WO1984004861A1 - Procede et dispositif pour le transfert d'informations dans une boucle de donnees - Google Patents

Procede et dispositif pour le transfert d'informations dans une boucle de donnees Download PDF

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WO1984004861A1
WO1984004861A1 PCT/AT1984/000021 AT8400021W WO8404861A1 WO 1984004861 A1 WO1984004861 A1 WO 1984004861A1 AT 8400021 W AT8400021 W AT 8400021W WO 8404861 A1 WO8404861 A1 WO 8404861A1
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WO
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data
transmission
transmission frame
stations
frame
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/AT1984/000021
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Preineder
Edwin Querasser
Frank Buschbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
Original Assignee
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/427—Loop networks with decentralised control
    • H04L12/43—Loop networks with decentralised control with synchronous transmission, e.g. time division multiplex [TDM], slotted rings

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an arrangement according to the preamble of claim 11.
  • Data networks are usually implemented as "point-to-point" connections between nodes or several stations are connected to a common transmission medium (cable, radio), of which only one may transmit at the same time.
  • the messages are usually serialized and transmitted in blocks.
  • the traffic between the stations is regulated by a network-specific protocol. Such protocols are e.g. X25 the CCITT, Ethernet, ISO-P 802 etc.
  • All transmitted protocols contain test mechanisms (e.g. CRC or LRC, VRC test), which should recognize transmission errors. If transmission errors are detected, message blocks are repeated.
  • test mechanisms e.g. CRC or LRC, VRC test
  • Standard interfaces e.g. V24 asynchronous
  • Every physical connection point in the data network should be able to be connected to every other connection point by minimal manipulation.
  • the required high flexibility and easy configurability should be implemented by
  • Leased lines can be achieved on the one hand, and on the other hand the implementation of temporary connections should be possible without interrupting the network operation.
  • connection establishment should be controlled either by a central switching computer or by intelligent device interfaces or manually from each station (routing units).
  • High reliability and low residual error rate through the use of an optical medium (galvanic decoupling between the individual ring stations), error detection, error location and diagnosis up to the device interface, as well as central documentation of all errors and malfunctions should be possible.
  • the advantage according to the invention is that there is no need for a re-synchronization for each transmission; there is only a synchronization check. Furthermore, a REAL-TIME transmission of signals is possible because the transmission frame is repeated and forwarded continuously. All codes can be used that transmit clock and data simultaneously; Arbitrat ionsproblerae are eliminated and the transmission times are short and constant. The overhead due to the usually required transmission of sender and receiver addresses in addition to the information to be transmitted is eliminated. Preferred embodiments of the invention are described in the subclaims and the drawing.
  • FIG. 1 shows a basic arrangement for information transmission in a data ring with / a master station and a number of further stations
  • FIG. 2 shows a transmission frame
  • FIG. 3 shows a basic circuit diagram of a master station
  • Fig. 4 is a block diagram of a station.
  • stations 1, 2 ... n form a data ring in which information is transmitted between the individual stations 1, 2... N and a master station 3 via a medium 5. At least one station and one master station are required to form the data ring. However, the number of stations, at least one of which is a master station, can be as large as desired.
  • the master station 3 initializes the data ring, monitors and, unless otherwise provided, can control the data transfer between the individual stations and between itself and the stations.
  • Each of the stations 1, 2... N can receive data to be transmitted via port modules 19 from devices 4 of any design (computers, peripherals, controls, etc.) and transmit them to any other device 4 at the same or a different station.
  • the data or information from the device 4 is entered into the station, this leads to a forwarding via the data ring or the medium 5 (cable, light guide, electrolyte, etc.) connecting the stations to other stations or to itself or other devices 4 connected to them, the information being output by the received stations and the corresponding devices assigned to them.
  • the assignment of the devices that communicate with each other can be fixed (by hardware) or temporarily (for example by appropriate command entry or routing units). However, the assignment is always defined before a data transfer, so that the transmission frame does not have to contain any addresses or a protocol.
  • the ring structure results in the shortest cabling lengths for the station linkage compared to other configurations (eg star configurations). Another advantage of the ring structure is that the configuration can be easily expanded by adding additional stations.
