SE461367B - Naetarrangemang foer dataoeverfoering - Google Patents

Description

461 367' 2 10 15 20 25 30 35 styrande central enhet. Nackdelarna är att en seriekopplad ring uppvisar problem vid utbyggnad. ändring och tillförlit- lighet. Eftersom alla perifera enheter är anslutna i serie med ringen. kräver en ny installation av en perifer enhet nya kablar mellan enheterna. Att avlägsna en perifer enhet från ringen är också problematiskt. eftersom ringen bryts. Eftersom det inte finns någon central punkt. där kablarna möts. kan eventuella problem spridas över hela ringen. En enkel två- trådskabel eller koaxialkabel kan användas. eftersom dataflö- det hela tiden går åt samma håll i ringen, dvs. överförs simplex.

Det finns även stjärnkopplade ríngnät. vilka bibehåller för- delen med det seriekopplade dataflödet mellan de perifera enheterna men undviker några av det seriekopplade nätets nack- delar.

I ett stjärnkopplat ringnät finns en kabel för varje perifer enhet till en central punkt. där en s.k. kabelkoncentrator är belägen. Kabelkoncentratorn innehåller endast media-access- enheter med relâer och reläkontakter med ett relä för varje kabel. Reläet kan på order från den perifera enheten koppla in kabeln på ringen. och om fel uppstår koppla ur kabeln från ringen. När kabeln är inkopplad är den alltså en del av ringen och detta kräver att kabeln har två trådpar. överföringen över kabeln sker med full duplex. Då kabeln är urkopplad vidare- kopplas ringen internt i kabelkoncentratorn.

Ett exempel på detta nät är den s.k. Token Ring. som använder en skärmad tvâpartskabel mellan kabelkoncentratorn och de perifera_enheterna.

Om en firma. som idag har ett stjärnnät installerat. såsom ett 3270-system. vill installera ett Token Ring-system. måste alla kablar ersättas med en dubbelkabel. t.ex. av märket IBM. Detta är oftast förenat med stora kostnader och tar lång tid. speci- ellt i byggnader. där utrymmet för att dra kabel ej är till- godosett. 10 15 20 25 30 35 3 461 367 Om man kunde använda det befintliga kablaget vore detta en stor fördel. Eftersom Token Ring arbetar med t.ex. data-has- tigheten 4 Mbit/s eller 16 Mbit/s krävs att man har koaxial- kabel. åtminstone för längre sträckor.

Uppfinníngen har till syfte att åstadkomma ett arrangemang. där befintliga installerade kablar för ett stjärnnät. såsom skärmad tvåtrâdskabel eller koaxialkabel med enkelledare. utnyttjas vid installation av datasystem. som kräver en kabel med minst tvâ trâdpar.

Ovan nämnda syfte uppnås enligt uppfinningen med ett arrange- mang, som erhållit de i patentkravet l angivna kännetecknen.

Ytterligare särdrag och vídareutvecklingar anges i de övriga patentkraven.

Med den utformning uppfinningen har fått är den emellertid tillämpbar på varje typ av förbindelse punkt till punkt mellan två enheter med basbandsöverföring med kontinuerlig datatra- fik. i full duplex. i båda riktningarna.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna. där fig. 1 visar en princípskiss över en första utföringsform av datanätet enligt uppfinningen. fíg. 2 visar en príncipskiss över en andra utföringsform av datanätet enligt uppfinninge. fig. 3A-3C visar utföringsformer av olika i nätet i fig. 2 in- gående enheter i detalj. och fig. 4 visar en principskiss över en tredje utföringsform av datanätet enligt uppfinningen.

Fig. 1 visar schematiskt en generell applikation för nätupp- koppling med full duplex på en tvåledare L. En första data- enhet Dl är kopplad via en första adapter Al till tvåledaren.

En andra dataenhet D2 är kopplad via en andra adapter A2 till tvâledaren. Företrädesvis är båda adaptrarna utformade på det 3A. I båda överföringsriktningarna är sätt, som visas i fig. kan' 461 367 4 10 15 20 25 30 35 signalen en basbandssignal, Basbandssignalerna kan ha lika kodning och samma bítantal per sekund, men detta är inte helt nödvändigt.

