DE3332006C2 - Bidirektionaler Regenerator für blockweise übertragene serielle Impulsfolgen - Google Patents

Abstract

Bidirektionale Regeneratoren (Busrefresher) regenerieren die Impulse serieller Impulsfolgen nach Amplitude und Kurvenform und ermöglichen Busverzweigungen. Nach einem Bruch oder Kurzschluß des Kabels auf einer Kabelseite werden die vom Busrefresher regenerierten Impulse an der Schadenstelle reflektiert, und die reflektierten Signale werden dem Busrefresher zugeführt. Um zu verhindern, daß die dem Busrefresher zugeführten reflektierten Signale auf die andere, nicht gestörte Kabelseite übertragen werden, schaltet der Richtungsdiskriminator des Busrefreshers erst in den Ruhezustand zurück, wenn dem Busrefresher von beiden Kabelseiten keine Impulse mehr zugeführt werden. Um die Auswirkung der Zeitkonstante der Verstärkungsregelung der Eingangsverstärker des Busrefreshers zu eliminieren, ist der Empfangsverstärker auf der Kabelseite, in die gesendet wird, auf maximale Verstärkung geschaltet. In einer Weiterbildung des Busrefreshers erfolgt beim Unterschreiten der Mindestdauer einer Impulsfolge eine Verriegelung des Sendeteils der zugehörigen Übertragungsrichtung. Die Verriegelung wird selbsttätig wieder aufgehoben, wenn für diese Übertragungsrichtung eine Impulsfolge eintrifft, die die Mindestdauer einer Impulsfolge nicht unterschreitet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen bidirektionalen Regenerator (Busrefresher) für blockweise übertragene serielle Impulsfolgen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Bidirektionale Busrefresher regenerieren die Impulse serieller Impulsfolgen, die auf längeren Kabelstrecken durch Dämpfung und/oder aufgrund von Laufzeiten verzerrt worden sind, nach Amplitude und Kurvenform. Weiterhin dienen sie zum Aufbau von Busverzweigungen in Form eines Sternverteilers, wobei für jede Verzweigung ein gesonderter bidirektionaler Busrefresher erforderlich ist. Ein bidirektionaler Busrefresher weist je einen Empfangsteil und je einen Sendeteil für jede der beiden Übertragungsrichtungen auf. Zwischen die Empfangsteile und die Sendeteile ist eine Einrichtung geschaltet, die die Impulse der dem bidirektionalen Busrefresher zugeführten Impulsfolgen regeneriert. Weiterhin ist ein Richtungsdiskriminator vorgesehen, der aus den dem bidirektionalen Busrefresher zugeführten Impulsen die jeweilige Übertragungsrichtung ermittelt und dasjenige Sendeteil freigibt, das der ermittelten Übertragungsrichtung zugeordnet ist.
• Nach einem Kabelbruch oder einem Kabelkurzschluß auf einer Kabelseite werden die von dem bidirektionalen Busrefresher auf der beschädigten Kabelseite eingespeisten Impulse an der Schadenstelle reflektiert, und die reflektierten Impulse werden dem Busrefresher zugeführt. Der bidirektionale Busrefresher ermittelt aus den reflektierten Impulsen die neue Übertragungsrichtung, regeneriert die reflektierten Impulse und speist sie auf der nicht beschädigten Kabelseite ein. Die Störung der einen Kabelseite wirkt sich somit auch auf die andere, nicht gestörte Kabelseite aus.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bidirektionalen Busrefresher der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einem Kabelbruch oder einem Kabelkurzschluß auf einer Kabelseite verhindert, daß dem bidirektionalen Busrefresher von der beschädigten Kabelseite zugeführte, reflektierte Impulse auf die nicht beschädigte Kabelseite übertragen werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.
• Aus der DE-AS 28 21 743 ist eine Echosperre mit einer pegelabhängigen Beeinflussung von Sende- und Empfangsweg und einer die Beeinflussung ausführenden Steuerschaltung, sowie einem eingangsseitig mit dem Sende- und Empfangsweg und ausgangsseitig mit der Steuerschaltung verbundenen Tonempfänger zur Blockierung der Steuerschaltung bekannt. In der bekannten Schaltungsanordnung ist der Tonempfänger eingangsseitig über einen Umschalter angeschaltet, der abhängig vom Ausgang der Vergleichsschaltung gesteuert wird.
