ARRANGEMENT FOR LOCAL DATA TRANSMISSION BETWEEN A DATA PROCESSING UNIT AND SEVERAL DATA TERMINALS OVER STANDARD TRANSMISSION INTERFACES

Abstract: 1. An arrangement for transmitting data between a data processing system (DVA) and a plurality of data terminals (DEE) in the local range, using a network code (NK), which is connected via a fixed interface (V.24) to the output device (BP) of the data processing system (DVA), in accordance with a standardized procedure, e.g. HDLC, in which the addresses (AD) of the required data terminal (DEE) are contained in the transmitted data and not until it has been called up by the data processing system (DVA) does each data terminal (DEE) transmit data thereto, characterized in that in the network mode (NK) the items of data transmitted from the data processing system (DVA) are forwarded via an address analysis circuit (AD-DEC) to a control modulation device (MOD) and from there, in parallel, to transmitting amplifiers (SV) which are assigned to the lines (L) which lead to the data terminals (DEE), and that the address analysis circuit (AD-DEC) is coupled to a line selector switch (L-AW) which, on the basis of the last address derived from the transmitted data, connects the receiving amplifier (EV), which is assigned to the incoming line (e.g. L1) of the associated data terminal, to a central demodulation device (DEM) from which the demodulated data items are forwards to the data processing system (DVA).

Description: Anordnung zur Übertragung von Daten zwischen einer Datenverarbeitungsanlage und mehreren Datenendeinrichtungen im lokalem Bereich über festgelegte Schnittstellen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Daten zwischen ener Datenverarbeitungsanlage und mehreren Datenendeinrichtungen im lokalen Bereich über festgelegte Schnittstellen unter Verwendung eines an die Ausgabeeinrichtung der Datenverarbeitungsanlage angeschlossenen Netzknoten mit einer genormten Prozedur, z.B. HDLC, bei der die Adressen der jeweils gewünschten Datenendeinrichtung in den übertragenen Daten enthalten ist und jede Datenendeinrichtung jeweils nur nach Aufruf durch die Datenverarbeitungsanlage Daten zu dieser sendet. Es ist allgemein bekannt, Datenverbindungen über Netzknoten zu führen, um Übertragungsleitungen und Übertragungseinrichtungen einzusparen. Netzknoten können ausser als umfangreiche Vermittlungsanlage auch als Konzentratoren oder Schnittstellenvervielfacher ausgebildet sein, über die die Anschlussleitungen der einzelnen Datenendeinrichtungen Zugriff zu einer gemeinsamen Verbindungsleitung haben, die an eine Datenverarbeitungsanlage oder eine Vermittlungsanlage angeschlossen ist. Während es sich bei den Konzentratoren um schaltbare Netzknoten handelt, die gesteuerte Einrichtungen zur Verbindungsherstellung aufweisen, handelt es sich bei den Schnittstellenvervielfachern um nichtschaltbare Netzknoten, bei denen die Signale von der einen Schnitt Kt 1 Stl / 16.02.83 stelle auf der einen Seite zu allen übrigen Schnittstellen auf der anderen Seite und Signale in umgekehrter Richtung von den einzelnen Schnittstellen der einen Seite nur zur einzigen Schnittstelle der anderen Seite geführt werden. In beiden Fällen können auf beiden Seiten des Netzknotens Datenübertragungseinrichtungen angeschaltet sein, so dass das Übertragungsverfahren frei wählbar ist und grössere Entfernungen überbrückt werden können. Der Aufwand für als Schnittstellenvervielfacher ausgebildete Netzknoten ist am geringsten. Der Einsatz von Schnittstellenvervielfachern setzt jedoch eine Aufrufprozedur voraus, d.h. von einer Datenverarbeitungsanlage als einzige Datenendeinrichtung auf der einen Seite wird gleichzeitig an alle Datenendeinrichtungen auf der anderen Seite gesendet, während letztere nur nacheinander nach Aufforderung in Gegenrichtung senden dür- fen - P.Bocker: WDatenübertragung", 1978, Bd. 1. Abschn. 