I den i fig. 2 starkt schematiskt visade utföríngsformen av en nätkonfiguratíon enligt uppfinningen innefattar en central kabelkoncentrator f ett ringnät med ett uttag med en media- accessenhet omfattande ett relä R för varje till systemet ansluten perifer enhet PE. Närmare beskrivning av en media- accessenhet kommer att ges längre fram. Enligt uppfinningen är den vid dylika Token Ring-system normalt använda tväparts- kabeln utbytt mot en tvâtrâdskabel eller lämpligare en koaxíalkabel 2'med enkel ledare t.ex. RG 62. vilken kabel är kopplad till en adapter APE respektive AHAU på var sida.

Man utnyttjar således ett befintligt kablage med koaxialkabel.

Eftersom Token Ring arbetar t.ex. med datahastigheten 4 Mbit/s eller 16 Mbit/s krävs att man har koaxialkabel. åtminstone på längre sträckor.

Eftersom trafiken i s.k. basbandsöverföring. trafiken kodad i s.k. Manchesterkod (DFM). i kabelkoncentratorn och de perífera enheterna går i båda rikt- ningarna på en gång. dvs. trafiken på kabeln går med full duplex. måste koaxialanslutningen klara detta. Vidare måste t.ex. med data- Token Ring mellan man överföra den likström från den perífera enheten PE. som styr reläet R i kabelkoncentratorn.

Detta kan man klara genom att ansluta den relativt enkla adaptern i var ände av koaxialkabeln. Adaptern innehåller en s.k. hybrid-koppling, dvs. en koppling som separerar sändare- och mottagare-data från varandra. samt elektronik. som överför likströmmen utan att påverka datasignalen.

Varje adapter APE. AMAU har en sändarbuffert. en mottagar- buffert och en gaffelkoppling. som hindrar adapterns sändar- signal att påverka den egna mottagaren. 10 15 20 25 30 35 461 367 Adapterkortet APE (fig. 3A) ansluts i den mot den perifera enheten PE vända änden till det gränssnitt, som normalt matar en fyrtrâdskabel. nod A, B, G och H. TS och TM är transforma- torer med en omsättning som kan vara 2:1; en för sändning och en för mottagning. Man har ofta tillgång till en drivspänning på 5 V från ett uttag på den perifera enheten PE och denna kan då utnyttjas för att driva i adaptern ingående enheter, såsom förstärkare. Det bör lämpligen vara en viss skillnad mellan ' drivspänningen till ett signalöverförande element och signa- lens sígnalnivå. varför det kan vara lämpligt att tillfälligt sänka sígnalnivån inne i adaptern APE. vilket görs med trans- formatoromsättningen 2:1. Vid tillgång på högre drivspänning kan transformatorernas TS och TM omsättningar väljas på annat sätt. Den seriella datasígnalen överförs med s.k. differenti- ell Manchester-kod (DFM). vilket innebär att signalen ej har någon líkspänningskomposant. varigenom signalen kan överföras via transformatorer utan att förvrängas. Den perífera enhetens sändare skickar ut signalen i form av en fyrkantvâg med spänn- vidden 11,85 V mellan noderna A och B. Signalen matas från adaptern APE via koaxialkabeln KOAX till adaptern AMAU och når mediaaccessenheten MAU i nod C och D och överförs via en 3C) till ringen. Transformatorn TRl är inkopplad till ringen av relä- transformator TRl i mediaaccessenheten MAU (se fig. kontakter RSl och RS3 på sätt som kommer att beskrivas närmare längre fram.

Signalen kommer från ringen via reläkontakter RMl och RM3 till en transformator TR2 i mediaaccessenheten MAU. vilken trans- formator matar ut signalen i noderna E och F på trådparet för mottagning. När signalen senare när den perífera enheten PE i noderna G och H är den dämpad. Dämpningen beror på den totala kabellängden från den föregående sändaren. som är inkopplad på ringen.

I adaptern APE är ett lâgohmigt motstånd Rt kopplat att belasta sändutgången från den perifera enheten PE med en last som är ekvivalent med det normalt anslutna trådparet. Normal linjeimpedans för IBM:s Token Ring är 150 Q, och för ett 461 367 10 15 20 25 30 35 dylikt användningsområde väjs Rt lämpligen till 150 Q. De två buffertarna 1 och 2 är förstärkare med spänningsförstärk- ningen l. Ingângarna är högohmiga. och utgångarna är lågohmiga.

