-
-
Datenübertragungseinrichtung
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine wie im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebene Datenübertragungseinrichtung.
-
Eine derartige Datenübertragungsseinrichtung ist bereits aus der DE-AS
22 51 608 bekannt. Bei der bekannten Datenübertragungseinrichtung geben Modems der
Stationen Tonfrequenzimpulse an eine Busleitung ab.
-
Bei der bekannten Datenübertragungseinrichtung handelt es sich um
eine Fernwirkeinrichtung. Wenn die Fernwirkstation ein Impulstelegramm bzw. Datenprotokoll
abgeben will, gibt sie ein in der Fernwirkeinrichtung ohnehin zur Charakterisierung
einer Sendebefugnis oder Empfangsbereitschaft vorhandenes Steuerkriterium ab, das
unter anderem einen dem Sendemodulator des Modems nachgeschalteten Schaltverstärker
aktiviert oder deaktiviert.
-
Dieser Schaltverstärker und ein weiterer Schaltverstärker ermöglichen
es, für das Modem ein gemeinsames Sende- und Empfangsfilter zu verwenden. Die bekannte
Station kann an eine Vierdrahtbusleitung für Halbduplexbetrieb angeschlossen werden.
Hierfür ist eine Koppelvorrichtung erforderlich.
-
Koppelvorrichtungen zur Ankopplung des Modems einer Fernwirkstation
an eine Vierdrahtleitung sind aus der DE-AS 20 48 140 bekannt. Bei einer Ausführungsform
sind mehrere Gabeln vorgesehen, bei einer anderen Ausführungsform ist die Kopplungsvorrichtung
aus mehreren
rückwirkungsfreien Übertragungsvierpolen zusammengesetzt.
-
Ferner sind bereits Sender und Empfänger für Datensignale bekannt,
die Gleichspannungs- oder Gleichstromimpulse abgeben bzw. empfangen. Dabei sind
unsymmetrische und symmetrische Schnittstellen für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder
Mehrfachverbindungen bekannt. Eine Reihe von seriellen Schnittstellen erlauben nur
Punktzu-Punkt-Verbindungen, da sich an eine Leitung immer nur ein Treiber anschließen
läßt. Dies ist z.B. bei den weit verbreiteten Schnittstellen nach EIA-Standard RS232C,
RS-423A, RS-422A und den entsprechenden CCITT-Schnittstellen V24/V28, V10, Vll,
X26, X27 der Fall. Diese Schnittstellen sind z.B. aus der Druckschrift CCITT, Yellow
Book, Vol.VIII, Fascicle VIII.1, Seiten 27 bis 42, 43 bis 55, 97 bis 112, 161 bis
165 und Fascicle VIII.2, Seite 190 bekannt. Für viele Anwendungen ist dies zu wenig.
-
Ferner ist aus Elektronik 6/23.3.1984, Seite 24 eine serielle Schnittstelle
nach EIA-Standard RS485 bekannt, die Busverbindungen mit bis zu 32 Treibern gestattet.
-
Es gibt jedoch eine Vielzahl von Steuer- und Auswerte-Rechnern, die
mit einer seriellen Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle versehen und als Zentralstation
bzw.
-
Leitzentrale einer Datenfernübertragungseinrichtung geeignet sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenübertragungseinrichtung der
eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich mehrere Stationen an ein und
denselben Eingang der Zentralstation anschließen lassen, der eine serielle Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle
hat.
-
Gemäß der Erfindung wird die Datenübertragungseinrichtung der eingangs
genannten Art zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegebenen Weise ausgebildet. Dabei kann die der Zentralstation zugeordnete Koppelvorrichtung
unmittelbar oder über Modems einer Übertragungseinrichtung an die Zentralstation
angeschlossen sein. Dabei dienen die Pegelwandler der Koppelvorrichtung, die der
ersten Station zugeordnet sind, zur Ankopplung der Zentralstation an den Datenbus.
Die erste Station ist nicht an den Datenbus, sondern an die zwischen Zentralstation
und Pegelwandlern liegenden Datenleitungen angeschlossen.
-
Durch diese Maßnahmen lassen sich in vorteilhafter Weise mehrere Stationen
an ein und denselben Anschluß der Zentralstation anschließen, obwohl die Zentralstation
mit einer für Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgelegten Schnittstelle versehen ist.
Als Zentralstation bzw.
-
Leitstation dient dabei insbesondere ein Rechner.