• Aus der DE-OS 25 15 275 ist ein Datenübertragungs- und Vermittlungssystem für Duplexverkehr bekannt. Dieses Duplexsystem weist eine Zentrale und eine Vielzahl von Außenstellen auf, die sämtlich untereinander mittels eines Übertragungsmediums verbunden sind, über welches Daten in entgegengesetzten Richtungen übermittelt werden können. Eine Vielzahl von Betriebsabschnitten, die jeweils zwei Stationen miteinander verbinden, ist so ausgelegt vorgesehen, daß jeweils übertragene Daten in entgegengesetzten Richtungen empfangen und regeneriert werden können. Über entsprechende Verstärker können in den Außenstellen Daten aufgenommen und ausgesendet werden. Jeder dieser Verstärker weist einen ersten Richtungskoppler zur Überkopplung von Signalen vom Verstärker auf das Übertragungsmedium in der einen Richtung und einen zweiten Richtungskoppler zur Überkopplung von Signalen vom Verstärker auf das Übertragungsmedium in der entgegengesetzten Richtung auf, wobei Datensignale im gleichen Übertragungsmedium gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen übermittelt werden können. Des weiteren ist in den einzelnen Verstärkern eine Rückschleifeinheit vorgesehen, die auf Befehl die empfangenen Daten in der einen oder anderen Richtung weiterleitet und gegebenenfalls die empfangenen Datensignale in den einzelnen Außenstellen in entgegengesetzter Richtung auf das übertragungsmedium zurücküberträgt, und zwar mit Hilfe des jeweils zugehörigen ersten oder zweiten Richtungskopplers.
• Aus der US-PS 35 81 006 ist eine Steuereinrichtung (Repeater) für ein Datenübertragungssystem bekannt, die eine Datenübertragung jeweils nur in einer übertragungsrichtung erlaubt. Der Repeater ermittelt aus den ihm nach einer Übertragungspause zugeführten Impulsen die jeweilige Übertragungsrichtung und sperrt bis zum Ende der Impulsfolge über logische Verknüpfungsglieder in Form von NAND-Gattern die jeweils andere Übertragungsrichtung. Dieser Repeater ist jedoch nicht in der Lage, bei einem Kabelbruch oder einem Kabelkurzschluß auf einer Kabelseite zu verhindern, daß von der beschädigten Kabelseite dem Repeater zugeführte reflektierte Impulse auf die nicht beschädigte Kabelseite übertragen werden.
• Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 einen ersten bidirektionalen Busrefresher nach der Erfindung,
• Fig. 2 einen weiteren bidirektionalen Busrefresher nach der Erfindung und
• Fig. 3 eine Ausführungsform der Verknüpfungsschaltung 9 f der Fig. 2.
• Die Fig. 1 zeigt einen bidirektionalen Busrefresher 1, der zwischen eine erste Kabelseite 2 und eine zweite Kabelseite 3 geschaltet ist. Der bidirektionale Busrefresher 1 überträgt serielle Impulsfolgen, die ihm von der Kabelseite 2 zugeführt sind, auf die Kabelseite 3 und regeneriert gleichzeitig die einzelnen Impulse, aus denen eine Impulsfolge besteht, nach Amplitude und Kurvenform. In entsprechender Weise überträgt der bidirektionale Busrefresher 1 serielle Impulsfolgen, die ihm von der Kabelseite 3 zugeführt sind, auf die Kabelseite 2. Diese Übertragung der Impulsfolgen erfolgt auch dann, wenn nur Teilnehmer auf einer der beiden Kabelseiten 2, 3 untereinander Informationen austauschen.
• Der bidirektionale Busrefresher 1 weist zwei Empfangsteile 4 und 5 sowie zwei Sendeteile 6 und 7 auf. Die Empfangsteile 4 und 5 bestehen aus je einem Eingangsverstärker 4 a bzw. 5 a sowie aus einer diesen nachgeschalteten Torschaltung 4 b bzw. 5 b. Die Eingangsverstärker 4 a und 5 a sind von geregelter Verstärkung auf maximale Verstärkung umschaltbar. Der Ausgang des Empfangsteils 4 und derjenige des Empfangsteils 5 sind mit den Eingängen einer Einrichtung 8 verbunden, die die ihr von den Empfangsteilen zugeführten Impulse nach Amplitude und Kurvenform regeneriert. Der Ausgang der Einrichtung 8 ist mit den Sendeteilen 6 und 7 verbunden. Da jeweils nur in einer Richtung Impulse übertragen werden können, braucht nur eine Einrichtung 8 zur Regenerierung der zu übertragenden Impulse vorgesehen zu werden. Weiterhin enthält der bidirektionale Busrefresher 1 einen Richtungsdiskriminator 9. Die Eingänge des Richtungsdiskriminators 9 sind mit den Ausgängen der Eingangsverstärker 4 a und 5 a verbunden. Der Richtungsdiskriminator 9 enthält ein ODER-Glied 9 a, dem ein monostabiler Multivibrator 9 b nachgeschaltet ist. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b ist über einen Invertierer 9 c mit den Reseteingängen R zweier Flip-Flops 9 d und 9 e verbunden. Der Setzeingang des Flip-Flops 9 d ist mit dem Ausgang des Empfangsteils 4 verbunden und der Setzeingang des Flip-Flops 9 e ist mit dem Ausgang des Empfangsteils 5 verbunden. Die Ausgänge der Flip-Flops 9 dund 9 e sind gleichzeitig die Ausgänge des Richtungsdiskriminators 9. Der Ausgang Q des Flip-Flops 9 d steuert den Empfangsteil 5 und den Sendeteil 7, während der Ausgang Q des Flip-Flops 9 e den Empfangsteil 4 und den Sendeteil 6 steuert.
