DE2021339B2

DE2021339B2 - Anordnung zum Übertragen von binären Signalen über eine geringwertige Übertragungsleitung

Info

Publication number: DE2021339B2
Application number: DE2021339A
Authority: DE
Inventors: Fritz 8000 Muenchen Giebler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-30
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1975-03-27
Also published as: NL7105626A; CH523547A; SE359213B; FR2091022A5; DE2021339C3; LU63073A1; GB1324768A; DE2021339A1; ZA712355B; CA984493A; BE766560A; US3783183A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von binären Signalen über eine geringwertige Übertragungsleitung, insbesondere zum Übertragen der Vermittiungs- und Nachrichtensignale zwischen den Übertragungseinrichtungen eines Datenübertragungsnetzes und den Systemanschlußeinrichtungen einer programmgesteuerten elektronischen Vermittlungsanlage über einfache Kabel- oder Schaltdrahtverbindungen.

Zur Vermittlung binärer Nachrichten ist ein System bekanntgeworden, dessen Prinzip darauf beruht, daß jeweils nur die Änderungen innerhalb der binären Nachrichten, d. h. die Polaritätswechsel, auf Grund einer in einem zentralen Speicher stehenden Information über den Zubringer, der die binäre Nachricht liefert und den Abnehmer, für den die binäre Nachricht bestimmt ist. übermittelt werden. Zum Anschluß von Nachrichtenkanälen enthält ein solches System in Rich-

tung zu den Übertragungseinrichtungen sogenannte Systemanschlüsse. Der Aufbau einer solche Systemanschlüsse enthaltenden Systemanschlußeinheit für ein Datenvermittlungssystem der obengenannten Art ist beispielsweise, in der deutschen Offenlegungsschnft

ίο 19 46 389 beschrieben. Jedem dieser Systenu nschlüsse ist ein in sogenannter »Transistor-Transistor-Logik« aufgebauter leistungsindividueller Schallungsteil zugeordnet Im folgenden wird für diesen Begriff stets der Ausdruck TTL-Schaltkreistechnik verwendet.

Für den sinnvollen Einsatz eines solchen Datenvermittlungssystems ist es erforderlich, eine Zusammenarbeit zwischen bereits vorhandenen Übertragungseinrichtungen und dem System zu ermöglichen. Ein besonderes Problem liegt in diesem Zusan'.;r.jr;h^ng darin,

daß einerseits die Übertragungseinrichtungen bzw. deren Anschlüsse, an welche die Teilnehmer- und Fernleitungen des Übertragungsnetzes angeschaltet sind, oft über relativ große Entfernungen in der Größenordnung von 100 bis 200 m an die Systemanschlüsse des Daten-

Vermittlungssystems anzuschließen sind und daß andererseits die Systemanschlüsse des Datenvermiulungssystems im Hinblick auf die Arbeitsweise des Systems zur Verarbeitung logischer Signale besonders geeignet sind und deshalb auch, wie oben erwähnt, in

TTL-Schaltkreistechnik aufgebaut sind. Eine Übertragung logischer Signale mit einer den hohen Anforderungen der schnellen Übertragung Rechnung tragenden Sicherheit ist jedoch bisher nur über relativ kleine Entfernungen möglich. Selbst dann werden an die Güte

der verwendeten Übertragungsmittel noch besondere Anforderungen gestellt, so daß die Verwendung herkömmlicher Kabel ausgeschlossen ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demnach darin, eine Anordnung zum Übertragen von binären Signalen mit hoher Geschwindigkeit über eine relativ große Entfernung, insbesondere zwischen den logische Signale verarbeitenden Systemanschlüssen eines Datenvermittlungssystems der obengenannten Art und den Übertragungseinrichtungen der Vermittlungstechnik zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Übertragungsleitung sendeseitig und empfangsseitig mit je einer Umsetzeinrichtung abgeschlossen ist, von denen einerseits die von den zu übertragenden Signalen gesteuerte sen-

d;seitige Umsetzeinrichtung die Übertragungsleitung über Widerstände jeweils gleicher Größe wechselweise mit einem dem einen Binärwert darstellenden festen Potential oder mit dem den anderen Binärwert darstellenden Erdpotential verbindet und andererseits die die zu übertragenden Signale weiterleitende empfangsseitige Umsetzeinrichtung über einen zwischen der Übertragungsleitung und dem Erdpotential liegenden und mit seinem Abgriff auf ein zwischen dem den einen Binärwert darstellenden festen Potential und dem den anderen Binärwert darstellenden Erdpotential liegendes Potential eingestellten Spannungsteiler an die Übertragungsleitung angeschlossen ist.

