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Die Erfindung betrifft ein Datennetzabschlussgerät zum Anpassen von Endgeräten mit unterschiedlichen Endgeräteschnittstellen an ein Informationsübertragungsnetz, bestehend aus Umsetzereinheit mit bidirektionaler Analog-Digitalwandlung, Datenaufbereitungsschaltung mit ordnender Zwischenspeicherung und Ein-/Ausgabeeinheit mit Logik- und Spannungs- Pegelanpas- sung.
Im Bezug auf Datennetze unterscheidet man festgeschaltene Verbindungen und Wahlleitungen. Festgeschaltene Verbindungen werden vom Datennetzbetreiber einmalig und exklusiv zwischen z. B. zwei Netzteilnehmern mit z. B. 2, 048 Mbit/s Übertragungsgeschwindigkeit eingerichtet. Im Gegensatz dazu stehen Wählleitungen für unterschiedliche Teilnehmer im Datennetz zur Verfügung. Datennetzabschlussgeräte werden sowohl bei festgeschaltenen Verbindungen als auch bei Wählleitungen zur Anpassung der Datendichte vom Datennetz an die Kundenseite bzw.
Endgeräte verwendet. Die Leitungsmedien umfassen Kupfer- und Glasfaserleitungen, wobei Glasfaserleitungen die Übertragung grösserer Datenmengen bei kleineren Querschnitten ermöglichen.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird eine hohe Netzübertragungsgeschwindigkeit angestrebt um kleine Datenpakete mehrerer Datenquellen bzw. Kanälen in schneller Folge hintereinander, über eine einzige oder wenige sehr leistungsstarke Leitungen des Datennetzes zu übertragen. Deshalb sind entsprechende Datennetzabschlussgeräte zur Datenkonzentration am Datenleitungsanfang, aus der Richtung des Informationsflusses gesehen, und Datennetzabschlussgeräte zur Daten Zu-und Auftei- lung, auf zugeordnete Kanäle der Endgeräte, an beiden Datenleitungsenden erforderlich.
Es sind verschiedene Datennetzabschlussgeräte bekannt, die für den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt sind, beispielsweise für die Anschaltung einer Telefonanlage an ein Glasfaserdatennetz. Möchte der Betreiber der Telefonanlage jedoch einen Computer statt der Telefonanlage an das Datennetz anschalten, der eine Schnittstelle mit anderen physikalischen und logischen Spezifikationen als die der Telefonanlage besitzt, muss er ein neues Gerät kaufen das die geforderten Spezifikationen bieten kann. Möchte der Betreiber mehrere unterschiedliche Endgeräte betreiben, sind genau so viele Da-
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tennetzabschlussgeräte und Standleitungen notwendig als Endgeräte betrieben werden sollen. Der gleichzeitige Betrieb von mehreren Endgeräten an einem Datennetzabschlussgerät ist nicht möglich.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Datennetzabschlussgerät welches leicht an eine andere oder z. B. neue Endgeräteschnittstelle anzupassen oder zu adaptieren ist, zur Verfügung zu stellen, das auch die Möglichkeit bietet, mehrere Endgeräte wie z. B. Router, Modem, Telefonanlage gemeinsam an ein Datennetzabschlussgerät anzuschliessen und den datennetzseitigen Datenstrom auf die einzelnen Ausgänge des Datennetzabschlussgerätes zuzuordnen, gegebenenfalls zwischenzuspeichern und an einen Endgeräteausgang weiterzuleiten.
Ein Datennetzabschlussgerät gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-/Ausgabeeinheit programmierbare Funktionsbausteine auf einer Hauptplatine und mindestens einen Steckplatz für austauschbare Module, insbesondere Steckkarten zur Anpassung an unterschiedliche Schnittstellen der Endgeräte umfasst.
Das Gerät ist vorzugsweise als Tischgerät ausgeführt, für das Aufstellen auf ebenen Flächen konzipiert, z. B. Einlegebö- den in Modemschränken, und benötigt eine Spannungsversorgung.
Der Ablauf des Datenaustausches zwischen der Leitungsseite des Datennetzes und den Endgeräten ist im wesentlichen in drei Abschnitte zu unterteilen, die vom Datenstrom nacheinander durchflossen werden.