• Für die folgende Beschreibung der Funktionsweise des bidirektionalen Busrefreshers 1 wird davon ausgegangen, daß von beiden Kabelseiten 2 und 3 den Empfangsteilen 4 bzw. 5 des bidirektionalen Busrefreshers 1 keine Impulse zugeführt werden. Dies bedeutet, daß den beiden Eingängen des Richtungsdiskriminators 9 ein "0"-Signal zugeführt wird. Am Ausgang des ODER-Gliedes 9 a steht ebenfalls ein "0"-Signal an, das dem monostabilen Multivibrator 9 b zugeführt ist. Der Invertierer 9 c invertiert das am Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b anstehende "0"-Signal in ein "1"-Signal, das den Reseteingängen R der Flip-Flops 9 d und 9 e zugeführt ist. Damit steht sowohl am Ausgang des Flip-Flops 9 d als auch am Ausgang des Flip-Flops 9 e ein "0"-Signal an. Diese "0"-Signale sperren die Torschaltungen 6 b und 7 b. Über Invertierer 4 c und 5 c öffnen diese "0"-Signale die Torschaltungen 4 b und 5 b. Außerdem schalten die "0"-Signale die Eingangsverstärker 4 a und 5 a auf geregelte Verstärkung. Wird dem bidirektionalen Busrefresher 1 jetzt von der Kabelseite 2 eine Impulsfolge zugeführt, so erhält der Richtungsdiskriminator 9 über den Ausgang des Eingangsverstärkers 4 a die verstärkten Impulse der Impulsfolge. Die geregelte Verstärkung des Eingangsverstärkers 4 a gleicht dabei die z. B. von der Entfernung zur sendenden Station abhängige Dämpfung der Impulse aus. Beim ersten Impuls der Impulsfolge steht am Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b ein "1"-Signal an, das durch den Invertierer 9 c in ein "0"-Signal invertiert wird. Damit verschwindet das Resetsignal der Flip-Flops 9 d und 9 e. Da nur dem Flip-Flops 9 d über die geöffnete Torschaltung 4 b ein Setzsignal zugeführt wird, steht am Ausgang Qdes Flip-Flops 9 d ein "1"-Signal an, während am Ausgang Q des Flip-Flops 9 e weiterhin ein "0"-Signal ansteht. Das "1"-Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 9 d öffnet die Torschaltung 7 b des Sendeteils 7 und sperrt über den Invertierer 5 c die Torschaltung 5 b des Empfangsteils 5. Außerdem schaltet das "1"-Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 9 d den Eingangsverstärker 5 a des Empfangsteils 5 auf maximale Verstärkung. Die dem bidirektionalen Busrefresher 1 von der Kabelseite 2 zugeführte und von dem Eingangsverstärker 4 a auf einen vorgegebenen Pegel verstärkte Impulsfolge wird über die geöffnete Torschaltung 4 b der Einrichtung 8 zugeführt, die die Impulse der Impulsfolge nach Amplitude und Kurvenform regeneriert. Das Ausgangssignal dieser Einrichtung ist über die geöffnete Torschaltung 7 b und den Ausgangsverstärker 7 a des Sendeteils 7 der anderen Kabelseite 3 zugeführt. Die Kippzeit des monostabilen Multivibrators 9 b ist so ausgewählt, daß sie einerseits größer als der doppelte Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen einer Impulsfolge und andererseits kleiner als die kleinste systembedingte Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsfolgen ist. Das bedeutet, daß während der gesamten Dauer einer Impulsfolge am Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b ein "1"-Signal ansteht und daß an den Reseteingängen der Flip-Flops 9 d und 9 e in dieser Zeit ein "0"-Signal ansteht. Die Zeit innerhalb derer am Ausgang des monostabilen Multivibrators ein "1"-Signal ansteht, wird auch als Empfangsrahmen bezeichnet. Nach dem Ende des letzten auf die Kabelseite 3 übertragenen Impulses einer Impulsfolge steht am Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b wieder ein "0"-Signal an, und an den Reseteingängen der Flip-Flops 9 d und 9 e steht ein "1"-Signal an. Damit steht auch am Ausgang des Flip-Flops 9 d wieder ein "0"-Signal an, das die Torschaltung 7 b sperrt, die Torschaltung 5 b öffnet und den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 5 a auf geregelte Verstärkung zurückschaltet. Beginnt jetzt eine Impulsfolge auf der Kabelseite 3, so erfolgt über den Empfangsteil 5. die Einrichtung 8, die die dem bidirektionalen Busrefresher zugeführten Impulse regeneriert, und den Sendeteil 6 die Impulsübertragung in entsprechender Weise wie bei der obenbeschriebenen Übertragung von der Kabelseite 2 zur Kabelseite 3.
• Geht man wieder von einer Übertragung von der Kabelseite 2 zur Kabelseite 3 aus und nimmt an, daß z. B. auf der Kabelseite 3 ein Kabelbruch eingetreten ist, so werden die an der Bruchstelle eintreffenden Impulse reflektiert und dem Empfangsteil 5 des bidirektionalen Busrefreshers zugeführt. Die Amplitude der reflektierten Impulse ist aufgrund der Leitungsdämpfung um so kleiner je weiter die Bruchstelle von dem bidirektionalen Busrefresher 1 entfernt ist. Geht man davon aus, daß die Mindestdauer einer Impulsfolge 24 µs beträgt und daß sich die Impulse mit einer Geschwindigkeit von 4 µs/km ausbreiten, so treffen bei einem Kabelbruch in einer Entfernung von 1 km vom Busrefresher 1 die