Mit besonderem Vorteil sind die von der sendenden Einrichtung ausgesendeten und die von der empfangenden Einrichtung empfangenen binären Signale modifizierte Signale der TTL-Technik. Verwendet man, wie durch die Erfindung weiter vorgeschlagen, zur Übertragung des dem logischen Signal logO entsprechenden

Ijnören Signals Erdpotential (0 Volt) und zur Übertra-

Eung des dem logischen Signal log 1 entsprechenden inären Signals die Versorgungsspannung der TTL-Schaltkreise (+ 5 Volt), so ergibt sich dabei der Vorteil, ließ ein eindeutiger logischer Zustand, der dem Auslöjezustand zugeordnet werden kann, bei Leitungsunterbrechung bzw. bei Erd- und Kurzschlüssen gegeben ist. Darüber hinaus ist es hierdurch möglich, die sendende Einrichtung als Ausgangsschalter und die empfangende Einrichtung als Eingangsschalter jeweils in integrierter Schaltungstechni!' auszuführen und sie als Teil der Systemanschlüsse des Datenvermittlungsssystemh bzw. als Teil der Übertragungseinrichtung vorzusehen. Das hat den Vorteil, daß der Gesamtaufwand klein gehalten wird und daß gleichzeitig eine entsprechend hohe Pakkungsdichte erzielt werden kann, wodurch Aufbau und Verdrahtung vereinfacht werden.

Durch die Verwendung eines auf die Übertragungsleitung sendenden Ausgangsschalters, der in beiden durch die an seinem Eingang anliegenden logischen Signale log. 0 oder log. 1 bedingten Zustände den gleichen Innenwiderstand besitzt, wird erreicht, daß beide Schaltflanken gleiche dynamische Eigenschaften haben. Die Flankendauer der erzeugten Signale kanr. dadurch für eine maximale Leitungslänge klein gehalten werden.

Auf der anderen Seite wird dadurch erreicht, daß der Eingangsschalter, der die binären Signale von den Übertragungsleitungen empfängt, stets Signale hoher Flankensteilheit erzeugt, die wiederum zur Steuerung von TTL-Schaltkreisen geeignet sind. Die durch die Erfindung angegebenen Maßnahmen gestatten es, als Übertragungsmittel zwischen den Systemanschlüssen des Datenvermittlungssystems und den Anschlüssen der Übertragungseinrichtungen normale mehradrige Kabel zu verwenden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes das Prinzip, nach dem die Übertragungseinrichtung mit den Systemanschlüssen eines elektronischen Datenvermittlungssystems verbunden ist;

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die schaltungsmäßige Realisierung des auf eine Übertragungsleitung sendenden Ausgangsschalters und des von einer Schnittstellenleitung empfangenden Eingangsschalters;

F i g. 3 veranschaulicht die Toleranzbedingungen, die an den Ausgangs- und den Eingangsschalter gestellt werden;

Fig.4 zeigt ein Zuoidnungsbeispiel der Übertragungsleitungen in einem herkömmlichen Kabel.

Die in F ι g. 1 dargestellte Anordnung enthält in ihrem oberen Teil die Übertragungseinrichtung UeE, an die mehrere Teilnehmerleitungen TnL bzw. Fernleitungen FL angeschlossen sind. Eine Verbindung zwischen der Übertragungseinrichtung UcE und dem Datenvermittlungssystem EDS besteht erfindungsgemäß über die als Schnittstellenleitungen SnL bezeichneten Übertragungsleitungen, die beidseitig über jeweils eine sendende Einrichtung AgS und eine empfangende Einrichtung EgS an die Übertragungseinrichtung UeE und die Systemanschlüsse SA des Datenvermittlungssystem EDS angeschlossen sind. Die auf die Schnittstellenleitungen SnL sendenden Einrichtungen AgS wirken als Ausgangsschalter und die von den Schnittstellenleitungen SnL empfangender, Einrichtungen EgS wirken als Eingangsschalter. Da sowohl auf der Seite der Übertragungseinrichtung UeE ils auch auf der Seite der Datenvermittlungssystems -CÖS alle Anschlüsse leitungsindividuell vorhanden sind, enthält die Anordnung nach F i g. 1 für die einzelnen Leitungen 1 bis η jeweils einen Ausgangsschalter AgS und einen Eingangsschalter EgS.