6.1.1; Bd. 2, Abschn. 8.1.1 und 8.1.2. Dieser Prozedur entspricht z.B. die bekannte und international genormte HDLC-Prozedur für Mehrpunktverbindungen - ISO 6159 - 1980 (E) in Verbindung mit 150 3309 1979 (E), die sich durch hohe Sicherheit auszeichnet und in Verbindung mit den oben genannten Schnittstellenvervielfachern und mit HDLC-prozedurfähigen Datenstattionen ohne Schwierigkeiten einsetzbar ist. Von Nachteil ist jedoch, dass bei direktem Anschluss von Datenstationen an einen Schnittstellenvervielfacher ohne zwischengeschaltete Modems die überbrückbaren Entfernungen verhältnismässig klein sind, z.B. nur 20 m betragen. Will man dagegen Entfernungen bis zu 2 km zulassen, werden ?1odems notwendig, die einen zusätz lichen Aufwand darstellen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer Anordnung mit Schnittstellenvervielfacher und Anschluss der Datenendeinrichtungen über Modems eine weniger aufwendige Anordnung zu schaffen, die Entfernungen zu den Datenendeinrichtungen bis zu 2 km und damit eine grö Bere EntSernungsunabhängigkeit im lokalen AnschluBbe- reich zulässt; Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs genannten Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bei der Anordnung gemass der Erfindung werden also die auf der Datenendeinrichtungsseite des Schnittstellenvervielfachers notwendigen Modems in den Schnittstellenvervielfacher integriert, wobei die Durchschaltung der von den Datenendeinrichtungen kommenden Leitungen zur Datenverarbeitungsanlage nicht mehr durch Schnittstellensignale, z.B. Signal 109 gemäss C T-Empfeh- lung V.24 oder M 5 gemäss DIN 66020, der Datenendeinrichtungen bzw. der Modem erfolgt, sondern durch die in den Sendedaten der Datenverarbeitungsanlage enthaltenen Datenendeinrichtungsadressen gesteuert wird. Diese Integration der Modem in den schnittstellenvervielfacher ermöglicht damit die Zentralisierung der in jedem Modem notwendigen Modulations- und Demodulationseinrichtungen und die Reduzierung der Signalleitungen zu den mit den Endeinrichtungen gekoppelten Modems, da ausser den Datenleitungen alle übrigen Steuerleitungen der sonst üblichen Schnittstellen am Schnittstellenvervielfacher entfallen. Arbeiten gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Modulations- und Demoduaatinseinrichtungen entsprechend einem der bekannten Basisbandübertragungsverfahren, z.B. dem "Coded-Diphase"-Verfahren, dann sind auch einfache Leitungen, z.B. Telefonleitungen, mit hohen Uber- tragungsgeschwindigkeiten bei galvanischer Trennung zwischen Schnittstellenvervielfacher und Datenendeinrichtungen verwendbar. Durch zusätzliche Steuerschalter besteht die Möglich- keit, ausgehend von einer einheitlich hohen Datenuber tragungsgeschwindigkeit auf den Anschlussleitungen zu den Datenendeinrichtungen die Übertragungsgeschwindig- keit auf den Schnittstellenleitungen zur Datenverarbei- tungsanlage durch voreinstellbare