  • the frame which can be defined with any length has 512 slots (time sectors) 28 of equal length, which have been numbered accordingly from 0 to 511.
  • a signal is impressed on the transmission frame, which consists of a number of bits that make transmission errors recognizable, in particular due to their configuration.
  • the bits are arranged in such a way that a lead or lag of the signal compared to an identical pattern contained in the stations, in particular by up to two cycles, can be determined or that a signal shift when checked in one
  • Flag detector with the pattern is recognizable as clock-shifted.
  • Signal content in this example also arranged in the slot with the number O, is used to transmit information that corresponds to a certain status of the data ring or to establish or communicate certain functions in the data ring, for example.
  • B. a synchronization of the data ring or the transmission of the data extraction and data pulse release from or into the slots of the transmission frame that can be loaded with information.
  • a synchronization identifier a transmission flag (identifier) or an error identifier is referred to below.
  • identifiers do not have to be at the beginning of the transmission frame and can also be longer than a slot. Also one at any point on the frame
  • the sign can communicate embossed information "Ring closed" or "Data release” and together with another piece of information form an identifier. However, such identifiers are advantageously stamped at the beginning of the frame.
  • the information is transmitted in the data ring in a time division multiplex procedure with a fixed frame format.
  • the data rate in an optical fiber is e.g. 6,144 Mbit / s.
  • the frame shown in Fig. 2 is e.g. from 512 timeslots with a width of e.g. 10 bits each, the maximum transmission time for a 10 bit word corresponding approximately to the round trip time of a frame (approximately 1 ms).
  • the frames are transmitted without interruption, i.e. After slot 511 of the last frame fed into the ring, slot 0 of the following identical frame follows immediately.
  • the biphase code is preferably used to encode the frame data. This simplifies the recovery of the bit clock and improves error monitoring. It is noted that at the start of operation or after an error has been ascertained, a transmission frame containing only the synchronization identifier is transmitted without further user information or data to be transmitted.
  • a slot contains the synchronization identifier for the initial ring synchronization or the transmission flag for the ring release for data input as well as the simultaneous synchronization check.
  • 2 slots are used for hardware messages and 15 slots for ring management or for establishing and closing connections between the stations, but not for assigning the data contained in the same transmission frame to specific stations or devices.
  • Each of the remaining slots in the frame is suitable for one on Due to the ring structure bidirectionally ionic, full duplex capable channel with a maximum of 9600 bit / s to operate.
  • the transmission frame itself can have almost any length and that it can be divided into an integer number of arbitrarily large slots. Unused slots can also be kept in reserve for larger amounts of data.
  • the master station 3 has a constantly running clock generator 21, which supplies all the clock signals required for the arrangement and feeds them via a a frame format counter 22 to a central control unit 24, a data reading unit 6 and a coding device 7.
  • the frame format counter 22 connected to the clock generator 21 divides a predetermined transmission frame (FIG. 2) into individual slots which contain individual data bits, and sets the time of the respective delivery or generation of a synchronization identifier or a transmission flag in one or more slots via b in the central control unit 24.
  • the slot number that is currently current when the frame is transmitted is present at the output c of the frame counter 22 and is supplied to both a flag generator 23 and a time compensation memory or buffer store 18.
  • the flag generator 23 outputs the synchronization identifier or the transmission flag, if appropriate also an error identifier, at the central control unit 24 via e predetermined times at the output d, depending on the respective ring state (status), preferably at the start of the transmission of the frame or at the time of the slot number O, ab, which is fed to a port logic 25 which is connected to the output h of the central control unit 24 and the buffer store 18.
  • the synchronization identifier is output by the flag generator 23.
  • the central control unit 24 controls the data transfer in the port logic 25 via the output h, the processes in the data reading Unit 6 via line f depending on the ring operating state, which information about g from an error and control logic 12 arrives.
  • the status bit (s) in the identifier are also controlled or set via e, or the synchronization identifier is converted into a transmission flag (data transmission release).
  • the master I / O port logic 25 offers the data of the time compensation memory or buffer 18 arriving via j or the data of the flag generator 23 arriving via d of the data reading unit 6 as output data.