Der erste Block A, auch Umsetzereinheit, übernimmt die unterschiedlichen physikalischen Leitungssignale und setzt diese in digitale Signale um.
Der zweite Block B, die Datenaufbereitungsschaltung, hat die Aufgabe, diese zu bewerten, zu filtern und zu ordnen.
Der dritte Block C, die Ein-/Ausgabeeinheit, erfüllt den Zweck, die Daten entsprechend der unterschiedlichen Spezifikationen, wie z. B. Logik-und Spannungs-Pegel, für die Endgeräte umzusetzen und über eine konfigurierbare Übergabesteckerleiste an die Übergabestelle zu den Endgeräten weiterzuleiten bzw. zu empfangen.
Dieser Block führt auch bei Übertragungsstörungen selbstständig Diagnosefunktionen aus oder leitet diese ein. Zur Lo-
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kalisierung von Übertragungsstörungen bilden zwei miteinander über eine Datenleitung kommunizierende Datennetzabschlussgeräte eine Testschleife, in der Testdaten übertragen, rückgemeldet und ausgewertet werden. Wird ein Fehler festgestellt, erfolgt eine Meldung an den Netzbetreiber.
Eine konkrete Ausführungsform sieht vor, dass der oder die Steckplätze Steckleisten mit Anschlüssen, insbesondere Stiften aufweisen, deren Belegung und damit Funktion nach Identifikation des jeweils eingesteckten Moduls aus einer für jeden Modultyp in einem nichtflüchtigen Datenspeicher der Hauptplatine und bzw. oder in einem Zusatzspeicherbaustein auf dem jeweiligen austauschbaren Modul selbst, abgespeicherten Belegungstabelle abrufbar und dem Funktions- bzw. Steckerkonfigurationsbaustein zuweisbar sind. Die Identifikation der eingesetzten Module erfolgt nach jedem Systemneustart bzw. bei Spannungsrückkehr nach einem Netzspannungsausfall. Durch die schaltungstechnischen Unterschiede der jeweils eingesteckten Module ist es erforderlich, die Funktion der Hauptplatine an das jeweilige Modul anzupassen.
Die Anpassung erfolgt bei Erkennung des Moduls automatisch z. B. durch Zu- und Wegschalten, auf der Hauptplatine vorhandener Funktionsgruppen, bzw. durch Software-Programmmierung und Zuweisung von Parametern aus den Steckerkonfigurationstabellen.
Die Datenzuweisung in das austauschbare Modul erfolgt beispielsweise, wenn es sich um speicherintensive Schnittstellenanpassungen handelt und der Steckerkonfigurationsbaustein der Hauptplatine nicht ausreicht.
In diesem Sinn ist auch eine weitere austauschbare Modulvariante zweckmässig, welche den Zentralprozessor auf der Hauptplatine durch mindestens einen weiteren Prozessor bzw. Coprozessor auf dem einsteckbaren Modul erweitert bzw. entlastet.
Durch die kleinere Datenübertragungsgeschwindigkeit der Endgeräte im Vergleich zur Geschwindigkeit des Datenübertragungsnetzes, z. B. das 32 Fache, ist eine Geschwindigkeitsanpassung notwendig. Dies wird dadurch erreicht, dass die Datenaufbereitungsschaltung mit Zwischenspeicherfunktion einen Multiplexer, insbesondere einen Zeitmultiplexer umfasst der den Datenstrom des Informationsübertragungsnetzes in z. B. 32
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Kanäle unterteilt, ordnet bzw. zwischenspeichert und eine vorbestimmbare Kanalzahl auf Module aufschaltbar ist.
Eine weitere Besonderheit sieht vor, dass ein z. B. ISDNFernwartungsanschluss und ein Vor- Ort- Servicestecker für einen Personal Computer zur Anpassung bzw. Adaptierung von Einstellungen von Schaltungselementen bzw. zum Einlesen von Programmen in einen Programmspeicher vorgesehen sind. Der
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alle Datennetzabschlussgeräte des Netzes, gleiches Betriebsprogramm zu übertragen sowie abzuspeichern. Ein kosten- und personalintensiver Serviceeinsatz vor Ort entfällt dadurch.
Ein Blockschaltbild des Erfindungsgegenstandes ist in der Figur dargestellt.
