ES2238826T3

ES2238826T3 - Bus de datos para varios abonados.

Info

Publication number: ES2238826T3
Application number: ES99910265T
Authority: ES
Inventors: Martin Peller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: EP1062773B1; DE59912073D1; EP1062773A1; US6784569B1; JP2002507089A; WO1999046896A1; DE19810288A1

Abstract

Bus de datos para varios abonados (Tn, Tn+1) que están unidos entre sí a través de un acoplador en estrella, caracterizado porque las señales de entrada del acoplador en estrella se presentan en forma eléctrica, porque el acoplador en estrella contiene un miembro lógico de decisión (1) a cuyas entradas están conectadas las salidas (Di_n, Di_n+1) de los abonados y hacia el cual se conducen las señales de entrada, porque la salida del miembro de decisión está conectada en paralelo a las entradas (Don, Don+1) de los abonados a través de una línea eléctrica (2) dentro del acoplador en estrella, porque al menos una parte de los abonados está conectada al acoplador en estrella a través de un circuito de transmisión óptica con convertidores optoeléctricos pospuestos o antepuestos, y porque entre el miembro de decisión y las entradas de los abonados está dispuesto un único circuito de tratamiento de señales (SA) que modela la señal de salida respecto de la forma de los impulsos.

Description

Bus de datos para varios abonados.

La invención se refiere a un bus de datos para varios abonados que intercambian telegramas de datos entre ellos a través de al menos una línea eléctrica.

La línea puede ser parte integrante de un acoplador en estrella. Un bus de datos de esta clase es conocido por la solicitud de patente alemana DE 197 20 401 A1 no publicada todavía.

En este documento no está contenida una indicación concreta sobre la estructura técnica del circuito del bus de datos.

Una realización técnica del circuito de un bus de datos de esta clase es en forma de una circuito de colector abierto. Un circuito de colector abierto tiene el inconveniente de que, a altas tasas de transmisión y con muchos abonados del bus, tiene que utilizarse un valor de resistencia relativamente pequeño como resistencia de colector para lograr una pendiente suficiente de los flancos de los telegramas de señales que se presentan en forma de impulsos. Esto conduce a altas intensidades de corriente y a la necesidad de utilizar transistores y resistencias de potencia, así como a altas potencias de pérdida.

Resulta un problema adicional cuando al menos una parte de los abonados suministra telegramas ópticos. Particularmente en el caso de un gran número de abonados del bus, es necesaria una amplificación de las señales para suministrar los telegramas a todos los abonados con una calidad suficiente. Se ofrece para ello el convertir los telegramas a una forma eléctrica, amplificar ésta y reconvertirla a una forma óptica. Sin embargo, debido a la doble conversión con amplificación adicional de la señal se presentan distorsiones de ésta que reducen el rendimiento del bus de datos.

Para un bus de datos que esté configurado como circuito de colector abierto es conocido prever dispositivos de tratamiento de la forma de las señales (véase el documento US 5,684,831 A). En este caso, está previsto un dispositivo de esta clase para cada abonado. Precisamente en el caso de una pluralidad de abonados se produce por ello un alto coste técnico del circuito.

La invención se basa en el problema de crear un bus de datos de la clase citada al principio que incluso en el caso de un número grande de abonados ópticos del bus, haga posible una comunicación sin perturbaciones por el bus junto con un reducido coste técnico del circuito.

La invención resuelve este problema con las características de la reivindicación principal.

La invención consiste sustancialmente en el miembro lógico de decisión y el circuito de tratamiento de señales y su cooperación. El miembro de decisión no requiere para su utilización complejos dispositivos de procesamiento de la forma de las señales. Transmite las señales en su forma inalterada tanto hacia los demás abonados como de vuelta al abonado emisor. En contraste con esto, en un bus de datos conocido por el documento WO 90/09710 A la corriente de señal que se presenta ante una entrada de una puerta cualquiera es retransmitida tan sólo hacia la salidas de todas las demás puertas. Los receptores de las demás puertas son bloqueados contra señales entrantes durante todo el tiempo que dure la corriente de las señales. Este bus de datos se diferencia en su función básicamente del bus de datos según la invención, ya que solamente con el bus de datos según la invención le es posible al respectivo abonado emisor reconocer el principio y el final del servicio de emisión sobre la base de la señal retrosuministrada.