  • the data arriving in parallel in the data read-in unit 6 via i are converted into serial information with the aid of the control signals received from the central control unit 24 / f and the clock arriving from the clock generator 21 via a and passed on to the coding device 7 via k.
  • the coding device 7 combines the data information arriving via k and the clock arriving via a to form a self-clocking clock data signal which is fed via 1 to a feed unit 8, in which the coded clock data signal is in a form suitable for the transmission medium 5 (for example light guide) is brought (e.g. converted into light pulses.)
  • the generated frame is transmitted in sequence to the stations 1, 2... N via the medium 5 and returns to the MasterStation 3, which has a medium interface 9 for incoming transmission frames.
  • the signal arriving from the medium 5 is converted into an electrical clock data signal coded in the self-clocking code and via one
  • Decoder 10 supplied. A lack of the frame or an expected synchronization identifier or one of them Waited transmission flag signals are reported via the error and control logic 12.
  • the received clock data signal is broken down into clock and data.
  • the clock is fed via q to a frame format counter 13, the error and control unit 12 and a shift register 11.
  • the data are fed to the shift register 11 via p. Failure of the clock data signal is reported to the error and control logic 12 via s.
  • the serial receive data information is via p by the / q via the transmitted clock and that of the error and control unit
  • Control signal 12 transmitted via r is transferred to shift register 11 in a controlled manner and offered as received data in parallel form at u.
  • the output u of the shift register 11 is connected to a transmission flag detector 14 and the I / O input-output device 16.
  • the transmission flag detector 14 examines the data present at the output u by comparison with predetermined patterns for the occurrence of the bit pattern of a synchronization identifier or a transmission flag or an error detection and reports via flag status x the occurrence of such a character string and that in the The ring status contained in the error and control logic 12.
  • the status indicates whether the data ring is interrupted (error detection) or whether a synchronous data transfer has taken place (transmission flag) or / whether the ring has been synchronized. (Synchronization identifier)
  • the error and control logic 12 distinguishes three operating cases: Operating case a): data ring does not work synchronously;
  • the error and control logic 12 observes the status signal at x at the start of operation or after a ring interruption with regard to whether a valid synchronization identifier is recognized. In the event of detection of a valid synchronization identifier (by comparison), a signal for resetting is generated and fed via v to the frame format counter 13, which is then synchronized with the clock of the frame received and checks for the correct arrival of further errors or Rirg status signals, and in each case via w the error and control logic 12 makes appropriate feedback about the timing of an expected ring status signal. If the ring status signal reports, however, that the data ring has been interrupted, operating case c) applies, otherwise the "ring closed" signal is generated in the error and control logic 12 and supplied to the central control unit 24.
  • Operating case b) then applies.
  • the error and control logic 1 2 checks whether the transmission lag always arrives at the expected time, for which purpose the output w of the frame format counter 23 checking the frame clocks is removed. As long as the status at x indicates that the ring is synchronous and no other error message (t, s) is reported to the control logic 1 2, an enable signal via gg transmits the data transfer through the I / O input / output Device 16 allows and the data transfer from the port modules 19 to the devices 4 released.
  • error and control logic 12 controls the data transfer into the buffer store 18.
  • the frame format counter 13 connected to the error and control logic 12 and to a routing unit 15 provides information on the number or position of the slots currently arriving at the data output z.
  • the routing unit 15 contains and manages the information about who can exchange data with whom on which slot of the transmission frame and, at a given point in time, which is derived from the frame format counter 13 via z, supplies this information to the I / O input / output device 16 via aa pder prevents data input or removal for the current slot.
  • the messages from the routing unit 15 to the I / O input / output device 16 of the stations or the master station either take place via their own control lines or are entered into the transmission frame as data to be transmitted. However, this entry is made in such a way that data entered in a transmission frame for controlling the data extraction are only valid for data to be transmitted in the next transmission frame.
  • the I / O input / output device controls the data transfer to an I / O port module 19, depending on the address information aa of the routing unit 15 and the enable signal against the error and control logic 12.
  • the buffer 13 forms a data buffer. Since the transmission time of the frame (s) in the data ring is always shorter than the time required for the input of the frame (s) into the data ring, these time differences must be compensated for, for which purpose the buffer memory 18 is used. The duration of the frame (s) to be transmitted must be greater than the transmission time in the data ring, since otherwise a direct sequence of the frames is not possible.