reflektierten Impulse nach 8 µs, also noch während der Übertragung der Impulsfolge, am Empfangsteil 5 des Busrefreshers ein. Die reflektierten Impulse sind bis zum Ende der Übertragung der Impulsfolge den regenerierten Impulsen auf der Kabelseite 3 überlagert. Nach der Übertragung des letzten Impulses einer Impulsfolge sind dem Empfangsteil 5 nur noch die reflektierten Impulse zugeführt. Da die Torschaltung 5 b gesperrt ist, werden die von dem Eingangsverstärker 5 a mit dem maximalen Verstärkungsfaktor verstärkten reflektierten Impulse dem ODER-Glied 9 a des Richtungsdiskriminators 9 zugeführt. Da die Übertragungsrichtung noch immer von der Kabelseite 2 zur Kabelseite 3 geschaltet ist, werden die reflektierten Impulse nicht auf die Kabelseite 2 übertragen. Erst nach dem letzten Impuls der reflektierten Impulsfolge und nach Ablauf der Kippzeit des monostabilen Multivibrators 9 b steht an den Reseteingängen R der Flip-Flops 9 d und 9 e ein "1"-Signal Signal und an den Ausgängen Q ein "0"-Signal an. Dies entspricht dem Ruhezustand, von dem oben ausgegangen wurde. Würde bereits nach der Übertragung des letzten Impulses einer Impulsfolge auf den Ruhezustand zurückgeschaltet werden, so würden bei dem angenommenen Kabelbruch die reflektierten Impulse von der Kabelseite 3 auf die Kabelseite 2 übertragen werden, und zwar würden bis zu 8 µs nach der Übertragung des letzten Impulses einer Impulsfolge reflektierte Impulse auf die Kabelseite 2 übertragen werden. Diese Impulse würden sich den Impulsen einer z. B. 5 µs nach dem Ende der letzten Impulsfolge beginnenden neuen Impulsfolge überlagern und eine Störung verursachen, auch wenn die Übertragung nur zwischen zwei Stationen auf der - ungestörten - Kabelseite 2 erfolgen würde.
• Die Erfindung ermöglicht es, im Fall eines Kabelbruches oder eines Kabelkurzschlusses auf einer Kabelseite auf der anderen Kabelseite einen ungestörten Betrieb aufrechtzuerhalten. Da der Eingangsverstärker auf der sendenden Seite des erfindungsgemäßen Busrefreshers auf maximale Verstärkung geschaltet ist, steht für die Erfassung der reflektierten Impulse sofort die volle Verstärkung des Eingangsverstärkers zur Verfügung. Ohne diese Maßnahme würde sich der Verstärkungsfaktor während der Sendung der regenerierten Impulsfolge auf einen niedrigen Wert einstellen. Erst nach Ende der Impulsfolge würde sich der Verstärkungsfaktor mit der Zeitkonstante der Verstärkungsregelung auf einen höheren Wert einstellen, der der Amplitude der reflektierten Impulse entspricht. Insbesondere bei stärker gedämpften reflektierten Impulsen besteht die Gefahr, daß während dieser Nachregelzeit eintreffende reflektierte Impulse nicht dem Richtungsdiskriminator 9 zugeführt werden und daß dieser zu früh in den Ruhestand zurückschaltet. Die danach eintreffenden reflektierten Impulse würden von dem Richtungsdiskriminator 9 als neue Impulsfolge gedeutet und auf die andere Kabelseite übertragen werden.
• Sind die reflektierten Impulse so stark gedämpft, daß auch bei maximaler Verstärkung die am Ausgang des Eingangsverstärkers anstehende Spannung kleiner als der Schwellwert für ein "1"-Signal bleibt, so stören diese Impulse nicht, da sie von dem Busrefresher nicht auf die andere Kabelseite übertragen werden können. Für den Fall, daß einzelne Impulse einer derartigen reflektierten Impulsfolge jedoch so groß sind, daß sie den Schwellwert für ein "1"-Signal überschreiten, zeigt die Fig. 2 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Busrefreshers, der nach dem ersten Auftreten einer Impulsfolge, die kürzer als die systembedingt kürzeste zu übertragende Impulsfolge ist, den Sendeteil derjenigen Übertragungsrichtung verriegelt, in die die zu kurze Signalfolge übertragen worden ist. Der Busrefresher nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Busrefresher nach Fig. 1 durch die Ausgestaltung des Richtungsdiskriminators und durch die Ausgestaltung der Torschaltungen der Sendeteile, die einen weiteren Steuereingang aufweisen. Für gleiche Schaltungsteile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Richtungsdiskriminator 9 weist zusätzlich eine Verknüpfungsschaltung 9 f auf, die unten anhand der Fig. 3 erläutert ist. Die Verknüpfungsschaltung 9 f weist vier Eingänge und zwei Ausgänge A 1 und A 2 auf. Der Eingang der Verknüpfungsschaltung 9 f, der mit dem Ausgang Q des Flip-Flops 9 d verbunden ist, ist in der Fig. 3 mit E 1 bezeichnet. Der Eingang der Verknüpfungsschaltung 9 f, der mit dem Ausgang des Invertierers 9 c verbunden ist, ist in der Fig. 3 mit E 2 bezeichnet. Der Eingang der Verknüpfungsschaltung 9 f, der mit