DE2614334B2 - Verfahren zur Überwachung eines Peripheriegerätenetzes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, sowie auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Anwendung in Fernsprechvermittlungen.

In einer Fernsprechzentrale muß periodisch der Betriebszustand von Teilnehmerleitungen überprüft werden, damit insbesondere festgestellt wird, ob an der Teilnehmerleitung ein Schleifenschluß vorliegt oder nicht. In der DE-AS 10 83 345 ist ein System beschrieben, bei dem Fernmeldeleitungen abgetastet werden, die über eine Anrufzentrale mit einem Fernsprechamt verbunden sind. Dabei werden Gruppen aus η Teilnehmerleitungen überwacht, indem auf η Übertragungswegen η wiederkehrende Testimpulse ausgesendet werden; die Aussage, ob ein Schleifenschluß vorliegt oder nicht, wird durch Aussenden oder Nichtaussenden der Testimpulse zu den im System enthaltenen Überwachungsorganen ausgedrückt. Eine matrixartige Anordnung von zu überwachenden Geräten liegt in diesem System jedoch nicht vor.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Fernhalten von Netzstöreinflüssen von der elektronischen Steuerung bei einem Netz aus peripheren Geräten mit zentraler Steuerung mit einer über Drahtleitungen an die Geräte des Netzes angeschlossenen Zentraleinheit vom Typ eines elektronischen Rechners, wenn in dem Netz Gleich- und/oder Wechselspannungen mit einer weit über der Größenordnung der Versorgungsspannung der Zentraleinheit liegenden Größenordnung vorhanden sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um Leitungen eines (mit 48 V gespeisten) Fernsprechnetzes handelt, das elektronisch durch eine Zentraleinheit gesteuert wird, deren digitale Schaltungsorgane mit Spannungen in der Größenordnung von einigen Volt gespeist werden. Das Netz und seine Organe stellen im Betrieb Störimpuls-

quellen dar, deren Übertragung über die Verbindungsieitungen die Arbeitsweise der digitalen Schaltungen der Zentraleinheit stören können, indem sie zum Auftreten einer großen Anzahl von Fehlen führen, die

mit der Sicherheit der Vermittlung unvereinbar sind.

Es ist somit angebracht, die Versorgungsspannungen des Netzes und der Zentraleinheit voneinander zu trennen, damit die Zentraleinheit den momentanen Zustand der Geräte des Netzes überwachen kann, was für ihre richtige Steuerung unerläßlich ist. Insbesondere müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die Übertragung der Störimpulse über die Verbindungsleitungen vermieden wird.

Eine Möglichkeit besteht darin, eine drahtlose Übertragung anzuwenden. Diese Möglichkeit zwingt zur paarweisen Einrichtung von Sendern und Empfängern im Verhältnis von wenigstens einem Paar pro gesteuertem Gerät Wenn die Geräte sehr zahlreich sind, wie es insbesondere in einer Vermittlungszentrale der Fall ist, in der zahlreiche Fernsprechleitungen gesteuert werden müssen, würde die Einrichtung sehr teuer sein. Außerdem unterdrückt diese Lösung die von den Störimpulsen gebildete Störung nicht vollständig, da ein Teil des Frequenzspektrums mit Sicherheit in den von gewissen Sender- und Empfängerpaaren benutzten Kanal fällt

Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwischen der Netzseite und der Zentralseite in die Überwachungsleitungen Optokoppler einzufügen. Diese Möglichkeil stellt aber keinen Ausweg aus dem Problem des Schutzes gegen Störimpulse dar, für die die Optokoppler selbst empfindlich sind. Außerdem sind die üblichen Optokoppler langsam, und sie weisen eine relativ kurze Lebensdauer auf.

Die erfindungsgemäße Lösung weist die oben angegebenen Nachteile nicht auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem vorgeschlagen wird, den Zustand von π Gruppen aus m (m ganzzahlig >1) Peripheriegeräten in Form von m Binärformationen auszudrücken, die auf m getrennten Kanälen erfaßt werden, ist dadurch gekennzeichnet,
—daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal-Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält,
—daß der Zustand des Geräts j(/ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen gesteuert wird, die von den Testimpulsen ausgelöst werden, und
—daß die »schleifenfreien«-Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsampütude umgewandelt werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung von F i g. 1 und

F i g. 3 Impulsdiagramme.
In einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind allgemein folgende Einheiten vorhanden:

—Auf Seiten der Zentraleinheit, die in Fig. 1 mit Hilfe des gestrichelt dargestellten Rechtecks 10 angegeben ist η »Sender« £,(/ganzzahlig und zwischen 1 und n) und m »Empfänger« R₁(J ganzzahlig zwischen 1 und

m);
— auf Seiten der Peripheriegeräte, die eine (mittels eines Rechtecks 14 dargestellte) Gruppe bilden, zwei Schnittstelleneinheiten 11 und 12 (Fig. 1), die die später beschriebenen Verbindungsorgane zwischen den »Sendern« und der Gruppe 14 einerseits sowie zwischen der Gruppe 14 und den »Empfängern« andererseits enthalten.