-
Die Maßnahmen nach Anspruch 2 haben den Vorteil, daß an die erste
Koppelvorrichtung übliche Rechner als Zentralstation über Datenleitungen mit oder
ohne Modems angeschlossen werden können.
-
Bildet man die Datenübertragungseinrichtung entsprechend Anspruch
3 aus, so ergibt sich der besondere Vorteil, daß nicht nur die Zentralstation mit
den Stationen, sondern auch die Stationen untereinander Informationen austauschen
können und daß dabei sämtliche Koppelvorrichtungen zumindest weitgehend gleich aufgebaut
sind.
-
Die Maßnahmen nach Anspruch 4 tragen zu einem gleichen Aufbau der
Koppelvorrichtungen weiter bei.
-
Bei Anwendung der Maßnahmen nach Anspruch 5 lassen sich eine vielseitige
Verwendung der Stationen und ein Aufbau der Koppelvorrichtungen mit handelsüblichen
Standardbausteinen miteinander verbinden.
-
Die Datenübertragungseinrichtung ist besonders geeignet für Fernwirkeinrichtungen
zur Übertragung von Betriebszustandsmeldungen von Zwischenstellen bzw. Verstärkerfeldern
einer Nachrichtenübertragungseinrichtung an eine zentrale Auswerteeinrichtung.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
-
Es zeigen Fig. 1 eine Datenübertragungseinrichtung mit einer Zentralstation
und mehreren daran angeschlossenen Stationen, Fig. 2 und 3 Datenübertragungseinrichtungen
nach Fig. 1, wobei nach Fig. 2 die Zentralstation mit den Stationen und die Stationen
untereinander Informationen austauschen können und nach Fig. 3 ein Informationsaustausch
zwischen der Zentralstation und den Stationen möglich ist.
-
Bei der in Fig. 1 dargestellten Datenübertragungseinrichtung hat von
der Zentralstation 1 und den Stationen 21 ... 2n zu ein und demselben Zeitpunkt
nur eine Sendeerlaubnis, während alle anderen empfangsbereit sind. Von einer Zahl
n von Stationen sind in den Figuren jeweils nur drei gezeigt.
-
Die Zentralstation 1 ist über die unsymmetrischen Datenleitungen 71'
72 mit der Koppelvorrichtung 31 verbunden.
-
Dabei ist der Ausgang AO der Zentralstation 1 über die Datenleitung
7 an den Eingang E2 der Koppelvorrichtung und der Ausgang A2 der Koppelvorrichtung
31 über die Datenleitung 72 an den Eingang EO der Zentralstation 1 geführt.
-
Der Eingang E2 und der Ausgang A2 sind nur bei der Koppelvorrichtung
31 beschaltet; bei den Koppelvorrichtungen 32 ... 3 sind diese Anschlüsse nicht
verwendet.
-
n Die Koppelvorrichtungen 32 ... 3n sind über den Datenbus 8 mit
der Koppelvorrichtung 31 verbunden.
-
Der Datenbus 8 besteht aus der vom Ausgang Al der Koppelvorrichtung
31 kommenden Datenleitung 81 und der zum Eingang El der Koppelvorrichtung 31 führenden
Datenleitung 82. Bei den Koppelvorrichtungen 32 ... 3n ist jeweils der Eingang El
an die Busleitung 81 angeschlossen und der Ausgang Al an die Busleitung 82 geführt.
-
Die Stationen 21 ... 2n haben jeweils einen Datenausgang A, einen
Dateneingang E und einen Steuersignalanschluß S. Der Steuersignalanschluß S gibt
bei sendender Station 21 ... 2n ein erstes Steuerkriterium und bei empfangsbereiter
Station 21 ... 2n ein zweites Steuerkriterium ab.
-
Die Stationen 21 ... 2n sind jeweils an eine zugeordnete Koppelvorrichtung
31 ... 3n angeschlossen. Dabei sind jeweils der Datenausgang A und der Steuersignalanschluß
S der Station an den Dateneingang E3 und den Steuersignaleingang s der zugeordneten
Koppelvorrichtung und der Datenausgang A3 der Koppelvorrichtung an den Dateneingng
E der zugeordneten Station geführt.
-
Bei der in Fig. 2 gezeigten Datenübertragungseinrichtung, die entsprechend
Fig. 1 aufgebaut ist, können die Zentralstation 1 und die Stationen 31 ... 3n in
beliebiger Zuordnung miteinander Informationen austauschen.