  • the I / O port modules 19 convert the data format offered by the I / O input-output device 16 at ee to the format umu ⁇ d which is understandable for the peripheral devices or devices 4 connected via ff, in the case of gg, pass the data to the devices 4 further. However, the data delivery from the station or. are delayed by the port modules 19 to the devices 4 until a release signal arrives via gg 'or o "from the error and control logic, which is then output by the error and control logic 12 when from You check the transmission flag following the transmission frame from which the information was taken and have recognized it as error-free. The I / O input / output device 16 or 26 can thus be blocked or the signal output to the port modules 19 can be delayed.
  • a routing control unit 17 which may be present can modify the tables contained in the routing unit 15 with regard to the assignment of the slots in the frame to two or more devices 4 and thus generate temporary connections (not specified by hardware) which, if necessary, are transmitted via cc from an input unit ( 20) can be determined.
  • the ring is interrupted or no signal is received at the medium interface 9. about This is reported to the error and control logic 12.
  • the clock generator 21 runs at the same time. The following functional sequence occurs:
  • the clock generator 21 begins to generate a frame containing a certain number of clocks and to one by
  • the flag generator 23 At a defined point in time, the flag generator 23 generates a synchronization identifier which is imprinted on the frame. This identifier is followed by empty or no data-carrying slots, whereby after the last slot of the frame, a newly generated, identical frame immediately has the same identifier or a transmission flag (if the ring has already been recognized as closed due to the re-arrival of a transmitted synchronization identifier in the master Station) is embossed etc.
  • the I / O port logic 25 brings this frame information into the shift register 6.
  • the individual frame data are then linked in the coding device 7 with the clock arriving from the clock generator 21 via a and fed into the medium 5 via the medium interface or the feed unit 8.
  • the transmission frame containing no information passes through the data ring and arrives at the medium interface 9 after this pass.
  • the control logic 12 starts the search for a synchronization identifier. Furthermore, the clock at q and the data at p are separated and the data are fed into the data extraction unit 11.
  • the transmission flag detector 14 reports an occurring synchronization identifier via x to the error and Control logic 12.
  • the error and control logic 12 resets the frame format counter 13 to zero or the initial state in accordance with a point in time specified by the synchronization identifier. From this point in time, the latter supplies the identification data or numbers of the slots located at the output u of the data extraction unit 11 via the slot data bus z to the routing unit 15 or to the buffer store 18.
  • the frame format counter 13 delivers the signal "flag expected" at w at the desired time of arrival of the synchronization identifier. If / at this point / no synchronization identifier is reported as recognized at x or appears, the process starts again with 3, since an error must be present. If an identifier appears at the right time but is an error identifier, 4. is repeated. If a correct synchronization identifier arrives or if no error detection is found, the central control unit 24 informs g that the ring is closed and synchronous and the data transfer is permitted, as described in 7.
  • the central control unit 24 detects the status signal "ring closed” via g, it sets the identifier "transmission flag” or the status "enable data transfer” via e in the slot with the identifiers according to procedure 9.
  • the I / O central control unit 24 begin a data transfer, i.e. the data pending in the data extraction unit 11 are routed via ee to I / O port modules 19 and / or from I / O port Modules 19 routed and / or data coming from I / O port modules 19 are received or included in the frame.
  • Buffer 18 is all stored and, under the control of the central control unit 24, is fed at a given time via the port logic 25 to the data reading unit for feeding into the medium 5.
  • the flag generator 23 After recognizing the status symbol "ring closed" in the synchronization identifier, the flag generator 23 imprints the next transmission frame with a changed steel symbol in the slot with the identifiers, which then forms the transmission flag which, when received in the stations or after returning to the master station, transfers the data allows. It'll be so long
  • the port logic 25 takes over the data stored in the buffer memory 18 and transfers it to the data reading unit 6 in the correct slot or slot by slot.