s Die Tatsache, daß die Ausgangs- und tingangsschalter jeweils in die Übertragungseinrichtung UeEbzw. in die Systemanschlüsse SA des Datenvermitilungssystems EDS integriert eingefügt sein können, ist in F i g. 1 dadurch symbolisiert, daß die genannten Schalter gestrichelt dargestellt sind.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 1 besteht im wesentlichen darin, daß die Ausgangsschalter AgS modifizierte Signale der TTL-Schaltkreistechnik senden und die Eingangsschalter EgS solche Signale empfangen, leder sendende Ausgangsschulter AgS schaltet entsprechend den zu übertragenden Signalen demnach 0 Volt oder + 5 Volt an die ihm zugeordnete Schnittstellenleitung SnL Zwischen den logischen Signalen log 0 und log 1 und den zu übertragenden binären Signalen auf den Schnittstellenlekungen SnL besteht dabei die Zuordnung, daß dem logischen Signal log 0 das binäre Signal 0 Volt und dem logischen Signal log 1 das binäre Signal + 5 Volt mitspricht. Auf diese Weise entsteht eine Beziehung zu dea in der Telegrafentechnik üblichen Signalisierungskriterien dem Siart- und dem Stopkriterium. Durch diese Zuordnung ist jeder Eipgangsschalter EgS in der Lage, eine Überbrechung der Schnittstellenleitung SnL oder einen Erdbzw. Kurzschluß auf einer Schnittste'lenieitung SnL als Startkriterium zu erkennen, was in der Telegrafentechnik dem Ruhepotenüal bei nichtaufgebauter Verbindung entspricht und als Auslösekriterium für eine bestehende Verbindung bewertet wird.

Der in F i g. 2 dargestellte Ausgangsschalter AgS wird von einem Systemanschluß SA eingangsseitig mit den logischen Signalen log 0 und log 1 versorgt. Ausgangsseitig sendet er abhängig von den am Eingang anliegenden logischen Signalen Binärsignale, nämlich 0 Volt (entspricht log 0) und + 6 Volt (entspricht log 1) auf die ihm zugeordnete Schnittstellenleitung SnL Der Eingangsschalter EgS empfängt eingangsseitig von der ihm zugeordneten Schnittstellenleitung SnL die binären Signale 0 Volt und -f 5 Volt. Ausgangsseitig ist er mit dem Systemanschluß SA verbunden b'w. in ihn intcgriert. Sowohl der Ausgangsschaltcr AgS als auch der Eingangsschalter EgS sind in TTL ähnlicher Technik aufgebaut. Der Ausgangsschalter AgS enthält dazu die beiden Transistoren 71 und 72 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, deren Basen über jeweils einen Widerstand Re mit seinem Eingang und deren Kollektorelektroden über jeweils zwei gleich große Widerstände Ra mit seinem Ausgang verbunden sind. Der Emitter des ημη-Transistors 71 ibt an Erdpotential gelegt, während der Emitter des pnp-Transistors 72 mit dem Potential + 5 Volt der \ersorgungsspannung verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Ausgangsschaltcr AgS für beide Schaltzuständc, nämlich einmal für die Aussendung dis binären Signals 0 Volt (log 0) und für die Aufsendung des binären Signals + 5 Volt (log 1).

jeweils den gleichen Innenwiderstand aufweist. Beim Wechsel des binären Signals auf der Schnittstellenleitung SnL entstehen also jeweils gleiche Schaltflanken. Das bedeutet, daß die dynamischen Eigenschaften während der beiden Schaltzustände des Ausgangsschalters AgS gleich sind.