TB är en balanseríngs-transformator med omsättningen 1:1 och mittuttag på primärsidan. Sekundärsidans ena ände är avkopplad till 0 V via en kondensator Ca. Den andra änden matar koaxial- kabeln KOAX.

Ett míttuttag på sändtransformatorn TS är kopplat till den signalmässigt avkopplade sidan (sekundärsidan) på balanse- ríngstransformatorn TB.

Det väsentliga med buffertarna 1 och 2 är i detta sammanhang att bufferten 1 har så lågohmig utgång som möjligt för att belasta ingångssidan på balanseríngstransformatorn TB så mycket som möjligt och att bufferten 2 har så högohmig utgång som möjligt för att belasta uttagssidan för signaler så litet som möjligt. Buffertarnas 1 och 2 egenskaper i den ände, som vänds mot den perifera enheten PE är av mindre betydelse och kan därför väljas mera fritt.

Adaptern AMAK vid koncentratorn har med adaptern APE analog uppbyggnad.

Adapterkortet AMAU (fíg. 3B) ansluts i MAU-änden till det gränssnitt. som normalt matar fyrtrâdskbeln med noderna C. D, E och F. TS' och TM' är transformatorer med omsättningen 2:1. en för sändning och en för mottagning. Ett lâgohmigt motstånd Rt' på t.ex. 150 ohm belastar mottagningssignalen från media- accessenheten HAU med en belastning. som är ekvivalent med det normalt anslutna trådparet.

De två buffertarna 3 och 4 är förstärkare med spänningsför- stärkningen 1. Ingångarna är högohmiga, och utgångarna är låg- ohmíga.

TB' är en balanseringstransformator med omsättningen 1:1 och Qi 10 15 20 25 30 35 7 461 367 med mittuttag på primärsidan (vänt mot MAU). Sekundärsidans ena ände är avkopplad till O V via en kondensator Ca'. Den andra änden matar koaxialkabeln KOAX.

Den signalmässigt avkopplade sidan på balanseringstransforma- torn TB' är kopplad till mittuttaget på sändtransformatorn TS'. Koaxialkabelns KOAX mittledare, som är ansluten till sekundärlindníngarna på balanseringstransformatorerna TB, TB'h kommer att ha en likspänningspotential, som bestäms av styr- logiken i den perifera enheten PE, som t.ex.

(PC). är en persondator Likströmmen till reläet R flyter från den perifera enhetens PE styrlogik till den i adaptern APE befintliga sändtransforma- torns TS míttuttag på primärsidan och flyter sedan genom balanseríngstransformatorns TB sekundärlindning ut på koaxial- kabelns KOAX mittledning.

I adaptern AMAU vid kabelkoncentrator-sidan flyter likströmmen från kabeln KOAX genom lindningen på kabelsidan i balanse- ringstransformatorn TB', vidare till mittuttaget i sändnings- transformatorns TS' sekundärsída och ut till reläspolen R i MAU via noderna C och D.

Returströmmen från reläet överförs till adapterns AMAU mot- tagartransformator TM' i noderna E och F och återförs till potentialen D V vid transformatorns TM' mittuttag på kabel- koncentrator-sidan. Returströmmen går sedan via koaxialkabelns skärm tillbaka till den perifera enhetens PE adapter APE och via mittuttaget i dess mottagartransformator TM till en trans- formator i PE. noderna G och H. Mittuttaget i den periera enhetens PE transformator återför strömmen till 0 V.

Enheterna vid koncentratorn har företrädesvis en gemensam drivspänningsförsörjning med spänningen V. Om drivspänningen V skulle falla bort.

Därför kan t.ex. i âterföringen till potentialen OV vid trans- bör även drivningen av reläet R upphöra. formatorns TM' mittuttag en strömställarkoppling vara inkopp- 461 367 8 10 15 20 25 30 35 lad omfattande t.ex. en switch-transistor 5 med sin kollektor- -emítter-sträcka kopplad i återföringen och sin bas via ett motstånd 6 kopplad till spänningen V. Transistorn 5 hålls bottnad så länge som spänningen V finns. men om spänningen V bortfaller spärras transistorn. vid sändning av data från den perifera enheten PE till ringen vid MAU matar sändaren i PE via transformatorn TS sänd-buffer- ten l. som driver balanseringstransformatorn TB. Transforma- torns TB primärsída har ett mittuttag. som via ett motstånd Rb är anslutet till O V1 Motståndet har värdet Z0/4, där Z0 är impedansen hos koaxialkabeln KOAX (t.ex. 93 ohm), som är an- sluten över transformatorns TB sekundärlindning. Koaxial- kabelns KOAX impedans överförs av transformatorn TB till den övre delen av primârlindningen. och eftersom omsättningen mellan sekundärlindningen och halva primärlindningen är 2:1 blir impedansomsättningen 4:1. Sändbufferten l matar alltså en last bestående av den övertransformerade koaxialimpedansen (t.ex. 93/4=23.2S ohm) i serie med motståndet Rb, som också har samma värde (23,25 ohm).