Steuerschalter anzupassen, entsprechend dem Verhältnis beider Ubertra- gungsgeschwindigkeiten ein Sendebit der Datenverarbeitungsanlage in jeweils entsprechend viele Übertra- gungsbits bzv. entsprechend viele Ubertragungsbits in ein Empfangsbit für die Datenverarbeitungsanlage uzzu- wandeln und den zur Datenverarbeitungsanlage gesendeten Sende- und Empfangstakt entsprechend zu ändern. Bei Anwendung des bekannten EDLC-Yerfahrens gemass einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind für die Adres senauswerteeinrichtung zwei in Reihe geschaltete Schieberegister für jeweils 8 Bit vorgesehen, wobei Je- des Schieberegister mit eines voreingestellten Vergleicher gekoppelt ist, von denen der eine in Verbindung mit dem zweiten nachgeschalteten Schieberegister bei Vorliegen eines Blockbegrenzungszeichens und der andere in Verbindung mit dem ersten Schieberegister beis Nichtvorliegen eines Blockbegrenzungszeichens oder einer Dauer-Eins ein Steuersignal liefert, und wobei bei gleichzeitigem AuStreten der Steuersignale beider Vergleicher die im ersten Register enthaltene Information als Adresse in ein drittes Register übernommen wird, das die Einstellung des Leitungsauswahlschalters steuert. Damit erfolgt eine Umschaltung des Leitungsauswahlschalters nur, wenn diese erforderlich ist. Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigen: FIG 1 ein Ubersichtsschaltbild, FIG 2 ein Blockschaltbild des bei der Anordnung nach FIG 1 verwendeten Netzknotens, FIG 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Geschwin digkeitsanpassung für die Datenübertragung, FIG 4 Teile eines Datenübertragungsblockes beim HDLC- Verfahren und FIG 5 ein Blockschaltbild der Adressenauswerteeinrich- tung von FIG 2. FIG 1 zeigt in Enorm eines Übersichtsschaltbildes eine Datenverarbeitungsanlage DVA mit einem Leitungsblockpuffer BP als Ein/-Ausgabeeinrichtung, der über die genormte Schnittstelle V.24 entsprechend den CCITT- Empfehlungen mit einem Netzknoten NK verbunden ist, an den über individuelle Anschlussleitungen L Datenendeinrichtungen DEE angeschlossen sind. Der Netzknoten NK erfüllt die Funktion eines Schnittstellenverviel- fachers, bei dem aber ensprechend der Erfindung die Modemfunktion für die einzelnen Anschlussleitungen L integriert ist. Der Netzknoten NK gliedert sich daher in einen zentralen Steuerteil SV-ST und leitungsindividuelle Leitungsschaltungen LS. Entsprechend ist der Jeweils angeschlossenen Datenstation als Datenend einrichtung ein Leitungssteuerteil L-ST vorgeschaltet, das die Modemfunktion auf der Gegenseite der AnschluB- leitung wahrnimmt und mit der Datenstation DST ebenfalls über die Schnittstelle V.24 verbunden ist. Da der Netzknoten NR im Prinzip wie ein Schnittstellenvervielfacher arbeitet, brauchen lediglich die über die Schnittstellen V.24 erreichbaren Einrichtungen also der Blockpuffer BP und die Datenstationen DST,bezüglich der anzuwendenden Prozedur aufeinander abgestimmt zu sein. Bei Anwendung der nUnbalanced"-Form der HDLC Prozedur arbeiten Blockpuffer BP und der Netzknoten XK zusammen als "Primary-Stationn und die Datenendeinrichtungen DEE als "Secondary-Station". Die Verwendung von Blockpuffern BP als Ein-/Ausgabeeinrichtungen von Datenverarbeitungsanlagen ist bekannt - z.B. telcos report 1 (1978), Heft 3, Seiten 164 bis 169. Der neue Aufbau des Netzknotens ist in FIG 2 gezeigt. Die auf der Sendedatenleitung 103 