Der gleichfalls in F i g. 2 dargestellte Eingangsschalter EgS, der die über die Schnittstellenleitung SnL ankommenden binären Signale in Signale für die nachfol-

genden TTL-Schialtkreise umsetzt, enthält den Transistor 73, dessen Basis über den Widerstand Re mit Erde und über den Widerstand Rv mit seinem Eingang verbunden ist. Der Emitter des npn-Transistors 73 ist ebenfalls an Erde gelegt. Der Kollektor des Transistors 73 bildet den Ausgang des Eingangsschalters EgS, der über den Kollektorwiderstand an + 5 Volt liegt. Der Eingangsschalter EgS ist auf einen Bewertungsschwellwert eingestellt, der in der Mitte zwischen den durch Empfang eines dem logischen Signal log 1 entsprechenden binären Signals (Stopkriterium) ist mit einer Toleranz von - 30% bezogen auf den dem logischen Signal log I entsprechenden Wert gewährleistet. Dadurch ergibt sich die in Zeile (5) angegebene zulässige Störbeeinflussung des einem Startkriterium bzw. einem Stopkriterium entsprechenden Binärsignals. Die zulässige Störbeeinflussung ist dort mit zulSt bezeichnet. Die Toleranzen, die einerseits für den Ausgangsschalter

werden können, sind jeweils so groß, daß in jedem Fall die Toleranzen der Versorgungsspannung, beispielsweise der Transistoren zum Durchschalten der Potentiale, die Toleranzen der Bewertungsschwelle selbst und die Toleranzen sämtlicher den Strom in der Schnittstellenleitung bestimmenden Widerstände einschließlich der des Innenwiderstandes des Ausgangsschalters berücksichtigt werden können. Zur weiteren Verbesserung gegenüber Störbeeinflus-

die zu übertragenden logischen Signale bedingten binä- io und andererseits für den Eingangsschalter vorgegeben

ren Signalen auf der Schnittstellenleitung SnL liegt.

Wie bereits mehrfach beschrieben, werden als binäre Signale die Potentiale 0 Volt und + 5 Volt über die

Schnittstellenleitungen übertragen. Demnach liegt der

Bewertungsschwellwert des Eingangsschalters im vor-

liegenden Beispiel bei + 2.5 Volt. Hierdurch wird der

Vorteil erreicht, daß eine zuverlässige Übertragung der

binären Signale über relativ billige, beispielsweise über

ungeschirmte Schaltkabel möglich ist.

In Fig. 3 sind in Zeile (1) die auf den Schnittstellen- _i0 sungen. die beispielsweise durch gegenseitige Beeinleitungen herrschenden Potentialwerte gegenüber dem flussung mehrerer Schnittstellenleitungen verursacht Erdpotential angegeben. In Zeile (2) sind die diesen werden, ist im Eingangsschalter EgS in Fi g. 2 der Kon-Spannungen entsprechenden Ströme angegeben. In densator C vorhanden, über den auf der Leitung entste-Zeile (3) ist der Toleranzbereich des Ausgangsschalters hende Störimpulse gegen Erde kurzgeschlossen wer- AgS und in Zeile (4) ist der Toleranzbereich des Ein- 25 den.

gangsschalters ££5 angegegeben. In Zeile (5) sind die Die Eigenschaften der beschriebenen Anordnung er-

jeweils zulässigen Störüberlagerungen bei der Übertra- möglichen es, wie bereits angedeutet, als Schnittstellengung eines dem logischen Signal log 0 entsprechenden leitungen die Adern normaler Schaltkabel zu verwenbinären Signals und bei der Übertragung eines dem lo- den. Jeweils zwei solcher Schnittstellenleitungen, nämgischen Signal log I entsprechenden binären Signals 30 lieh eine für jede Richtung, von mehreren, z. B. von 16 erkennt hieraus, daß der Ausgangs

angegeben. Man

schalter AgS die Aussendung eines dem logischen Si gnal log 0 entsprechenden binären Signals OVoIt (Startkriterium) mit einer Toleranz von - 30% und + 10% bezogen auf das am Eingang des Ausgangsschalters anliegende logische Signal log 0 sicher gewährleistet. Die Aussendung eines dem logischen Signal log 1 entsprechenden binären Signals (Stopkriterium) wird mit einer Toleranz von - 10% und + 30% bezogen auf das am Eingang des Ausgangsschalters anliegende logische Signal log 1 sicher gewährleistet.