dem Ausgang der Einrichtung 8 verbunden ist, die die zu übertragenden Impulse regeneriert, ist in der Fig. 3 mit E 3 bezeichnet, und der Eingang der Verknüpfungsschaltung 9 f, der mit dem Ausgang Q des Flip-Flops 9 e verbunden ist, ist in der Fig. 3 mit E 4 bezeichnet. Die Torschaltungen der Sendeteile 6 und 7 sind mit den Bezugszeichen 6 c bzw. 7 c versehen. Sie weisen gegenüber den Torschaltungen 6 b und 7 b der Fig.1 je einen weiteren Steuereingang auf. Der Ausgang A 1 der Verknüpfungsschaltung 9 f ist mit dem zusätzlichen Steuereingang der Torschaltung 6 c verbunden, und der andere Ausgang A 2 der Verknüpfungsschaltung 9 f ist mit dem zusätzlichen Steuereingang der Torschaltung 7 c verbunden. Der Sendeteil 6 überträgt die Ausgangsimpulse der Einrichtung 8 auf die Kabelseite 2, wenn sowohl am Ausgang Q des Flip-Flops 9 e als auch am Ausgang A 1 der Verknüpfungsschaltung 9 f ein "1"-Signal ansteht. Entsprechend überträgt der Sendeteil 7 die Ausgangsimpulse der Einrichtung 8 auf die Kabelseite 3, wenn sowohl am Ausgang Q des Flip-Flops 9 d als auch am Ausgang A 2 der Verknüpfungsschaltung 9 f ein "1"-Signal ansteht.
• Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Verknüpfungsschaltung 9 f der Fig. 2. Die Verknüpfungsschaltung 9 f weist vier Eingänge E 1 bis E 4 und zwei Ausgänge A 1 und A 2 auf, deren Verbindung zu den Schaltungsteilen der Fig. 2 oben beschrieben sind. Die Schaltungsanordnung 9 f weist einen Zähler 10, vier Flip-Flops 11 bis 14, drei ODER-Glieder 15 bis 17, drei UND-Glieder 18 bis 20 und eine Schaltungsanordnung 21 auf, die beim Einschalten der Versorgungsspannung +U des Busrefreshers einen Rücksetzimpuls erzeugt, der den Reseteingängen R des Zählers 10 sowie der Flip-Flops 11 bis 14 zugeführt ist. Die Schaltungsanordnung 21 enthält einen Invertierer 21 a, einen Kondensator 21 b und einen Widerstand 21 c, der mit der Versorgungsspannung +U verbunden ist. Beim Einschalten der Versorgungsspannung +U lädt sich der Kondensator 21 b auf die Versorgungsspannung +U auf. Während dieser Zeit steht am Ausgang der Schaltungsanordnung 21 ein "1"-Signal an. Dieses "1"-Signal setzt den Zähler 10 auf seine "0"-Stellung. Außerdem sorgt dieses Signal dafür, daß an den Ausgängen Q der Flip-Flops 11 bis 14 ein "0"-Signal und entsprechend an den invertierenden Ausgängen ≙ der Flip-Flops 12 und 13, die mit den Ausgängen A 2 bzw. A 1 der Verknüpfungsschaltung 9 f verbunden sind, ein "1"-Signal ansteht. Die Dateneingänge D der Flip-Flops 11 bis 14 sind mit der Versorgungsspannung +U verbunden, die einem "1"-Signal entspricht. Geht man zunächst von dem Ruhezustand aus, in dem dem Busrefresher 1 von beiden Kabelseiten 2 und 3 keine Impulse zugeführt werden, so steht am Ausgang des Invertierers 9 c und damit auch am Eingang E 2 der Verknüpfungsschaltung 9 f ein "1"-Signal an. Dieses "1"-Signal hält den Zähler 10 - unabhängig davon, ob dem mit dem Takteingang CK des Zählers 10 verbundenen Eingang E 3 der Verknüpfungsschaltung 9 f Zählimpulse zugeführt werden - in der "0"-Stellung fest. Das "1"-Signal am Ausgang des Invertierers 9 c setzt die Flip-Flops 9 d und 9 e zurück. Damit steht an deren Ausgängen Q und damit auch an den Eingängen E 1 und E 4 der Verknüpfungsschaltung 9 f ein "0"-Signal an.
• Im folgenden wird davon ausgegangen, daß dem Busrefresher Impulse auf der Kabelseite 2 zugeführt werden. Beim Eintreffen des ersten Impulses einer Impulsfolge steht am Ausgang des monostabilen Multivibrators 9 b ein "1"-Signal und am Ausgang des Invertierers 9 c ein "0"-Signal an. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 9 d wechselt von dem "0"-Signal in ein "1"-Signal. Die positive Flanke dieses, dem Takteingang CK des Flip-Flops 11 zugeführten Signals schaltet das am Dateneingang D anstehende "1"-Signal zum Ausgang Q weiter. Die von der Einrichtung 8 regenerierten Impulse sind über den Eingang E 3 dem Takteingang CK des Zählers 10 als Zählimpulse zugeführt. Hat der Zählerstand einen vorgegebenen Wert erreicht, steht am Ausgang des UND-Gliedes 18 ein "1"-Signal an, das zusammen mit dem "1"-Signal am Eingang E 1 das Flip-Flop 11 zurücksetzt. Da am Eingang E 4 ein "0"-Signal ansteht, bleibt das "0"-Signal am Ausgang des UND-Gliedes 20 erhalten. Am Ausgang Q des Flip-Flops 11 steht jetzt wieder ein "0"-Signal an. Das UND-Glied 18 verknüpft in dem hier zugrunde gelegten Beispiel die Ausgänge des Zählers 10 mit den Wertigkeiten "16" und "4", das heißt, am Ausgang des UND-Gliedes 18steht während des zwanzigsten Zählimpulses ein "1"-Signal an. Dieses "1"-Signal setzt - wie oben beschrieben - den Ausgang Q des Flip-Flops 11 auf 0. Mit dem Ende der übertragenen Impulsfolge steht am Ausgang des Invertierers 9 c ein "1"-Signal an. Dieses "1"-Signal ist dem Eingang E 2 der Verknüpfungsschaltung 9 f zugeführt und setzt den Zähler 10 auf die "0"-Stellung zurück. Außerdem schaltet die positive Flanke dieses Signals beim Übergang vom "0"-Signal zum "1"-Signal die an dem Dateneingang D der Flip-Flops 12 und 13 anstehenden "0"-Signale auf den zugehörigen Ausgang Q durch; an den Ausgängen A 1 und A 2 steht weiterhin ein "1"-Signal an.