Die Fig. zeigt in vereinfachter Darstellung die drei Hauptfunktionsblöcke A, B und C bzw. wesentliche Funktionsbaugruppen eines Datennetzabschlussgerätes. Datennetzabschlussgeräte benötigt man zum Datenaustausch oder Datentransport zwischen unterschiedlichen Teilnehmern, die über ein Datenübertragungsnetz, beispielsweise Standleitungen oder festgeschaltene Verbindungen mit hohen Datenübertragungsraten miteinander kommunizieren und verbunden sind.
Die Anschaltung des Datennetzes 1, dessen Leitung z. B. aus Kupfer oder Glasfaser ausgebildet ist, erfolgt über einen Datennetzeingangsstecker 2. Die dort ankommenden Daten liegen als analoge, sich in der Zeit ändernde, Wechselspannungssignale an und werden im Kernstück des Hauptfunktionsblocks A, in einem bidirektionalen analog zu digital Wandler 3 quantisiert und in digitale Werte umgewandelt. Da die netzseitige
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che, der für die Endgeräte üblichen Frequenz, werden innerhalb eines Endgerätezeittaktes 32 Kanäle auf der Datennetzseite übertragen. Die Aufteilung erfolgt im Datenaufbereitungsblock B mittels eines Multiplexers 4 gemeinsam mit einer Zeitschlitzzuordnung 5. Es besteht die Möglichkeit bestimmte Kanäle beliebigen Ein-/Ausgabeeinheiten zuzuordnen.
Im Funktionsblock C befindet sich pro Ein- /Ausgabeschnittstelle eine Schleifensteuereinheit 6 zur Feh-
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lerdiagnose. Der Zentralprozessor 7 überwacht laufend mit einem Überwachungsprogramm die Anzahl der auftretenden Daten- übertragungsfehler. Steigt die Fehlerrate über einen festgelegten Grenzwert an, erfolgt automatisch eine Meldung an eine zentrale Managementstelle des Netzbetreibers. Die zentrale Managementebene unterscheidet über die Diagnose der gestörten Verbindung oder die Datenumleitung über alternative Verbindungswege. Bei der Diagnose werden Testdaten von einem Datennetzabschlussgerät im Datenstrom mitgeschickt und im Datennetzabschlussgerät auf der Gegenseite mittels der Schleifensteuerung 6 zurück an das Datennetzabschlussgerät, welches die Testdaten verschickt hat, zurückgesendet.
Das Überwachungsprogramm im Zentralprozessor 7 wertet die zurückkehrenden Daten aus. Eine gestörte oder fehlerhafte Übertragung liefert eine negative Diagnose welche dem Netzbetreiber z. B. über einen Fernwartungsanschluss 8 mitgeteilt wird.
Nach dem Datenaufbereitungsblock B erfolgt die Logik- Span nung-und Pegelanpassung durch spezifische Anpassungsschaltungen 22 an die Erfordernisse der Teilnehmerseite bzw. der Engeräteschnittstelle 9 in der Ein-/Ausgabeeinheit C.
Da diverse Endgeräte 10 wie z. B. Router, Personal- Compu- ter, Telefonanlagen und die einzelnen Gerätefamilien auch in sich"generationsweise"unterschiedliche Ein- /Ausgangsschnitt-stellen bzw. Übertragungsprotokolle besitzen, ist es erforderlich, öfter ein neues oder weiteres Datennetzabschlussgerät anzuschaffen, das den aktuellen Anforderungen entspricht und die Verbindung zwischen dem Datennetz und dem Endgerät herstellt.
Erfindungsgemäss ist dies nicht mehr notwendig, da die Hauptplatine 11 nun mit einem Modul 12 bestückt wird, das speziell auf eine teilnehmerseitige Endgeräteschnittstelle 9 abgestimmt ist. Ändern sich die Anforderungen des Endgerätes 10 wird lediglich das Modul 12 ausgetauscht und nicht das komplette Datennetzabschlussgerät. In der Fig. ist eine Ausführungsform der Hauptplatine 11 mit drei Modulen 12 dargestellt. Eine konkrete hier nicht abgebildete Ausführungsform sieht eine Hauptplatine 11 vor, die mit vier Modulen bestückt werden kann. Eine beliebige Anzahl an Steckplätzen, für Module 12, ist möglich.