In Fig. 1 sind die Zweidrahtleitungen mit Hilfe eines einfachen Strichs dargestellt

Jeder Sender £} sendet über eine Zweidrahtleitung LEi kurze Impulse mit großer Folgeperiodendauer. Als Beispiel ist in F i g. 3 im Diagramm (a) mit der V-Achse für die Spannungen und mit der f-Achse für die Zeit der Verlauf eines solchen Testimpuises W\ mit einer Amplitude von 5 V und einer Dauer von 4 μ5 dargestellt, wie er alle 10 ms vom Sender E, erzeugt wird. Das Verhältnis zwischen der Folgeperiodendauer und der Impulsdauer beträgt 2500, so daß eine maßstäbliche Darstellung nur mit einer Unterbrechung der f-Achse zwischen zwei Impulsen erfolgen konnte.

Die Testimpulse W] aus η Sendern Ej sind untereinander beispielsweise um einige MikroSekunden so versetzt, daß die Gruppe der m geprüften Geräte identifiziert werden kann.

Jeder Empfänger .R, wird von einer nicht dargestellten mit dem Sender Ei synchronisierten Impulsquelle mit Impulsen Wa gespeist, die im Diagramm (d) von F i g. 3 dargestellt sind. Diese Impulse haben die gleiche Folgeperiodendauer wie die Impulse Wi, jedoch ist ihre unter der Dauer der Testimpulse Wl liegende Dauer vollständig in der Impulsdauer der Impulse Wi enthalten.

Die in die Schnittstelleneinheit 11 führenden Leitungen LEi enthalten Transformatoren 77,-und Impulsgeneratoren Gi. Jeder Transformator 77, ist ein Impulstransformator, was bedeutet, daß er ein ziemlich hohe Frequenzen umfassendes Durchlaßband aufweist, damit die Testimpulse Wi nicht zu stark verformt werden. Der Ausgang des Transformators 77, ist mit dem Eingang des Generators G, verbunden. Dieser Generator, der ein an sich bekannter Generatortyp ist, erzeugt mit den Testimpulsen Wi synchrone Impulse Wi, und er so gewährleistet gleichzeitig die Spannungsverstärkung und die Verschiebung des Gleichspannungspotentials. Beispielsweise zeigt das Diagramm (b) von F i g. 3 den Impuls Wi in Form eines Rechtecks zwischen den Ordinatenpunkten 0 und -48 V. In F i g. 1 ist mit Hilfe des Rechtecks 14 eine Menge mit η Gruppen von m Peripheriegeräten dargestellt. Die Menge der Peripheriegeräte enthält η Eingänge, die über die Leitungen LG₁ an die Ausgänge der Generatoren G, angeschlossen sind, sowie m Ausgänge, die über die Leitungen LDj an die Schnittstelleneinheit 12 angeschlossen sind.

Die Geräte der zu steuernden Menge können zwei unterschiedliche Zustände annehmen die mit »1« und »0« bezeichnet werden können und die beispielsweise ihren Anschlußzustand oder ihren Trennzustand kennzeichnen. Im Zustand »1« wird ein über eine Leitung LGi ankommender Impuls Wi in Form eines Impulses Wi (Fig.3, Diagramm c) auf eine Leitung LDj übertragen, die mit einem Gerät der Ordnung j in einer

Spalte der von der Leitung LG₁ gespeisten Geräte angeschlossen ist. Im Zustand »0« wird der Impuls W) nicht zu diesem Gerät übertragen. Die Schnittstelleneinheit 12 enthält später noch zu beschreibende Detektoren Dj, die die Impulse Wj in »Schleifenw-Zustände (im Verlauf der Dauer des Impulses W₃) und in »schleifenfreie« Zustände (in den Impulsintervallen) umwandeln können; die Zustände entsprechen dabei einem Kurzschluß bzw. einer Unterbrechung einer Zweidrahtleitung LRj, die über einen Impulstransformator TIj an den Eingang eines Empfängers R, angeschlossen ist. Der später noch zu beschreibende Empfänger Rj kann an seinem Ausgang 5,-einen Impuls IV₄ liefern, je nachdem, ob die Leitung LA, offen oder geschlossen ist.