Utspänningen från bufferten l kommer därvid att delas upp i två lika stora delar. en del över motståndet Rb och en del över den övre halvan av transformatorns TB primärlindning. Den undre halvan av primärlindningen erhåller samma spänning och polaritet som den övre halvan. dvs. samma spänning som över motståndet Rb. Eftersom motståndet och den undre halvan är sammanbundna i en punkt och har samma spänning. kommer spän- ningen in till mottagarbufferten 2 att bli o v. dvs. trans- formatorkopplingen ser till att den sända signalen ej matas till mottagaren.

Spänningen ut på koaxialkabeln KOAX blir två gånger den över halva primärlindningen. dvs. lika stor som signalen från sänd- -bufferten l.

En mottagen signal från koaxialkabeln KOAX matas via trans- formatorn TB till mottagarbufferten 2. Den del av transforma- f'> 10 15 20 25 30 35 9 461 367 torn TB. som är ansluten till sänd-bufferten 1. är signalmäs- sigt jordad, eftersom sänd-buffertens 1 utgång är lâgohmíg.

Signalen in till mottagar-bufferten 2 blir lika stor som sig- nalen frän koaxialkabeln KOAX.

Motståndet Rb belastar transformatorn TB i mittuttaget, och ínímpedansen sett från koaxialkabeln blir Rbxá. vilket är lika med Z0.

Undertryckningen av den ena sändsígnalen till mottagaren i adaptern APE är inte fullständig. beroende på toleranser i motståndet Rb, toleranser på ZO i koaxialkabeln. kontakt- skarvar. strökapacítanser. samt att transformatorn TB ej är ideal.

Denna rest av sändsígnalen kommer att adderas till den signal, som mottages från koaxíalkabeln KOAX. och mottagaren i den perifera enheten PE kommer att uppfatta felet i form av ett tidsjítter.

Kvoten mellan nyttosignalen från mediaaccessenheten MAU i kabelkoncentratorn och felsignalen kommer att bestämma hur stort jíttret blir.

Fig. 3C visar ett vanligt utförande på en mediaaccessenhet MAU med reläets R reläkontakter och kopplad till ringen. Reläet R har växelkontakterna RS1. RS3, RMI. RM3 och brytkontakterna RS2, RS4, RM2, RM4. Fig. 3C visar kontakterna i det läge de intar, när den perifera enheten PE är inkopplad på ringen, och således reläet R är aktiverat. Då sänds data från adapterns AMAU sändledare C och D i fyrtrådskabeln C. D. E. F via relä- kontakterna RSl respektive RS3 ut på ledarparet Tl. T2. och data från ledarparet T3. T4 mottas av mottagningstrâdarna E och F via kontakterna RMI respektive RM3. När den perifera enheten PE frånkopplar sig från ringen. dvs. dess likspån- ningsförsörjning av reläet R upphör, så att det inaktiveras. ställs de i fig. 3C visade reläkontakterna åt vänster. Ringen sluts genom att ledaren T5 kopplas till ledaren T3 via kon- 461 567 1° 10 15 20 25 takten RM2 och till ledaren Tl via kontakten RS2. och genom att ledaren T6 kopplas till ledaren T4 via kontakten RM4 och till ledaren T2 via kontakten RS4. Detta gör att man företrä- desvis har två kontakter på var och en av ledarna T5 och T6. 0 Sekundärsidan på transformatorn TRl kopplas ihop med primär- sidan på transformatorn TR2 via de båda ledarna T7 och T8 med kontakterna RSl. RHl och RS3. RM3.