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Die Hauptplatine 11 verfügt über Datenverbindungen zum Modul 12 mittels Steckerleisten 13. Als Gegenstück zu den Steckerleisten 13 auf der Hauptplatine 11 befinden sich auf den Modulen 12 Buchsenleisten 15. Die gesamte Ein-/Ausgabeeinheit C umfasst sowohl funktionale Gruppen auf der Hauptplatine 11, welche für jede Endgeräteschnittstelle vorhanden sind, wie z. B. Steckerkonfigurationsbaustein 17 und Schleifensteuerung 6, als auch abgesetzte aufsteckbare Module 12, 12', 12".
Da es verschiede Modultypen gibt, ist es notwendig eine Identifizierung der Module 12,12', 12" durch den Zentralprozessor 7 durchzuführen. Dies geschieht nach dem Einschalten des Datennetzabschlussgerätes. Hat der Zentralprozessor 7 über die Steckerleiste 13 den Modultyp abgefragt, wird die für das identifizierte Modul 12,12', 12"geltende Steckerkonfigurationstabelle der Steckerleiste 13 aus einem nichtflüchtigen Datenspeicher 16 auf der Hauptplatine 11 in den jeweiligen Steckerkonfigurationsbaustein 17 auf der Hauptplatine 11 geladen.
Bei aufwendigen Daten Ein-/Ausgabeanpassungsaufgaben durch den Block C kann es vorkommen, dass der Funktions- bzw. Steckerkonfigurationsbaustein 17 auch zur Datenzwischenspeicherung wie der Hauptspeicher 21 auf der Hauptplatine 11 herangezogen wird. In so einem Fall ist die Kapazität des Steckerkonfigurationsbausteins 17 schnell erschöpft. Daher hat es sich als zweckmässig erwiesen, Module 12 mit einem Zusatzspeicher 18 auszustatten, um die Steckerkonfigurationstabelle oder zu übertragende Daten lokal, direkt auf dem Modul 12' abspeichern zu können.
Daraus ergibt sich wiederum der Bedarf, Daten und Informationen lokal und daher auch zeitsparend ohne umständlichen Datentransport zum Zentralprozessor 7 und wieder zurück, direkt auf dem aufsteckbaren Modul 12" durch einen zusätzlichen Coprozessor 19 zu verarbeiten.
Ein für den Netzbetreiber wichtiges Werkzeug ist der z. B.
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alle Datennetzabschlussgeräte eines Datennetzes 1 gleiches Betriebsprogramm oder neue Schnittstellen- bzw. Steckerkonfi-
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gurationstabellen zu übertragen und abzuspeichern. Ein kosten-und personalintensiver Serviceeinsatz vor Ort entfällt dadurch.
Weiters ist ein Vor- Ort- Servicestecker 20 vorhanden um auch am Gerät direkt mittels eines Personal Computers oder Laptops Überprüfungen und Neukonfigurationen durchzuführen, oder um z. B. neue Schnittstellenkonfigurationstabelle in den nichtflüchtigen Datenspeicher 16 zu übertragen bzw. abzuspei- chern.
Bei Ausfall der festgeschaltenen Verbindung bzw. des Datennetzes 1 ist eine Ersatzwegschaltung der Datenübertragung mit einer gleichen oder geringen Übertragungsrate über ein fixeingebautes oder ein einsteckbares z. B. ISDN-Modul in einen Ein-/Ausgabeeinheitssteckplatz gegebenenfalls möglich.
Die zentrale Managementebene des Netzbetreibers entscheidet bei vorliegenden Störungen über den Aufbau und Schaltung eines Datenersatzweges über das Wählleitungsdatennetz.
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The invention relates to a data network termination device for adapting end devices with different end device interfaces to an information transmission network, consisting of a converter unit with bidirectional analog-digital conversion, data processing circuit with orderly intermediate storage and input / output unit with logic and voltage level adjustment.
With regard to data networks, a distinction is made between dedicated connections and dial-up lines. Committed connections are unique and exclusive between z. B. two network participants with z. B. 2, 048 Mbit / s transmission speed set up. In contrast, dial-up lines are available for different users in the data network. Data network termination devices are used both for dedicated connections and for dial-up lines to adapt the data density from the data network to the customer or
End devices used. The line media include copper and fiber optic lines, with fiber optic lines allowing the transmission of larger amounts of data with smaller cross sections.