La demanda de potencia necesaria es también pequeña incluso en el caso de un gran número de abonados. El miembro lógico de decisión permite también reducir drásticamente el coste técnico del circuito para la preparación de las señales. Sigue siendo necesario tan sólo disponer entre el miembro de decisión y las entradas de los abonados un único circuito de preparación de señales que modele la señal de entrada del miembro de decisión en cuanto a la forma de los impulsos.

Se puede tratar aquí de un acomodo de la forma de la señal de salida a la forma de las señales de entrada o bien de una adaptación como la que se ha descrito en el documento US 5,684,831 A. En este caso, se aplanan los flancos ascendentes para que las señales útiles puedan ser diferenciadas de señales perturbadoras de alta frecuencia con extremada pendiente de los flancos.

Son posibles ejecuciones de la invención con abonados que suministran telegramas de datos eléctricos como con abonados que generan telegramas de datos ópticos. Los abonados últimamente citados están conectados al bus de datos a través de convertidores optoeléctricos de tal manera que las salidas de señal de los abonados sean conducidas al miembro de decisión a través de sendos convertidores de esta clase y la salida del miembro de decisión sea conducida a las entradas de los abonados a través de un convertidor eléctrico-óptico común o bien a través de convertidores individuales de esta clase.

Un bus de datos de esta clase es conocido por el artículo "A Network Architecture with Distributed Switching Function for Optical Fiber Links", Proceedings Computer Networks Compcon 82 Fall, 10-23 de Septiembre de 1982, páginas 478-483, XP002107869. Precisamente en el caso de una pluralidad de abonados la demanda de potencia depende en alto grado del número de abonados, ya que este bus de datos no contiene físicamente un miembro de decisión integrado de esta clase. En este bus de datos cada abonado está conectado con su salida a las entradas de todos los demás abonados, con la consecuencia de una alta demanda de potencia de salida de cada abonado precisamente en el caso de una pluralidad de abonados, ya que ésta demanda aumenta con el número de abonados. En contraste con esto, en la invención la demanda de potencia dentro del acoplador en estrella es pequeña dependiendo del número de abonados y debido al empleo de un miembro físico de decisión.

Se explica la invención con más detalle haciendo referencia al dibujo. Muestran:

La figura 1, esquemáticamente, la estructura de un bus de datos según la invención que consigue para una pluralidad de abonados del bus, con un pequeño coste técnico del circuito, una comunicación segura por el bus, y

La figura 2, otra forma de ejecución de la invención.

El bus de datos mostrado de forma fragmentaria en las figuras 1 y 2 sirve para comunicar entre sí abonados que suministran telegramas ópticos. Los telegramas de los abonados (en aras de una mayor claridad se han indicados dos abonados T_{n} y T_{n+1} en la figura 1) son conducidos a entradas de convertidores de señal optoelectrónicos S/E_{n} y S/E_{n+1} en calidad de señales de entrada. Las señales eléctricas de salida (Di_{\_n}, Di_{\_n+1}) de estos convertidores se enlazan con una puerta Y 1. El número de entradas de la puerta corresponde al número de abonados del bus. La salida 2 de la puerta Y 1 activa todas las entradas (Do_{n}, Do_{n+1}) de los convertidores S/E_{n} y S/E_{n+1}. Estos suministran señales ópticas de salida en forma de impulsos que suministran estos telegramas a los abonados a través de los trayectos de transmisión óptica no mostrados.

De esta manera, cada abonado recibe tanto todos los telegramas que son cargados por los demás abonados como también recibe de vuelta su propio telegrama.