• Geht man davon aus, daß die von der Einrichtung 8 abgegebenen regenerierten Impulse einen Abstand von 1 µs aufweisen, so entspricht der Zählerstand "20" einer Zeitdauer von 20 µs. Wie bereits oben beschrieben, wird davon ausgegangen, daß die Mindestdauer einer zu übertragenden Impulsfolge 24 µs beträgt, d. h. eine kürzere Signalfolge ist eine fehlerbehaftete Signalfolge. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß folgend auf einen Ruhezustand eine zu kurze Impulsfolge von beispielsweise 3 µs Dauer dem Busrefresher 1 von der Kabelseite 3 zugeführt ist, wie dies der Fall ist, wenn bei einem Kabelbruch auf der Kabelseite 3 nur einzelne reflektierte Impulse eine Amplitude aufweisen, die nach Verstärkung durch den Eingangsverstärker 5 a größer als der Schwellwert für ein "1"-Signal ist. Mit dem ersten dieser Impulse wechselt das Signal am Ausgang des Invertierers 9 c von einem "1"-Signal in ein "0"-Signal, und das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 9 e wechselt von einem "0"-Signal in ein "1"-Signal. Dieses Signal ist dem Eingang E 4 der Verknüpfungsschaltung 9 f zugeführt, und die positive Flanke dieses Signals schaltet das "1"-Signal am Dateneingang D des Flip-Flops 14 auf den Ausgang Q durch, so daß am Dateneingang D des Flip-Flops 13 ebenfalls ein "1"-Signal ansteht. Die von der Einrichtung 8regenerierten Impulse sind über den Eingang E 3 dem Takteingang CK des Zählers 10 als Zählimpulse zugeführt. Mit dem Ende der übertragenen Impulsfolge steht am Ausgang des Invertierers 9 c ein "1"-Signal an. Dieses "1"-Signal ist dem Eingang E 2 der Verknüpfungsschaltung 9 f zugeführt und setzt den Zähler 10 auf die "0"-Stellung zurück. Außerdem schaltet die positive Flanke dieses Signals beim Übergang vom "0"-Signal zum "1"-Signal das an dem Dateneingang D des Flip-Flops 13 anstehende "1"-Signal auf den Ausgang Q durch; an dem Ausgang A 1 steht ein "0"-Signal an, das eine weitere Übertragung der Ausgangsimpulse der Einrichtung 8 über den Sendeteil 6 auf die Kabelseite 2 verhindert. Der Sendeteil 6 ist solange verriegelt, bis von der Kabelseite 3 eine Impulsfolge eintrifft, die länger als die vorgegebene Zeitdauer - in diesem Beispiel 20 µs - ist. Auch während der Verriegelung des Sendeteils 6 ist eine Übertragung von Impulsen von der Kabelseite 2 auf die Kabelseite 3 möglich.
• Nach einer Reparatur des beschädigten Kabels hebt die Verknüpfungsschaltung 9 f des Richtungsdiskriminators 9 die Verriegelung des Sendeteils selbsttätig wieder auf, ohne daß hierfür von einer Bedienungsperson ein Schalter zu betätigen ist. Die erste für die verriegelte Übertragungsrichtung eintreffende Impulsfolge, die länger als die vorgegebene Zeitdauer ist, hebt die Verriegelung auf, wird jedoch noch nicht auf die andere Kabelseite übertragen. Auf die andere Kabelseite übertragen wird erst die darauffolgende Impulsfolge. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß am Ausgang A 1 ein "0"-Signal ansteht und der Sendeteil 6 verriegelt ist. Trifft jetzt von der Kabelseite 3 eine Impulsfolge ein, die länger als 20 µs ist, so erreicht der Zähler 10 mindestens den Zählerstand "20". Das UND-Glied 20 verknüpft das Ausgangssignal des UND-Gliedes 18 und das dem Eingang E 4 zugeführte "1"-Signal zu einem Resetsignal für das Flip-Flop 14, und am Ausgang Q des Flip-Flops 14 steht wieder ein "0"-Signal an. Mit dem Ende der Impulsfolge überträgt die dem Takteingang CK des Flip-Flops 13 zugeführte positive Flanke des Übergangs von dem "0"-Signal auf ein "1"-Signal das am Dateneingang D des Flip-Flops 13 anstehenden "0"-Signal auf den Ausgang Q des Flip-Flops 13. Damit steht am invertierenden Ausgang ≙ des Flip-Flops 13 und am Ausgang A 1 ein "1"-Signal an. Die Verriegelung des Sendeteils 6 ist aufgehoben, und die nächste auf der Kabelseite 3 auftretende Impulsfolge wird zur Kabelseite 2 übertragen.
• Aufgrund des symmetrischen Aufbaues der Verknüpfungsschaltung 9 f erfolgt in entsprechender Weise bei einer Beschädigung des Kabels auf der Kabelseite 2 die Verriegelung und die Entriegelung des Sendeteils 7.