  • the ring or its stations are after a pure synchronization for the time being by the transmission of the transmission frame without data to be transmitted is also closed for the data transfer which begins with the transmission frame that follows the synchronization and has a transmission flag.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a station 1, units with essentially the same function as in the master station 3 or lines which essentially transport the same signal or the same information, or outputs have been provided with the same signals, with the same reference numerals.
  • the transmission frame arriving in a station arrives at the decoding device 10 via the medium interface 9 and the data have been taken over after separation of the clock via p into a data exchange unit 33 which is clocked by the clock arriving via q.
  • the data frame which may contain modified information, appears again in serial form and is fed via the coding device 7 to the feed unit 8, which here additionally offers the possibility, in the event of a malfunction due to the signal 1 ′, to each output of the station To prevent medium 5.
  • the error and control logic 12 receives via x a status signal from the transmission flag detector 14, which indicates whether a synchronization identifier or a transmission flag has been detected in the incoming transmission tube. If a valid identifier is recognized, a signal v for resetting the frame format counter 13 is generated.
  • the synchronization process in the station is run through from the beginning.
  • a signal o '"Enable data transfer is set in the input / output device 26 and the data transfer can begin.
  • a "fault frame” with an error detection is generated via a signal n in the flag generator 23, which receives frame information or the slot data via z.
  • the fault identification contains information about the fault or the station and is output into the medium / 5 via the input / output device 26 and y 'or the data exchange unit 33 and passed to the MasterStation 3 via all stations.
  • the pending slot data from u to the port control logic 26 transmitted or offered by this with or without changes to data by the port modules 19 as output data via y 'to the data exchange unit 33.
  • the error and control logic 1 2 recognizes no reception at the medium interface 9 via t, and via o 'prevents the data transfer in the input / output device 26 and in the port modules 1 9 and permits this via the flag generator 23 Generating a transmission noise by using the clock of the frame format counter 1 3, to which the flag generator imprints the error identifier and which is passed on to the data exchange unit 33 via the input / output device 26, coded in the coding device 7 and via 8 to the medium 5, if necessary repeated, is sent.
  • the medium interface 9 As soon as the medium interface 9 detects clock data, it is separated into clock and data by the decoding device 10. The medium receiver 9 reports via t "reception" to the error and control logic 1 2, the data are now transferred to the data exchange unit 33 after its release via k '.
  • the frame format is reset 1 3 via v.
  • the routing unit 15 controls the data transfer with the slots assigned to the station. If necessary, for example when a connection is to be set up, the corresponding routing unit 15 of the master station 5 can be asked for assignment of one or more slots for this connection by making a corresponding request in slots reserved for the routing system. A feedback is sent to the station via the medium 5 and the routing unit 15 is informed of any change in the number of slots allocated to the station.
  • synchronization identifier For the synchronization of the station or the frame format counter 13 with the transmitted frame, e.g. Slot o mitlo bit used. A special bit pattern (synchronization identifier) is constantly transmitted in this slot. Each station compares this pattern over 8 bits with a reference. If there is no match at the expected time, there is definitely an error in the transmission or in the station logic.
  • a connection is assigned permanently, otherwise temporarily one or more slot (s).
  • the assignment of a channel of a station to a slot can be done locally via a PROM block the station (for example, in order to define a dedicated line between station 1 interface 16 and station 4 interface 3, a slot (eg slot 37) must be assigned to interface 16 in station 1 and the same slot 37 to interface 3 in station 4).
  • this assignment is established by the interaction of the local and central routing unit 15 by a switching computer.
  • the input of the connection request can either be made manually via an input unit 20, via an intelligent interface port (protocol-controlled) or from the central switching computer.
  • the time required to establish the connection is heavily dependent on the type of connection and on the desired documentation and validity check.
  • set-up times between 4 and 10 ms can be expected.
  • the maximum transmission time for a 10 bit word (slot) thus corresponds to the round trip time of a frame. Since the transmission time of the frame is always constant and is approximately 1 ms, REAL-TIME transmissions can be carried out with an accuracy of approximately 100-200 ns. A constant transmission delay is required for the closed control loops
  • the interfaces of the stations to input and output devices are advantageously common standard interfaces.