Der Eingangsschalter EgS enthält, wie aus Zeile (4) hervorgeht, einen Bewertungsschwellwert BW, der in der Mitte zwischen dem durch die beiden zu übertragenden Zustände bedingten Wert des binären Signals auf der Schnittstelienleitung liegt. Im genannten Beispiel ist dieser Schwellwert BW durch die Spannung + 2,5 Volt bzw. durch den Strom 5 mA bestimmt. Der Empfang eines dem logischen Signal log 0 entsprechenden binären Signals (Startkriterium) ist mit einer ToIeranz von + 30% bezogen auf den dem logischen Signal log 0 entsprechenden Wert des binären Signals und der Anschlüssen, können dabei in einem einzigen Kabel zusammengefaßt werden. Ein solches Kabel ist in F i g. 1 mit K\ bezeichnet worden. Zur Verminderung der durch die gegenseitige Beeinflussung der Adern entste henden Störspannungen ist es vorteilhaft, zusätzliche Adern vorzusehen, die an beiden Enden des Kabel: geerdet sind. In F i g. 4 ist ein Beispiel für die Beschal tung eines Schaltkabels mit Schnittstellenleitungen an gegeben, das 4 Lagen enthält.

In der äußersten, im Beispiel in der vierten Lage de; Kabels ist jeweils jede zweite Ader beidseitig geerdet Die nächste, d. h. die dritte Lage des Kabels, enthäl eine solche geerdete Ader erst nach jeweils zwei Si gnaladern. Die zweite und die erste Lage des Kabel; enthält dann wiederum, ebenso wie die vierte Lage, ab wechselnd eine beidseitig geerdete Ader und eine Si gnalader. Es ist durch Versuche festgestellt worden daß mit einer solchen Beschattung der Adern eines Ka bels in Verbindung mit Anordnungen gemäß der Erfin dung eine zuverlässige Übertragung von binären Signa len über normale Schaltkabel bis zu einer Länge voi 200 m möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von binären Signalen über eine geringwertige Übertragungsleitung, insbesondere zum Übertragen der Vermittlungs- und Nachrichtensignale zwischen den Übertragungseinrichtungen eines Datenübertragungsnetzes und den Systemanschlußeinrichtungen einer programmgesteuerten elektronischen Vermittlungsanlage über einfache Kabel- oder Schaltdrahtverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Übertragungsleitung (SnL) sendeseitig und empfangsseitig mit je einer Umsetzeinrichtung (AgS, EgS) abgeschlossen ist, von denen einerseits die von den zu übertragenden Signalen gesteuerte sendeseitige Umsetzeinrichtung (AgS) die Übertragungsleitung (SnL) über Widerstände (Ra) jeweils gleicher Größe wechselweise mit einem den einen Binärwort darstellenden festen Potential (+ 5 V) oder mit dem den anderer. Binärwert darstellenden Erdpotential verbindet und andererseits die die zu übertragenden Signale weiterleitende empfangsseitige Umsetzeinrichtung (EgS) über einen zwischen der Übertragungsleitung (SnL) und dem Erdpotential liegenden und mit seinem Abgriff auf ein zwischen dem den einen Binärwert darstellenden festen Potential (+ 5 V) und dem den anderen Binärwert darstellenden Erdpotential liegendes Potential (+.'5V) eingestellten Spannungsteiler (Rv, Rc) an die Übertragungsleitung (SnL) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Ans^uch \ dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des dem logischen Signal (log 0) entsprechenden binären Signals Erdpotential (0 V) und zur Übertragung des dem logischen Signal (log 1) entsprechenden binären Signals die Versorgungsspannung integrierter Schaltkreise (+5V) an die Übertragungsleitung (SnL) angeschaltet wird und daß das dem logischen Signal (log 0) entsprechende binäre Signal dem Ruhepotential bei nichtaufgebiuter Verbindung entspricht.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungsleitung (SnL) mehradrige Kabel (K) dienen, in denen zur Reduzierung der durch gegenseitige Beeinflussung von Adern entstehenden Störspannungen jeweils einzelne Adern, beispielsweise je Lage des Kabels mindestens jede dritte Ader, beidseitig geerdet sind.