Im Fall der Verdopplung der Zentraleinheit, d. h. wenn zur Steuerung der Peripheriegeräte zwei Steuereinheiten vorgesehen sind, dann kann in einfacher Weise ein zweiter Satz von Sendern £", und von Empfängern /fyohne irgendeine zusätzliche Vermittlung auf dem Niveau der Leitungen LEi und LRj eingefügt werden. In F i g. 1 sind die Abzweigungspunkte 15 und 16 zu einer zweiten Steuereinheit angegeben. Auf Grund der peripherieseitigen Gleichspannungstrennung und auf Grund der Tatsache, daß die Verzweigungsimpedanzen an diesen Punkten kein Hindernis für die Impulsübertragung darstellen, ist eine solche Verzweigung ohne Entkopplung möglich.

Im Ausführungsbeispiel von Fig.2 wird angenommen, daß die zu steuernden Peripheriegeräte Fernsprechteilnehmerleitungen sind, die mit einer Gleichspannung von 48 V gespeist werden.

Es handelt sich beispielsweise um Teilnehmer, die Zugang zu einer Vermittlungsmatrix mit m Zeilen und η Spalten haben. Am Kreuzungspunkt der Spalte /und der Zeile j befindet sich eine Teilnehmerleitung, von der nur die zwei Punkte /und /dargestellt sind, die zu den zwei Drähten der Leitung gehören, zwischen die eine Versorgungsbrücke mit einem Kondensator C_x in der Größenordnung von Mikrofarad eingefügt ist. Überdies ist im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung in Serie mit dem Kondensator C_x auf der Zugriffsseite der Leitung LDj ein Gleichrichter 20 mit einer solchen Orientierung angebracht, daß nur positive Impulse zu dem Detektor D, gelangen können, bei dem die Leitung LDj endet. Am Eingang des Gleichrichters 20 ist ein Ableitwiderstand 21 gegen die gemeinsame Masse der Einheit 14, der Generatoren G, und der Detektoren Dj geschaltet.

Wenn die Teilnehmerleitung offen ist, ist der Kondensator C_x nicht geladen, was mittels eines offenen Schalters I_x dargestellt ist; der gegenteilige Schleifenzustand entspricht der geschlossenen Stellung des Schalters.

Es werden nun die Organe Ej, Gi, Dj und Rj in dem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel von F i g. 2 unter gleichzeitiger Angabe ihrer Funktionsweise beschrieben.

Der Sender E/enthält eine Impulsgeneratorschaltung 27, die mittels Signalen aus einem hier nicht dargestellten Taktgeber synchronisierbar ist, der einen Ausgang zum Punkt H von Fig.2 aufweist. Eine einstellbare Verzögerungsleitung 28 ist zwischen die Klemme H und eine Klemme 271 zum Synchronisieren der Impulsgeneratorschaltung 27 eingefügt. Die zwei Leiter der Leitung LF, sind an Masse bzw. an eine Quelle einer positiven Spannung Vi ( + 5 V) angeschlossen, die während der Dauer der Impulse W\ von der Schaltung 27 an die Leitung angelegt wird.

Der Generator G\ ist ein Impulsverstärker 29, dessen Eingang 291 von der Sekundärwicklung des Impuls-

transformators 77, (mit einem Übersetzungsverhältnis 1/1) versorgt wird; die Primärwicklung dieses Transformators ist zwischen die zwei Adern der Leitung LEi angeschlossen. Der Ausgang 292 des Impulsverstärkers 29 ist mit dem Punkt / verbunden, und befindet sich während der Dauer der Impulse Wi auf einer Spannung von -48 V, die aus einer den Verstärker 29 speisenden Gleichspannungsquelle Vi kommt.

Der Detektor D, enthält einen Transistor Ti (einen NPN-Transistor), dessen Basis mit dem Mittelpunkt K einer von den Widerständen 22 und 23 gebildeten und zwischen dem Punkt / und Masse liegenden Brücke verbunden ist. Der Emitter und der Kollektor des Transistors ΤΊ sind an jeweils eine Ader der Leitung LRj angeschlossen.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß beim Auftreten eines positiven Impulses am Punkt /auf Grund des sehr kleinen ohmschen Widerstandes zwischen dem Kolektor und dem Emitter eines NPN-Transistors bei positiver Basis ein Schleifen-Zustand an der Leitung LRj vorliegt.