Claims (4)

1. Bidirektionaler Regenerator (Busrefresher) für blockweise übertragene serielle Impulsfolgen mit je einem Empfangsteil und je einem Sendeteil für jede der beiden Übertragungsrichtungen, mit mindestens einer zwischen die Empfangsteile und die Sendeteile geschalteten Einrichtung, die die beim bidirektionalen Busrefresher zugeführten Impulsfolgen regeneriert, sowie mit einem Richtungsdiskriminator zur Ermittlung der jeweiligen Übertragungsrichtung aus den dem bidirektionalen Busrefresher zugeführten Impulsfolgen und zur Freigabe des der jeweiligen Übertragungsrichtung zugeordneten Sendeteils, dadurch gekennzeichnet,

- daß jeder Empfangsteil (4, 5) aus einem von geregelter Verstärkung auf maximale Verstärkung umschaltbaren Eingangsverstärker (4 a, 5 a) und einer diesem nachgeschalteten Torschaltung (4 b, 5 b) besteht,

- daß der Ausgang jedes Eingangsverstärkers (4 a, 5 a) mit einem Eingang des Richtungsdiskriminators (9) verbunden ist,

- daß der Richtungsdiskriminator (9) beim Beginn einer von einer Kabelseite (2 oder 3) zugeführten Impulsfolge den Sendeteil (7 bzw. 6) der zugeordneten Übertragungsrichtung freigibt, die Torschaltung (5 b bzw. 4 b) des der anderen Übertragungsrichtung zugeordneten Empfangsteils (5 bzw. 4) sperrt und den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers (4 a bzw. 5 a) dieses Empfangsteils (4 bzw. 5) auf maximale Verstärkung schaltet und

- daß der Richtungsdiskriminator (9) beim Auftreten einer Pause, die einerseits größer als der doppelte Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen einer Impulsfolge und andererseits kleiner als die kleinste systembedingte Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsfolgen ist, die Eingangsverstärker (4 a, 5 a) der beiden Empfangsteile (4, 5) auf geregelte Verstärkung schaltet, die Torschaltungen (4 b, 5 b) der beiden Empfangsteile (4, 5) freigibt und die beiden Sendeteile (6, 7) sperrt.