-
Die Koppelvorrichtungen 31 ... 3n sind - abgesehen von der Ausbildung
der Verbindungs- oder Trennvorrichtungen 44a ... 44n - gleich aufgebaut.
-
Der Eingang El ist über eine Kettenschaltung der Pegelwandler 32 und
33 an den Ausgang A2 geführt. Zwischen dem Eingang E2 und dem Ausgang Al liegt die
Kettenschaltung der Pegelwandler 34 und 31. Der Pegelwandler 31 besitzt einen Steueranschluß,
der über eine Verbindungs-oder Trennvorrichtung an den Steuersignaleingang s der
Koppelvorrichtung 31 ... 3n angeschlossen ist. Diese Verbindungs- oder Trennvorrichtung
ist bei der Koppelvorrichtung 31 eine elektrische Trennstelle 44a, bei den weiteren
Koppelvorrichtungen 32 ... 3n jeweils eine elektrische Verbindung 44b ... 44n in
Form einer eingesetzten Lötbrücke. Gegebenenfalls können unterbrechbare elektrische
Verbindungen Verwendung finden.
-
Der Pegelwandler 31 ist so beschaffen, daß er durch an seinen Steuereingang
angelegte Steuersignale wahlweise aktivierbar oder ausgangsseitig in einen hochohmigen
Zustand überführbar sind. Im aktivierten Zustand wirkt er als Pegelwandler für die
an seinen Eingang geführten Datensignale. Bei freiem Steuereingang bzw. im Falle
einer Trennstelle 44a in der Zuleitung zu seinem Steuereingang ist er ständig aktiviert.
-
Bei den Koppelvorrichtungen 31 ... 3n ist jeweils der Ausgang des
Pegelwandlers 32 über das Verknüpfungsglied 41 und der Ausgang des Pegelwandlers
34 über das Verknüpfungsglied 42 an den Ausgang A3 geführt. Außerdem ist der Eingang
E3 über das Verknüpfungsglied 43 an den
Eingang des Pegelwandlers
33 und über das Verknüpfungsglied 44 an den Eingang des Pegelwandlers 31 geführt.
-
Die Verknüpfungsglieder 41 und 42 haben einen offenen Kollektorausgang
und sind über den gemeinsamen Widerstand 45 an Betriebsspannung + 5 V geführt.
-
Die Pegelwandler 32 und 34 bestehen jeweils aus einem Pegelwandler
mit TTL-Pegel am Ausgang und einem an den Ausgang angeschlossenen Verknüpfungsglied,
das einen offenen Kollektorausgang aufweist. Sie können jeweils durch einen Pegelwandler
mit offenem Kollektorausgang ersetzt werden.
-
Der Pegelwandler 32 und das Verknüpfungsglied 43 haben jeweils einen
offenen Kollektorausgang und sind über den gemeinsamen Widerstand 47 an Betriebsspannung
+ 5 V geführt. Der Pegelwandler 34 und das Verknüpfungsglied 44 haben jeweils einen
offenen Kollektorausgang und sind über den Widerstand 46 mit Betriebsspannung +
5 V verbunden.
-
Die Pegelwandler 31 und 32 sind Serienbausteine für eine serielle
Bus-Schnittstelle, insbesondere für die Schnittstelle RS 422. Sie setzen den Pegel
der Bus-Schnittstelle in TTL-Pegel oder CMOS-Pegel um bzw. umgekehrt.
-
Bei den Koppelvorrichtungen 32 ... 3n ist der Ausgang des Pegelwandlers
31 bei deaktiviertem Pegelwandler 31 hochohmig.
-
Der Eingang E2 bzw. Ausgang A2 der Koppelvorrichtung 31 zur Zentralstation
1 besteht jeweils aus einer unsymmetrischen Doppelstrom-Schnittstelle für Punkt-zu-Punkt-Verbindung,
insbesondere RS 232 C. Die Pegelwandler 33, 34 der Koppelvorrichtung 31 wandeln
den jeweiligen Schnittstellenpegel in Standardpegel, insbesondere TTL-Pegel oder
CMOS-Pegel um bzw. umgekehrt.
-
Die Zentralstation bzw. Leitzentrale ist insbesondere durch einen
Rechner gebildet und hat an ihrem Eingang EO und ihrem Ausgang AO eine serielle
Standard-Schnittstelle für Punkt-zu-Punkt-Übertragung, insbesondere eine Schnittstelle
RS 232 C.