For economic reasons, a high network transmission speed is sought in order to transmit small data packets from several data sources or channels in quick succession, over a single or a few very powerful lines of the data network. Corresponding data network termination devices for data concentration at the beginning of the data line, as seen from the direction of the information flow, and data network termination devices for data allocation and distribution, on assigned channels of the terminal devices, are therefore required at both data line ends.
Various data network termination devices are known which are designed for the respective application, for example for connecting a telephone system to a fiber optic data network. However, if the operator of the telephone system wants to connect a computer to the data network instead of the telephone system, which has an interface with different physical and logical specifications than that of the telephone system, he has to buy a new device that can offer the required specifications. If the operator wants to operate several different end devices, there are just as many
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network termination devices and dedicated lines are to be operated as end devices. The simultaneous operation of several end devices on one data network termination device is not possible.
The invention aims to provide a data network termination device which can easily be connected to another or e.g. B. to adapt or adapt new terminal interface, to provide, which also offers the possibility of multiple terminals such. B. router, modem, telephone system together to connect to a data network termination device and assign the data network-side data stream to the individual outputs of the data network termination device, if necessary, buffer and forward it to a terminal output.
A data network termination device according to the invention is characterized in that the input / output unit comprises programmable function modules on a main circuit board and at least one slot for interchangeable modules, in particular plug-in cards for adapting to different interfaces of the end devices.
The device is preferably designed as a table device, designed for installation on flat surfaces, e.g. B. shelves in modem cabinets, and requires a power supply.
The flow of data exchange between the line side of the data network and the terminals is essentially divided into three sections, through which the data stream flows in succession.
The first block A, also the converter unit, takes over the different physical line signals and converts them into digital signals.
The second block B, the data processing circuit, has the task of evaluating, filtering and sorting it.
The third block C, the input / output unit, serves the purpose of the data according to the different specifications, such as. B. logic and voltage levels for the terminal devices and to forward or receive them via a configurable transfer connector strip to the transfer point to the terminal devices.
This block independently executes or initiates diagnostic functions in the event of transmission problems. To the Lo
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The calibration of transmission interference forms two data network termination devices that communicate with each other via a data line, forming a test loop in which test data are transmitted, reported back and evaluated. If an error is found, a message is sent to the network operator.
A specific embodiment provides that the slot or slots have plug strips with connections, in particular pins, whose assignment and thus function after identification of the plugged-in module from one for each module type in a non-volatile data memory on the main board and / or in an additional memory chip on the each interchangeable module itself, stored assignment table can be called up and assigned to the function or plug configuration module. The modules used are identified after every system restart or, in the event of voltage return, after a power failure. Due to the circuitry differences of the respective inserted modules, it is necessary to adapt the function of the main board to the respective module.
The adaptation takes place automatically when the module is recognized. B. by switching on and off, existing function groups on the main board, or by software programming and assignment of parameters from the connector configuration tables.
The data assignment to the interchangeable module takes place, for example, when it comes to memory-intensive interface adaptations and the connector configuration module on the main board is not sufficient.
In this sense, a further interchangeable module variant is expedient, which expands or relieves the central processor on the main board by at least one further processor or coprocessor on the plug-in module.
Due to the lower data transmission speed of the terminals compared to the speed of the data transmission network, for. B. 32 times, a speed adjustment is necessary. This is achieved in that the data processing circuit with a buffer function comprises a multiplexer, in particular a time multiplexer, which converts the data stream of the information transmission network into e.g. B. 32
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Channels divided, orders or cached and a predetermined number of channels can be connected to modules.
Another special feature is that a z. B. ISDN remote maintenance connection and an on-site service connector for a personal computer for adapting or adapting settings of circuit elements or for reading programs into a program memory are provided. The
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All data network termination devices in the network to transmit and save the same operating program. This eliminates the need for costly and personnel-intensive service on site.
A block diagram of the subject of the invention is shown in the figure.
The figure shows a simplified representation of the three main function blocks A, B and C or essential functional modules of a data network termination device. Data network termination devices are required for data exchange or data transport between different subscribers who communicate and are connected to one another via a data transmission network, for example dedicated lines or dedicated connections with high data transmission rates.