  • This module can operate up to 4 V24 / RS232C interfaces 19.2 kbit / s, the data buffer and protocols. It can also be adapted to special requirements (e.g. multiplexing of interfaces, ). - 8 bit parallel I / O + 2 control signals
  • Interfaces for IEEE488 / lEC625 as well as interfaces for the transmission of analog signals and speech can also be implemented.
  • it can be connected to other networks via an X.25 protocol unit.
  • no interruption in operation for the other channels is to be expected.
  • the station following in the transmission direction sends an error message to the master station.
  • the transmission medium e.g. fiber optics
  • Errors in the local part of the switching system are recognized by a watchdog; the respective unit tries to send an error message to the master station.
  • Errors in the interface modules can be reported and logged via the switching system when using intelligent modules. Measures to eliminate the faulty interface can also be taken here, and diagnostic information can be recorded.
  • All known media such as cable, (baseband, HF modulated, CATV) radio or optical transmission can be used as the transmission medium, preference being given to the optical medium.
  • the frame there is only one transmission flag with a synchronized character, which also contains status information. Includes synchronization and "closed ring".
  • the synchronization process takes place only once when the network is started up and, if necessary, after a fault.
  • the synchronization is only monitored in each station - once every time the frame is rotated.
  • the data transmission is only released if perfect ring synchronization is achieved.
  • the transmission flag with a synchronization symbol controls the channel allocation after clocks in the time multiplexer. This ensures that there is no load-dependent delay due to arbitration problems and therefore a constant transmission time between two stations is guaranteed. Since synchronization and data transmission are strictly separated in time, user signals cannot interfere with the synchronization. It can therefore on this LAN Different user protocols are transferred simultaneously.
  • the synchronization of the stations and the master station can also take place externally via their own lines.
  • the synchronization through the rotating transmission frame is advantageous.
  • the incoming identifiers are recognized or checked in corresponding circuits, in particular comparison circuits.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

"Verfahren und Anordnung zum Übertragen von Informationen in einem Datenring"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
Datennetze werden üblicherweise als "Punkt zu Punkt" Verbindungen zwischen Knotenpunkten ausgeführt oder an einem gemeinsamen Übertragungsmediurn (Kabel, Funk) hängen gleichzeitig mehrere Stationen, von denen jedoch gleichzeitig nur eine senden darf. Die Nachrichten werden üblicherweise serialisiert und in Blöcken übertragen. Der Verkehr zwischen den Stationen wird jeweils durch ein netzwerkspezifisches Protokoll geregelt. Solche Protokolle sind z.B. X25 der CCITT, Ethernet, ISO-P 802 usw.
Außer bei zeitsegmentierten Verbindungen ist für eine Datenübergabe die Regelung der Zugriffsberechtigung (Arbitration) erforderlich, welche einen/gewissen Zeitaufwand benötigt und mit in den Übertragungsrahmen enthaltenen Adressen und Zugriffsberechtigungen erfolgt. Dies ist z.B. auch bei der DE-OS 2 612 311 der Fall, welche eine vergleichbare Anordnung beschreibt.
Für jede Übertragungseinheit, bzw. jeden Übertragungsrahmen
(Informationsblock) ist ein SynohronisationsVorgang erforderlich, dessen Zeitoverhead in die Übertragungszeit voll eingeht.
Alle übertragenen Protokolle enthalten Prüfmechanismen (z.B. CRC oder LRC, VRC Prüfung), die Übertragungsfehler erkennen sollen. Bei erkannten Übertragungs fehlem werden Nachrichtenblöcke wiederholt.
Aufgrund der durch eine schwankende Netzwerkbelastung verschieden schnellen Arbitration sowie durch allfällige Übertragungsfehler bedingten Wiederholungen entstehen in allen bekannten Local Area Networks nicht vorhersagbare Übertragungsverzögerungen und diese sind daher in zeitkritischen Rea l Time Anwendungen und Regelkreisen nicht anwendbar.
Gerade die Entwicklung der Prozeßdatenverarbeitungsanlagen zu lokal verteilten Systemen mit zentralen Datenbanken und die Notwendigkeit mit entfernten Peripheriegeräten zu kommunizieren, führte schon vor einigen Jahren zu nahezu unlösbaren Verkabelungsproblemen. Mit der individuellen Verkabelungstechnik konnte die oft verlangte Flexibilität nicht befriedigend gewährleistet werden.