2. Busrefresher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Richtungsdiskriminator (9) ein ODER-Glied (9 a) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des einen Eingangsverstärkers (4 a) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des anderen Eingangsverstärkers (5 a) verbunden ist,

- daß dem ODER-Glied (9 a) ein monostabiler Multivibrator (9 b) nachgeschaltet ist, dessen Kippzeit größer als der doppelte Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen einer Impulsfolge und kleiner als die kleinste systembedingte Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsfolgen ist,

- daß das invertierte Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators (9 b) den Reseteingängen zweier Flip-Flops (9 d, 9 e) zugeführt ist,

- daß der Setzeingang des ersten Flip-Flops (9 d) mit dem Ausgang der Torschaltung (4 b) des einen Empfangsteils (4) und der Setzeingang des zweiten Flip-Flops (9 e) mit dem Ausgang der Torschaltung (5 b) des anderen Empfangsteils (5) verbunden ist, wobei das Ausgangssignal des ersten Flip-Flops (9 d) als Richtungssignal für die eine Übertragungsrichtung und das Ausgangssignal des zweiten Flip-Flops (9 e) als Richtungssignal für die andere Übertragungsrichtung dient.

3. Busrefresher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Richtungsdiskriminator (9) die dem bidirektionalen Busrefresher zugeführte Impulsfolge auf ihre Länge überwacht und beim Unterschreiten einer vorgegebenen Zeitdauer, die kleiner als die systembedingt kürzeste Impulsfolge ist, den Sendeteil (6 oder 7) derjenigen Übertragungsrichtung, in die die fehlerhafte Impulsfolge übertragen wurde, verriegelt und

- daß der Richtungsdiskriminator (9) die Verriegelung wieder aufhebt, wenn dem bidirektionalen Busrefresher (1) für diese Übertragungsrichtung eine Impulsfolge zugeführt worden ist, die länger als die vorgegebene Zeitdauer ist.

4. Busrefresher nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß für die Verriegelung und Entriegelung des Sendeteils (7) für die eine Übertragungsrichtung ein drittes Flip-Flop (12) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang einer dem Ausgangsverstärker (7 a) des einen Sendeteils (7) vorgeschalteten Torschaltung (7 c) verbunden ist,

- daß der Dateneingang des dritten Flip-Flops (12) mit dem Ausgang eines vierten Flip-Flops (11) verbunden ist,

- daß für die Verriegelung und Entriegelung des Sendeteils (6) für die andere Übertragungsrichtung ein fünftes Flip-Flop (13) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang einer dem Ausgangsverstärker (6 a) des anderen Sendeteils (6) vorgeschalteten Torschaltung (6 c) verbunden ist,

- daß der Dateneingang des fünften Flip-Flops (13) mit dem Ausgang eines sechsten Flip-Flops (14) verbunden ist,

- daß dem Dateneingang des vierten und des sechsten Flip-Flops (11 bzw. 14) eine feste Spannung (+U) zugeführt ist,

- daß ein Zähler (10) vorgesehen ist, dessen Zähleingang die von der Einrichtung (8) regenerierten Impulse zugeführt sind,

- daß eine Schaltungsanordnung (21) vorgesehen ist, die beim Einschalten der Versorgungsspannung einen Resetimpuls erzeugt, der den Reseteingängen des Zählers (10) und des zweiten bis sechsten Flip-Flops (11 bis 14) zugeführt ist,

- daß das invertierte Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators (9 b) dem Zähler (10) als Resetsignal zugeführt ist und als Taktsignal für das dritte und fünfte Flip-Flop (12 bzw. 13) dient, die das an dem jeweiligen Dateneingang anstehende Signal auf dem Ausgang des entsprechenden Flip-Flops weiterschaltet,

- daß der Anfang des Richtungssignals für die eine Übertragungsrichtung als Taktsignal für das vierte Flip-Flop (11) dient und daß der Anfang des Richtungssignals für die andere Übertragungsrichtung als Taktsignal für das sechste Flip-Flop (14) dient und

- daß der Zähler (10) beim Erreichen eines der vorgegebenen Zeitdauer entsprechenden Zählerstandes einen Ausgangsimpuls abgibt, der dem Reseteingang des vierten oder des sechsten Flip-Flops (11 bzw. 14) zugeführt ist, wenn gleichzeitig das der entsprechenden Übertragungsrichtung zugeordnete Richtungssignal vorhanden ist.