-
Im Verbindungsweg zwischen Zentralstation 1 und Koppelvorrichtung
31 kann bei vergleichsweise großen Entfernungen gegebenenfalls eine Übertragungsstrecke
mit Modems vorgesehen sein.
-
Die Stationen 21 ... 2n lassen sich durch die Zentralstation 1 nach
den hierfür bekannten Verfahren steuern, synchronisieren bzw. aufrufen.
-
Die Station 21 wird über die Datenleitung 71 die Stationen 22 ...
2n werden über die mit der Datenleitung 71 gekoppelte Datenleitung 81 aufgerufen.
Die Stationen 22 ... 2n geben in zeitlicher Folge über die Datenleitung 82 und die
darauf folgende Datenleitung 72 Impulstelegramme bzw. Datenprotokolle an den Eingang
EO der Zentralstation 1 ab. Die Impulstelegramme bzw.
-
Datenprotokolle der Station 21 gelangen über die Datenleitung 72 zur
Zentralstation 1.
-
Die Koppelvorrichtung 31 überträgt Daten in beiden Richtungen von
der Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle der Zentralstation 1 bzw. des Steuer- und Auswerterechners
zu den symmetrischen Doppelstrom-Schnittstellen der Datenleitungen 81 und 82 des
Datenbusses oder umgekehrt.
-
Bei sendender Station 22 ... 2n gibt der Steuersignalausgang S die
logische Null ab und aktiviert den Pegelwandler 31. Die Station 22 ... 2n kann Daten
über den Pegelwandler 31 und die Pegelwandler 32, 33 an die Zentralstation 1 übertragen.
-
Die Zentralstation 1 kann Daten über die Pegelwandler 34 und 31 und
den Pegelwandler 32 an den Dateneingang E der Stationen 22 ... 2n übertragen.
-
Bei der in Fig. 1 und in Fig. 2 gezeigten Datenübertragungseinrichtung
finden z.B. folgende Bausteine Verwendung Pegelwandler 31 und 32 : SN 75 176 33
: SN 75 156 34 : SN 75 152 Fig. 3 zeigt eine Datenübertragungseinrichtung, bei der
- ausgehend von der Datenübertragungseinrichtung nach Fig. 2 - eine Reihe von Schaltmitteln
weggelassen ist, da die Stationen 21 ... 2n nicht untereinander Daten auszutauschen
brauchen. In diesem Fall genügt es, daß die Zentralstation 1 alle Stationen 21 ...
2n erreicht und die Stationen 2 ... 2n Daten an die Zentralstation 1 übermitteln
können.
-
Die der ersten Station 21 zugeordnete Koppelvorrichtung 31a ist anders
aufgebaut als die untereinander gleichartigen weiteren Koppelvorrichtungen 32a ...
32n.
-
Die Koppelvorrichtung 31a unterscheidet sich von der Koppelvorrichtung
31 nach Fig. 2 dadurch, daß die Verknüpfungsglieder 41, 42 und 44 und die Widerstände
45 und 48 weggelassen sind. Außerdem hat der Pegelwandler 34 am Ausgang kein Verknüpfungsglied
mit offenem Kollektorausgang. Der Pegelwandler 34 ist jeweils unmittelbar mit dem
Eingang des Pegelwandlers 31a, der keinen Steuereingang zur Steuerung des Ausgangs
in einem hochohmigen Zustand aufweist, und dem Anschluß A3a bzw.
-
Dateneingang E der Station 21 verbunden.
-
Die Koppelvorrichtung 32a unterscheidet sich von der Koppelvorrichtung
32 nach Fig. 2 dadurch, daß alle Verknüpfungsglieder 41 ... 44, die Widerstände
45 ... 48 und die Pegelwandler 33 und 34 weggelassen sind.
-
Außerdem hat der Pegelwandler 32 am Ausgang kein Verknüpfungsglied
mit offenem Kollektorausgang. Der Ausgang des Pegelwandlers 32a ist unmittelbar
an den Ausgang A3 bzw. Dateneingang E der Station 22 geführt. Der Pegelwandler 31
ist mit seinem Steuereingang unmittelbar an den Steuersignalausgang S und mit seinem
Eingang unmittelbar mit dem Eingang E3 der Koppelvorrichtung bzw. dem Datenausgang
A der Station 22 verbunden.
-
6 Patentansprüche 3 Figuren
- Leerseite -