Der Empfänger Rj enthält zwei komplementäre Transistoren 7} und Ti, nämlich einen PNP-Transistor Ti und einen NPN-Transistor 7i Der Emitter des Transistors Ti wird direkt von einer positiven Gleichspannung (der Spannung Vi von 5 V gespeist), während der Kollektor des Transistors Ti über einen Ladewiderstand 26 aus der gleichen Quelle versorgt wird. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß Impulse, die den Impulsen VV₄ ähnlich sind, jedoch eine kleinere

ίο Amplitude aufweisen, über eine Klemme EW₄ an die Basis des Transistors Ti gelangen, auf Grund des Ladewiderstandes 25 an der Basis des Transistors T₃ Potentialimpulse erzeugen, jedoch nur unter der Bedingung, daß kein Schleifen-Zustand der Leitung LRj vorliegt, da dieser einen Kurzschluß an der Basis des Transistors T₃ erzeugen würde. Am Punkt S, treten somit im schleifenfreien Zustand der Leitung LRj Impulse W₄ auf. Der Gleichrichter 24 ist zwischen den Transformator TIj und die Basis des Transistors T₃ eingefügt, damit die Betriebssicherheit auch im Fall von Störimpulsen gewährleistet ist.

Von den nicht erwähnten Vorteilen der Erfindung sei auf die Tatsache hingewiesen, daß der Transistor Γι die Primärwicklung des Transformators TIj kurzschließt, ohne daß eine Speisung dieses Transistors vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Sättigung des Transformators TIj mittels des Gleichstroms vermieden.

Die Kürze der Impulse W₄ vermeidet ebenfalls die Sättigung des Transformators TIj, und sie begünstigt die Verminderung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Störspannung zu einem falschen Zeitpunkt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus η (η ganzzahlig, > 2) Gruppen von m (m ganzzahlig, > 1) Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, bei dem der Zustand einer Gruppe von m Peripheriegeräten in Form von m Binärinformationen auf m getrennten Kanälen erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,

— daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse (IVi) übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal Gleichspannungs-Entkopplungsvorrich- tungen (TI) enthält,

— daß der Zustand des Geräts j (J ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls (Wi) synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor (Tl) bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen (W3) gesteuert wird, die von den Testimpulsen (Wt) ausgelöst werden, und

— daß die »schleifenfreien« Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse (VV4) mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsamplitude umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die »schleifenfreien« Zustände rückübertragenden Impulse eine wesentlich geringere Dauer als die Testimpulse aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtung von einem Impulstransformator (TI)gebildet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden die Gruppen der Geräte mit der Steuereinheit verbindenden Kanäle ein Impulstransformator (TI) eingefügt ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Testimpuls (IVi, F i g· 3) in einen Impuls (IV₂) mit der gleichen Dauer, jedoch mit unterschiedlicher Amplitude durch Abschneiden einer das Peripheriegerätenetz speisenden Spannung umgewandelt werden, wobei dieses Netz die Impulse (Wj) in Impulse (W3) mit der Amplitude 0 oder mit einer von 0 verschiedenen Amplitude gemäß dem Zustand der Peripheriegeräte umwandelt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Steuerung des Schleifenzustandes von Teilnehmerleitungen verwendet wird, die über eine Versorgungsbrücke mit einer Gleichspannung gespeist werden, indem die Impulse (W₂) über den Kondensator der Versorgungsbrücke übertragen werden, der sie in Impulse (W3) umwandelt.

7. Elektronische Fernsprechvermittlungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch η

Testimpulse (W)) abgebende Testimpulssender (E), die mit einer für jeden Sender unterschiedlichen Verzögerung durch einen Taktgeber synchronisiert sind, der einen Teil der Steuereinheit (10) darstellt, von den η Testimpulssendern (E) gesteuerten impulsgeneratoren (G), die Impulse (W₂) erzeugen, die die gleiche Dauer wie die Testimpulse (Wi) aufweisen, jedoch hinsichtlich der Amplitude und bezüglich der Spannung versetzt sind, wobei die Impulsgeneratoren (G) einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, m Impulsdetektoren (D), die jeweils einen bipolaren Transistor (Ti) enthalten und die einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, und m Empfänger (R), die einen Teil der Steuereinheit (10) bilden und jeweils über einen Impulstransformator (TI) an den Emitter und an den Kollektor des bipolaren Transistors (Tl) angeschlossene Eingangsklernmen, eine Eingangsklemme für die mit den Testimpulsen synchronisierten Impulse, eine Ausgangsklemrne für die Ausgangsimpulse (VK₄), sowie eine Impulsverstärkerschaltung mit zwei komplementären Transistoren (Ti, Tz) aufweisen.