demodulatoren.

Enkeltheder ved opfindelsen forklares i det følgende ved hjælp af en gunstig udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig, 1 viser et frekvensskema for et dataoverføringsanlæg med tegnmæssig parallel overføring, og fig. 2 en modtagestation til tegnmæssig parallel dataoverføring i telefonvælgernet.

Den viste udførelsesform angår en indretning til parallel dataoverføring i telefonvælgernet, hvilket betegnes som parallel-modem. Betegnelsen "modem” består som bekendt af en sammentrækning af begyndelsesbogstaverne i betegnelserne modulator og demodulator. Overføringen sker ved hjælp af flertrins-frekvensmodulation og er i fig. 1 illustreret i et frekvensskema.

Den parallelle dataoverføring fra en terminalstation til en central modtagestation sker ved hjælp af to eller tre frekvensgrupper (A, B, C) med hver fire frekvenser (fl-f4), som er beliggende i telefonfrekvensbåndet. Til overføring af numeriske tegn anvendes f.eks. frekvensgruppeme A og C. Herved udsendes der fra hver frekvensgruppe altid én frekvens, således at der til overføringen af numeriske data står seksten forskellige frekvenskombinationer til rådighed.

Til overføring af alphanumeriske data anvendes tre frekvensgrupper (A, B, C). Herved udsendes der ligeledes altid én frekvens fra hver frekvensgruppe, således at der til overføringen af sådanne data står 64 frekvenskombinationer til rådighed.

Dataoverføringen sker i to tidsafsnit. I det første tidsafsnit udsendes f.eks. den til tegnene svarende frekvenskombination, medens der i det andet tidsafsnit udsendes pausekombinationen. Af de mulige frekvenskombinationer udvælges en bestemt kombination, som efter hver første frekvenskombination overføres som pausetilstand. Ved et sådant system står der ved numerisk overføring femten frekvenskombinationer med hver to frekvenser for de til overføring bestemte tegn og en pausekombination til rådighed, medens der til alphanumerisk overføring findes 63 frekvenskombinationer med hver tre frekvenser og en pausekombination. Mellem tegnene opstår der ingen niveauløs tilstand.

1 fig. 2 er vist et principielt blokskema for en modtagestation til numerisk og alphanumerisk, parallel dataoverføring. Ved opkald af modtagestationen fra en terminalstation over en telefonledning FL aktiveres en telefon FSP. Ved drift med en betjeningsperson omlægges en kontakt kl manuelt, medens kontakten kl ved ubemandet drift automatisk omlægges til den på tegningen viste stilling ved telefonen FSP’s reaktion. En kontakt k2 befinder sig da i den viste stilling.

5 143370

Det modtagne signal føres over en modtageforstærker VE til gruppefiltre FI, F2 og F3, som udfiltrerer de tre frekvensgrupper (A, B, C i fig. 1). Til hvert gruppefilter er sluttet en gruppeforstærker (VI, V2, V3), der er udformet som en reguleringsforstærker med et begrænsertrin. Efter reguleringsforstærkeme er der koblet demodulatorer Dl, D2, D3, som erkender de fire frekvenser (fl-f4) i hver enkelt gruppe, vurderer disse frekvenser og omsætter dem til et udgangssignal. Hver demodulator indeholder et filter, som er afstemt til de frekvenser, der skal erkendes, et lavpasfllter, et aftastningstrin, fortrinsvis i form af en Schmitt-triggerkobling, og en udgangskobling. I overensstemmelse med frekvenskombinationerne opstår der altid et udgangssignal ved en af de fire udgangs ledninger (1-4) fra hver gruppe (A, B, C). Til demodulatorerne Dl, D2 og D3 er sluttet en taktgenerator T, som frembringer en takt til aftastning og videregivelse af tegnene. Af-tastningstakten står til rådighed over en ledning 5. En retursignalsender RS styres over en ledning 6 med henblik på om der skal udsendes et kvitteringssignal "godt" eller "dårligt". Over en ledning 7 kan der overføres et talesignal i returretningen, hvilket signal forstærkes i en lavfrekvensforstærker FV og når frem til telefonledningen FL over kontakten k2. Kontakten k2 befinder sig da i den punkteret viste stilling.

Den med stiplet linie indrammede del af fig. 2 viser den nye kobling til sikker erkendelse af overføringens begyndelse. Med henblik på niveauovervågning aftages modtagespændingen fra gruppeforstærkeme VI, V2 og V3. Overføringens begyndelse er nemlig fastlagt ved, at der i hver frekvensgruppe (A, B, C) er en frekvens til stede. Disse spændinger fra forstærkerne føres til en OG-kreds G. Til en fjerde indgang af denne portkreds er udgangen fra en udnyttelseskobiing AS forbundet over et afkoblingstrin E. Udnyttelseskoblingen AS vurderer kvaliteten af de modtagne data, hvorved sandsynligheden for overføringsfejl fastlægges.