entsprechend der CCITT Empfehlung V.2tl oder DA entsprechend der DIN 66020 eintreffenden binären Sendeinformationen BSIF werden über eine Adressenauswerteschaltung AD-DEC einer Moddulationseinrichtung XOD zugeleitet, entsprechend dem angewandten Übertragungsverfahren umgesetzt und als modulierte Sendeinformation MSIF parallel an alle Sendeerstärker SV der einzelnen Anschlussleitungen, z.B. L1 bis L4, zugeleitet. Umgekehrt werden auf den AnschluB- leitungen L1 bis L4 eintreffende modulierte Empfangsinformationen MEIF über den Leitungsauswahlschalter L-AW einer Demodulationseinrichtung DEM zugeleitet, demoduliert und als binäre Empfangsinforration BEIF über die Espfangsdatenleitung 104 bzw. D2 der Schnittstelle V.24 weitergeleitet. Als Übertragungsverfahren wird zweckmäBig ein Basisband Übertragungsverfahren verwendet, bei dem der Gleichstromanteil durch entsprechende Codierung der Daten entfällt, so daB Trennübertrager in die Verbindungen eingefügt werden können - P.Bocker: "Datenübertragungt', 1978, Bd. 1, Abschn. 4*2r Seiten 120 ff. Diese Trennterstärker werden zwecksmässig den Sende- und Empfangsverstärkern SV und EV zugeordnet. Im vorliegenden Fall ist das bekannte "Coded-Diphase"-Verfahren zugrunde gelegt, bei dem - wie die Zeilen MSIF und MEIF in FIG 3 erkennen lassen jeder Bitwechsel durch einen Signalumschlag und einer der beiden Binärwerte 1 bzw. O zusätzlich auch durch einen Signalumschlag in der Mitte des Bits gekennzeichnet wird. Zur Ableitung der benötigten Takte sind mehrere Takt- generatoren vorgesehen. Der Taktgenerator TG liefert als Oszillator mit einer konstanten Frequenz einen Grundtakt, der auf der Sendeseite einen Sendetaktgenerator S-TG steuert, der die benötigten Sendetakte in an sich bekannter Weise durch Untersetzung mittels Zähler in Verbindung mit logischen Verknüpfungselementen bereitstellt. Auf der Empfangsseite steuert der Grundtaktgenerator TG einen Synchronisiertaktgenerator SYNTG, der aus den empfangenen modulierten EmpSangsinformationen MEIF einen Synchrontakt SYN-T für die Demodulationseinrichtung DEM ableitet. Der Synchrontaktgenerator SYN-TG kann in vorteilhafter Weise entsprechend der deutschen Patentanmel- dung P 32 34 576.3 vom 17.09.82 und die Demodulationseinrichtung DEM in vorteilhafter Weise entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 32 35 429.3 v. 23.09.82 ausgebildet sein. Der weiterhin gezeigte Geschwindigkeitsumschalter G-UM dient in an sich bekannter Weise zur Anpassung der Uber- tragungsgeschwindigkeit auf den Anschlussleitungen L, z.B. 230,4 kbit/s, an die Übertragungsgeschwindigkeit des Blockpuffers BP, z.B. 58,4 kbit/s, wobei ein gesonderter Empfangstzktgenerator E-TG abhängig vom Bittakt BT der Demodulationseinrichtung und synchronisiert durch die binäre Empfangsinforsation BEIF den Empfangstakt TE auf der Schnittstellenleitung 105 (T4) liefert, während der Sendetakt TS auf der Schnittstellenleitung J 114 (T2) unmittelbar vom Sendetaktgenerator S-TG mitgeliefert wird. Die Auswirkung der Geschwindigke±tsanpassung durch den Umschalter G-UM lässt sich für ein Verhältnis 1:6 aus dem Impulsdiagramm von FIG 3 ersehen. Demzufolge wird ein Bit der binären Sendeinforzation BSIF jeweils in sechs Bits der modulierten Sendeinformation MSIF und um- gekehrt sechs gleichwertige Bits der modulierten Espfangs- information ZEIF in ein Bit der binären Empfangsinforra- tion BEIF