Como ya se ha explicado, la puerta Y 1 tiene una demanda de potencia sensiblemente más pequeña que la del circuito de colector abierto citado al principio.

Asimismo, se muestra el empleo de un dispositivo de tratamiento de señales SA en la salida de la puerta Y 1. Durante la conversión de una señal eléctrica en una señal óptica se produce una distorsión de los impulsos. La causa de ello es, por ejemplo, la circunstancia de que el reajuste del umbral de un receptor óptico no puede realizarse en un tiempo infinitamente corto o bien la causa son faltas de linealidad en las curvas características de componentes ópticos.

En el sistema mostrado se espera por cada trayecto de transmisión con un respectivo convertidor optoeléctrico o electroóptico unas distorsiones de impulsos del orden de magnitud de 15 a 20 ns. Dado que los abonados están comunicados a través de sendos pares de trayectos de transmisión, la distorsión de los impulsos se suma en el peor de los casos hasta 30 a 40 ns. A una tasa de datos deseada de 10 Mbits/s y, por ejemplo, una codificación NRZ (no retorno a cero), el tiempo de los bits asciende a 100 ns. Debido a la distorsión de los impulsos se puede contraer un bit a una duración de 60 a 70 ns. La distorsión se suma hasta el 30% de la longitud de la señal. Esto conduce a que tenga que emplearse un complicado procedimiento de exploración con al menos una exploración óptuple, el cual, además, es sensible frente a las perturbaciones oscilatorias del cuarzo.

Mediante la utilización de un dispositivo de tratamiento de señales SA en la salida de la puerta Y del acoplador en estrella se consigue que las señales codificadas en NRZ sean llevadas de nuevo a una forma con 100 ns de duración de bit sin distorsión de los impulsos. Se pueden eliminar así, por ejemplo, distorsiones de la forma de las señales como las que pueden ser producidas por convertidores optoeléctricos (S/En, S/En+1).

Para el tratamiento de las señales en el dispositivo SA se puede emplear, por ejemplo, el mismo procedimiento de exploración que se utiliza también para los distintos abonados. Es posible también emplear un procedimiento especial de tratamiento de las señales que tenga en cuenta las condiciones marginales especiales del bus de datos.

La transmisión de datos resulta así sensiblemente más robusta. Es posible eliminar por filtrado deslizamientos de corta duración. Los requisitos impuestos al procedimiento de exploración en los distintos abonados pueden fijarse más bajos o bien la tolerancia frente a la distorsiones de los impulsos crece en un trayecto de transmisión. El procedimiento de exploración es claramente menos susceptible frente a perturbaciones oscilatorias del cuarzo. Para la misma robustez, se pueden emplear cuarzos con frecuencia más baja, con lo que se obtienen ventajas de costes.

Claims

1. Bus de datos para varios abonados (T_{n}, T_{n+1}) que están unidos entre sí a través de un acoplador en estrella, caracterizado porque las señales de entrada del acoplador en estrella se presentan en forma eléctrica, porque el acoplador en estrella contiene un miembro lógico de decisión (1) a cuyas entradas están conectadas las salidas (Di_{\_n}, Di_{\_n+1}) de los abonados y hacia el cual se conducen las señales de entrada, porque la salida del miembro de decisión está conectada en paralelo a las entradas (Do_{n}, Do_{n+1}) de los abonados a través de una línea eléctrica (2) dentro del acoplador en estrella, porque al menos una parte de los abonados está conectada al acoplador en estrella a través de un circuito de transmisión óptica con convertidores optoeléctricos pospuestos o antepuestos, y porque entre el miembro de decisión y las entradas de los abonados está dispuesto un único circuito de tratamiento de señales (SA) que modela la señal de salida respecto de la forma de los impulsos.

2. Bus de datos según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de tratamiento de señales acomoda la señal de salida del miembro de decisión, respecto de la forma de impulso, a la forma de los impulsos de las señales de entrada.

3. Bus de datos según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de tratamiento de las señales aplana los flancos ascendentes de la señal de salida del miembro de decisión.