The connection of the data network 1, the line z. B. is made of copper or fiber, via a data network input connector 2. The data arriving there are analog, changing in time, AC signals and are at the heart of the main function block A, in a bidirectional analog to digital converter 3 and quantized digital values converted. Since the network side
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che, the frequency customary for the terminals, 32 channels are transmitted on the data network side within one terminal clock. The division takes place in the data processing block B by means of a multiplexer 4 together with a time slot assignment 5. It is possible to assign certain channels to any input / output units.
In function block C there is a loop control unit 6 for each input / output interface.
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lerdiagnose. The central processor 7 continuously monitors the number of data transmission errors that occur with a monitoring program. If the error rate rises above a specified limit, a message is automatically sent to a central management point of the network operator. The central management level differentiates between diagnosing the faulty connection or data redirection via alternative connection paths. During the diagnosis, test data are sent along by a data network termination device in the data stream and sent back in the data network termination device on the opposite side by means of the loop controller 6 back to the data network termination device which sent the test data.
The monitoring program in the central processor 7 evaluates the returning data. A disturbed or faulty transmission provides a negative diagnosis which the network operator, for. B. is communicated via a remote maintenance port 8.
After the data processing block B, the logic voltage and level are adjusted by specific adaptation circuits 22 to the requirements of the subscriber side or of the device interface 9 in the input / output unit C.
Since various terminals 10 such. For example, if routers, personal computers, telephone systems and the individual device families have inherently "generation-wise" different input / output interfaces or transmission protocols, it is necessary to purchase a new or additional data network termination device that meets current requirements and establishes the connection between the data network and the terminal.
According to the invention, this is no longer necessary since the main circuit board 11 is now equipped with a module 12 which is specifically matched to a subscriber-side terminal interface 9. If the requirements of the terminal 10 change, only the module 12 is replaced and not the complete data network termination device. An embodiment of the main circuit board 11 with three modules 12 is shown in the figure. A specific embodiment, not shown here, provides a main circuit board 11 which can be equipped with four modules. Any number of slots, for modules 12, is possible.
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The main circuit board 11 has data connections to the module 12 by means of plug strips 13. As a counterpart to the plug strips 13 on the main circuit board 11, there are socket strips 15 on the modules 12. The entire input / output unit C comprises both functional groups on the main circuit board 11, which are used for each terminal interface are available, such as. B. connector configuration module 17 and loop control 6, as well as detachable plug-on modules 12, 12 ', 12 ".
Since there are different module types, it is necessary for the central processor 7 to identify the modules 12, 12 ', 12 ". This takes place after the data network termination device has been switched on. If the central processor 7 has queried the module type via the plug connector 13, the module type for the identified module 12, 12 ', 12 "applicable plug configuration table of the plug connector 13 from a non-volatile data memory 16 on the main board 11 loaded into the respective plug configuration module 17 on the main board 11.
In the case of complex data input / output adaptation tasks by block C, it can happen that the function or plug configuration module 17 is also used for intermediate data storage like the main memory 21 on the main board 11. In such a case, the capacity of the plug configuration module 17 is quickly exhausted. It has therefore proven to be expedient to equip modules 12 with an additional memory 18 in order to be able to store the plug configuration table or data to be transmitted locally, directly on the module 12 '.
This in turn results in the need to process data and information locally, and therefore also in a time-saving manner, without cumbersome data transport to the central processor 7 and back again, directly on the plug-in module 12 "by an additional coprocessor 19.
An important tool for the network operator is the z. B.
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all data network termination devices of a data network 1 same operating program or new interface or connector configuration
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transfer and save guration tables. This eliminates the need for costly and personnel-intensive service on site.
Furthermore, an on-site service plug 20 is provided in order to carry out checks and reconfigurations directly on the device by means of a personal computer or laptop, or to B. to transfer or store new interface configuration table in the non-volatile data memory 16.
In the event of failure of the dedicated connection or of the data network 1, an alternative routing of the data transmission with an identical or low transmission rate via a permanently installed or insertable z. B. ISDN module in an input / output unit slot possibly possible.
The central management level of the network operator decides in the event of malfunctions on the construction and switching of a data replacement path via the dial-up data network.