umgewandelt. Weiterhin gezeigt sind der zuge hÏrige Synchrontakt SYN-T und der Bittakt BT sowie der davon abgeleitete Espfangstakt TE. FIG 4 zeigt die relevanten Teile eines Datenubertra- gungsblockes für die EDLC-Prozedur. Jeder Block wird dabei durch gleichartige Bitkombinationen, nämlich 01111110 als Flag F eingeleitet und abgeschlossen. Zwischen solchen Blöcken können zur Füllung weitere solcher Flags oder aber eine Dauer-Fins gesendet werden. Auf das eröffnende Flag F eines Datenubertragungsblocks folgt immer eine Adresse AD, bestehend aus acht Bit, von denen beispielsweise lediglich die funf niederwertigsten Bit Y die Adresse bilden, während das sechste Bit immer eine Null ist und die beiden letzten Bit X ohne Bedeu tung sind. Die Adresse ist also eindeutig von einem Flag F und einer Dauer-Eins unterscheidbar. Diese Bedingung liegt daher auch der Adressenauswerteschaltung AD-DEC von FIG 2 zugrunde, die in FIG 5 im einzelnen dargestellt ist. Die binäre Sendeinformation BSIF durchläuft nacheinander zwei 8-Bit-Schieberegister SREG1 und SREG2. Beide Schieberegister sind mit einem Vergleicher YG1 bzw. VG2 gekoppelt, die die von den Schieberegistern angebotenen 8-Bit-Kombinationen fortlaufend mit vorgegebenen Kon- trollkombinationen vergleichen. Mit dem Vergleicher 2 wird dabei überprüft, ob im zugehörigen Schieberegister SREG2 gerade ein Flag F, also die Bitkombination 01111110, zwischengespeichert ist, und mit dem Vergleicher VG1 wird überprüft, ob im zugehörigen Schieberegister SREG1 eine von der Flag-Kombination und der Dauer Eins abweichende Kombinatnon zwischengespeichert ist. Nur wenn die Kontrollbedingungen beider Vergleicher VG1 und VG2 gleichzeitig erfüllt sind, stellt die im Schieberegister SREG1 gespeicherte Kombination eine Adresse AD dar, die auszuwerten ist. Demzufolge wird anhand der entsprechenden Kontrollsignale der beiden Vergleicher über das UND-Glied U das Adressenregister AD-REG aufnahmebereit geschaltet und die Adresse AD aus dem Schieberegister SREG1 übernommen und der Teitungsauswahl- schalter L-AW für die ankommende AnschluBleltung entsprechend eingestellt. Im Gegensatz zum üblichen Schnittstellenvervielfacher, wie er beispielsweise in der Siemens-Druckschrift '1TRANSDATA 8906-2", Bestell-Nummer F-238/403.18, z.B. Bild 14 auf Seite 26, beschrieben ist, erfolgt also die Durchschaltung der EmpSangsleitungen nicht abhängig vom Schnittstellensignal 109 (M5) der angeschlossenen Da tenendRinrichtungen DEE, sondern abhängig von der die Datenübertragung steuernden Datenverarbeitungsanlage DVA anhand der in den Sendeinformationen enthaltenen Adresse für die jeweils aufgerufene Datenendeinrichtung. Auf diese Weise wird die Yoraussetzung geschaffen, daB die benötigten modem auf der Datenendeinrichtungsseite des Schnittstellenvervielfachers in diesen einbezogen und damit zentralisiert werden können, ohne dass die Transperenz des Übertragungsweges beeinträchtigt wird. Der Aufwand für die Datenübertragung vermindert sich damit bei gröBerer Entfernungsunabhangigkeit der in lokalen Bereich anschliessbaren Datenendeinrichtungen ganz erheblich. 