Ved den foreliggende udførelsesform afprøves kodebetingelsen, og nærmere betegnet må hver demodulator ved en virkelig begyndelse af en overføring afgive et udgangssignal. På en udgangsledning 8 opstår der to forskellige signaler afhængigt af kodeafprøvningens resultat. Et fejlsignal optræder, hvis der i en gruppe ikke op- træder nogen frekvens eller mere end en frekvens.

Hvis der i hver frekvensgruppe (A, B, G) kun optræder ét udgangssignal, føres det på ledningen 8 optrædende og til en god modtagekvalitet svarende udgangssignal over afkoblingstrinnet E til OG-kredsen G. Såfremt der er en tilstrække* lig modtagespænding til stede i de tre forstærkere (VI, V2, V3) opstår der ved portkredsen et udgangssignal, som tilføres et tidsled ZG. Tidsleddet består i det enkleste tilfælde af en kondensator og en modstand. Efter tidsleddet er koblet et bistabilt koblingstrin K med to reaktionstærskelværdier, f.eks. en Schmitt-triggerkobling eller en multivibrator. Kondensatoren i tidsleddet ZG oplades med en bestemt tidskonstant. Ved overskridelse af den øvre tærskelværdi reagerer det 6

14337G

bistabile koblingstrin, og på en ledning 9 opstår der et første styresignal, som betyder, at der foreligger en overføringsbegyndelse, og som frigiver dataafgivelsesindretningen. Det første styresignal medfører over afkoblingstrinnet, at udnyttelseskoblingen adskilles fra portkredsens indgang. Afkoblingstrinnet E kan være opbygget med en koblertransistor eller med dioder, som lader det første styresignal passere og spærrer for det andet styresignal.Dette er nødvendigt, da der ellers ved dataoverføringen ved optræden af et fejlbehæftet tegn ville ske en spærring af dataafgivelsesindretningen.

Hvis niveauet udebliver i en forstærker (VI, V2, V3) eller der ved udnyttelseskoblingens udgang optræder et fejlsignal, idet der i én frekvensgruppe ikke optræder noget udgangssignal eller optræder flere udgangssignaler, vil portkredsen G ikke blive åbnet, og kondensatoren i tidsleddet ZG vil blive afladet med en bestemt tidskonstant. Ved underskridelse af en nedre tærskelværdi styres det bistabile koblingstrin K til den anden stilling. På ledningen 9 opstår der da et andet styresignal, som betyder, at niveauet er udeblevet, og som spærrer dataafgivelsesindretningen. Det andet styresignal styrer afkoblingstrinnet E således, at udnyttelseskoblingens udgang er forbundet direkte til portkredsen G. De på ledningerne 8 og 9 optrædende fejlsignaler kan i modtagestationen angives optisk eller akustisk.

En yderligere forbedring kan opnås ved overvågning af den ved begyndelsen af en overføring optrædende pausekombination, der som nævnt udgøres af en bestemt frekvenskombination, som overføres mellem to tegn. Dette sker således, at udnyttelseskoblingen AS over en særlig udgangsledning kun fører et signal om rigtig modtagelse til portkredsen G, hvis den for overføringsformen fastlagte pausekombination optræder inden for det ved tidsleddet fastlagte tidsrum. Herved opnås en yderligere forbedring af koblingen ifølge opfindelsen. Opfyldelse af den angivne betingelse gennem en forstyrrelse vil næppe være mulig.

Endvidere består der den mulighed at styre udgangskoblingerne i demodulatorerne (Dl, D2, D3) i en bestemt tilstand ved hjælp af fejlsignalet på ledningen 9 og fastholde dem i denne tilstand. Det opnås herved, at forstyrrelsesspændinger ikke vil frembringe nogen udgangssignaler på udgangsledningerne (1-4) i de tre grupper, og at udgangskoblingerne først vil blive frigivet ved begyndelsen af en overføring. Det er i forbindelse hermed en fordel, hvis udgangsledningerne afgiver pausekombinationen. Ved overføringsbegyndelsen hersker der så allerede pausetilstanden. Dette bevirker, at udgangsledningerne indtager en veldefineret tilstand og ikke udøver nogen forstyrrelsesvirkninger på andre ledninger eller apparater, og at der kan stilles mindre krav til afgivelsesindretningerne.

Den nye kobling til sikker erkendelse af begyndelsen af dataoverføringen i modtagestationen kan anvendes ved alle overføringsformer, ved hvilke der af modtagesignalet ud over informationstegnene kan udledes et brugbart kriterium for op-