Uppfínningsidén går också utmärkt bra att tillämpa vid t.ex. överföring över en viss sträcka med tidsmultiplexering i båda ändar. En fördel med uppfinningen är att man i och för över- föringen över kabeln inte behöver samordna tidsmultiplex- enheterna på var sida om kabeln med varandra. Sändning och mottagning av data över tvåledarförbindelsen har inget samband med varandra. Fig. 4 visar en utföringsform med digital tids- delad multiplexor TDMl och TDM2 på båda sidor om en tvåledare L2. kopplad till denna via en adapter av den typ. som visas i fig. 3a. Till multiplexorn TDMI är dataenheter a-d kopplade.

Till multiplexorn TDM2 är dataenheter a'-d' kopplade. Enheter- na a och a' kommunicerar med halv duplex. Så gör även enheter- na b-b'. c-c', d-d'. Såsom visas med pilarna mellan enheterna och multiplexorerna tar enheten a emot samtidigt som enheten b sänder och enheten c sänder samtidigt som enheten d tar emot.

Således kan de fyra förbindelserna med tidsmultiplex överföras med basbandsöverföring på en förbindelse. som arbetar med full duplex.

Många modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningen.

F;

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 ll 461 567 Patêfltkíâll

1. Nätarrangemang för dataöverföring mellan minst två enheter (PE. MAU) med basbandsöverföring och full-duplex över en över- föringskanal, k ä n n e t e c k n a t av att överförings- kanalen omfattar en tvåledarförbindelse (L: KOAX: Ll) med en adapter (Al. AZ; APE. AMAU; ATl, AT2) på var sida. varvid varje adapter är kopplad till den ena av nämnda enheter (Dl, D2; PE, MAU; TDMl. TDM2) och har en sändande fil (TS. TS') för att mottaga data, som skall sändas ut på tvâledarförbindelsen till den andra adaptern, en mottagande fil (TM. TM') för att till sin tillkopplade enhet överföra data utsända över två~ ledarförbindelsen från den andra enheten. samt en utsorte- ringskoppling (TB. Rb, 1, 2; TB'. Rb'. 3. 4). som sorterar ut det data ur tvâledarförbindelsen. som adaptern inte själv sänder ut på denna. och matar detta data till den mottagande filen (TM, TM').

2. Nätarrangemang enligt krav l. k ä n n e t e c k n a t av att i varje adapter utsorteríngskopplingen innefattar en gaffelkoppling med en balanseringstransformator (TB, TB') med sin primärsida uppdelad i två lika delar och med var sin av dessa delar kopplad till den sändande filen respektive den samt ett mittuttag på primärsidan, som via Rb') är kopplat till jord. mottagande filen. ett motstånd (Rb. k ä n n e t e c k n a t av

3. Nätarrangemang enligt krav 2. att till den sida av balanseringstransformatorns primärsida. som är kopplad till den sändande filen, är utgången på en första buffertkrets (1: 3) med lâgohmig utgång kopplad. och till den sida av balanseringstransformatorns primärsida, som är kopplad till den mottagande filen. är ingången på en andra buffertkrets (2: 4) med högohmig ingång kopplad.

4. Nätarrangemang enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t av att ena av nämnda enheter (MAU) är inkopplad som en del i ett ringnât (fig. 2 och fig. 3a-3c). 461 367 10 15 20 25 12

5. Nätarrangemang enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a t av att ringnätet är bildat i form av en kabelkoncentrator med ett reläarrangemang (R) för varje förbindelse med en periferí enhet (PE). vilken reläenhet med styrning från den perifera enheten (PE) kopplar till eller från reläet genom att sända en likströmssígnal genom en uppkopplad líkströmsbana genom båda adaptrarna och tvâledarförbindelsen till reläets spole.

6. Nätarrangemang enligt något av föregående krav, k ä n ~ n e t e c k n a t av att tvâledarförbindelsen är en koaxial- kabel.

7. Nätarrangemang enligt något av föregående krav. k ä n - n e t e c k n a t -av att den sändande filen i adaptern (APE) innefattar en transformator (TS) och buffertkopplingen (1) med lågohmíg utgång.

8. Nätarrangemang enligt något av föregående krav. K ä n - n e t e c k n a t av att den mottagande filen i adaptern (APE) innefattar buffert-kopplingen (2) med högohmig ingång och en transformator (TM).

9. Nätarrangemang enligt något av krav 1-3. 6-8, k ä n n e - t e c k n a t av att till varje adapter (ATl, AT2) på var sida om tvâledarförbindelsen (L2) är en digital. tidsdelad multiplexor (TDMl. TDM2) kopplad. I)