5 Figuren 4 Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1. Anordnung zur Übertragung von Daten zwischen einer Datenverarbeitungsanlage (DVA) und mehreren Datenendeinrichtungen (DEE) im lokalen Bereich unter Verwendung eines über eine festgelegte Schnittstelle (V.24) an die Ausgabeeinrichtung (BP) der Datenverarbeitungsanlage (DVA) angeschlossenen Netzknoten (NK) mit einer genormten Prozedur, 2 .B. HDLC, bei der die Adressen (AD) der jeweils gewünschten Datenendeinrichtung (DEE) in den übertragenen Daten enthalten ist und jede Daten-Endein- richtung (DEE) jeweils nur nach Aufruf durch die Daten verarbeitungsanlage (DVA) Daten zu dieser sendet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB im Netzknoten (NK) die von der Datenverarbeitungsanlage (DVA) gesendeten Daten über eine Adressenauswerteschaltung (AD-DEC) an eine zentrale Modulationseinrichtung (MOD) und von dort parallel an den zu den Datenendeinrichtun- gen (DEE) führenden Leitungen (L) zugeordnete Sendeverstärker (SV) weitergeleitet werden, und dass die Adressenauswerteschaltung (AD-DEC) mit einem Leitungsauswahlschalter (L-AW) gekoppelt ist, der aufgrund der jeweils letzten aus den Sendedaten abgeleiteten Adresse den der ankommenden Leitung (z.B. L1) der zugehörigen Datenendeinrichtung zugeordneten Empfangsverstärker (EV) mit einer zentralen Demodulationseinrichtung (DEM) verbindet, von der die demodulierten Daten an die Datenverarbeitungsanlage (DVA) weitergeleitet werden. 2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daB die Modulations- und Demodulationseinrichtung (MOD und DEM) entsprechend einem der bekannten 8asisbandübertragungsverfahren, z.B. nCoded-Diphase"-Verfahren, arbeiten. 3. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daB ausgehend von einer einheitlichen Ubertragungsgeschwindigkeit (z.B. Z30,4 kbit/s) auf den AnschluBleitungen (L) zu den Daten endeinrichtungen (DEE) die Ubertragungsgeschwindig- keit (zsB. 38,4 kbit/s) auf den Schnittstellenleitun- gen zur Datenverarbeitungsanlage (DVA) durch voreinstellbare Steuerschalter (G-UM) anpassbar ist, daB entsprechend dem Yerhältnis, z.B. 6: :1, beider Ubertra- gungsgeschwindigkeiten ein Sendebit der Datenverarbeitungsanlage jeweils in entsprechend viele Uber- tragungsbit bzw. entsprechend viele Übertragungsbits jeweils in ein Empfangsbit fur die Datenverarbeitungs- anlage umgewandelt werden und dass der zur DatenYPr- arbeitungsanlage (DVA) gesendete Sende- und EmpSangs- takt (TS nd TE) entsprechend geandert wird. E 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Daten- übertragung nach dem HDLC-Yerfahren erfolgt, dass in der Adressenauswevteeinrichtung (AD-DEC) zwei in Reihe geschaltete Schieberegister (SREG1 und SREG2) fur jeweils acht Bit vorgesehen sind, dass jedes Schieberegister mit einem voreingestellten Vergleicher (VG1 bzw. VG2) gekoppelt ist; von denen der eine (VGZ) ;in Verbindung mit dem zweiten nachgeschalteten Schieberegister (SREG2) bei Vorliegen eines Blockbegrenzungszeichens (F) und der andere (VG1) in Verbindung mit dem ersten Schieberegister (SREG1) beim Nichtsorliegen eines Blockbegrenzungszeichens (F) oder einer Dauer-Eins ein Steuersignal liefert, und dass bei gleichzeitiges AuStreten der Steuersignale beider Vergleicher (VG1 und YG2) die im ersten Schieberegister (SREG1) enthaltene Information als Adresse (AD) in ein drittes Register (AD-REG) übernommen wird, durch das der Leitungsauswahlschalter (L-Ai) eingestellt wird.

Inventors: BAKER, WOLFGANG, ING. GRAD., MEISSNER, HOLGER, DR. DIPL.-ING., SCHUBERT, GUNTHER, DIPL.-ING., Bäker, Wolfgang, Ing. grad., Schubert, Günther, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H04L11
IPC codes: H04L29, H04L12