Ausgehend von der typischen Struktur und Verteilung von Datenverarbeitungsanlagen werden folgende Anforderungen an ein Datennetz gestellt: a) Standardschnittstellen (z.B. V24 asynchron) sollen an den Geräteinterfaces vorgesehen sein. b) Jede physisshe Anschlußstelle im Datennetz soll durch minimale Manipulation mit jeder anderen Anschlußstelle verbunden werden können. Die dazu erforderliche hohe Flexibilität und leichte Konfigurierbarkeit sollen durch Implementation von
Standleitungen einerseits erzielbar sein, anderseits soll die Implementation temporärer Verbindungen, ohne Unterbrechung des Netzbetriebes möglich sein.
Die Steuerung des Verbindungsaufbaues soll entweder durch einen zentralen Vermittlungsrechner oder durch intelligente Geräteinterfaces oder manuell von jeder Station aus erfolgen können (routing units). c) Viele verfügbare Datenkanäle mit mittlerer Datenrate und und High Speed Kanäle sollen bei frei wählbaren Datenrate an den Geräteschnittstellen implementierbar sein. d) Protokolltransparenz ist erwünscht, d.h. jedes end to end Protokoll soll im Datenring implementierbar sein, der Datenring soll sich wie eine physikalische Verbindung verhalten (Kein Store and Forward Betrieb) und ferner soll das System absolute Unetφfindlichkeit gegenüber Protokollsteuerzeichen aufweisen. e) Hohe Zuverlässigkeit und kleine Restfehlerrate durch Verwendung eines optischen Mediums (galvanische Entkopplung zwischen den einzelnen Ringstationen), Fehlererkennung, Fehlerortung und Diagnose bis zum Geräteinterface, sowie zentrale Dokumentation aller Fehler und Betriebsstörungen sollen möglich sein.
Diese Aufgaben werden bei dem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß dem im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmalen gelöst.
Eine Anordnung der eingangs genannten Art zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 11 gekennzeichnet.
Insbesondere ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, daß eine Neusynchronisation bei jeder Übertragung entfällt, es erfolgt nur eine Synchronisationsüberprüfung. Ferner wird eine REAL-TIME-Übertragung von Signalen möglich, da der Übertragungsrahmen kontinuierlich wiederholt und weitergeleitet wird. Es sind alle Codes verwendbar, die Takt und Daten gleichzeitig übertragen; Arbitrat ionsproblerae entfallen und die Übertragungszeiten sind kurz und konstant. Der Overhead durch die üblicherweise erforderliche Übertragung von Sender- und Empfängeradressen zusätzlich zu der zu übertragenden Information entfällt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Zeichnung beschrieben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung zur Informationsübertragung in einem Datenring mit /einer Masterstation und einer A nzahl von weiteren Stationen, Fig. 2 einen Übertragungsrahmen, Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer Master-Station und
Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer Station.
Wie Fig. 1 zeigt, bilden Stationen 1,2 ...n einen Datenring, in dem zwischen den einzelnen Stationen 1,2....n und einer Master-Station 3 über ein Medium 5 Informationen übertragen werden. Es sind zur Ausbildung des Datenringes zumindest eine Station und eine Master-Station notwendig. Die Anzahl der Stationen von denen zumindest eine eine Master Station ist, kann jedoch beliebig groß werden. Die Master-Station 3 initialisiert den Datenring, überwacht und kann, wenn nichts anderes vorgesehen ist, den Datentransfer zwischen den einzelnen Stationen sowie zwischen sich selbst und den Stationen steuern. Jede der Stationen 1,2...n kann über Portmodule 19 zu übertragende Daten von beliebig gestalteten Devices 4 (Rechnern, Peripherie, Steuerungen u.s.w.) entgegennehmen und an ein beliebiges anderes Device 4 bei der gleichen oder einer anderen Station übermitteln. Hiebei werden die Daten bzw. Informationen vom Device 4 in die Station eingegeben, diese führt eine Weiterleitung über den Datenring bzw. das die Stationen verbindende Medium 5 (Kabel, Lichtleiter, Elektrolyt usw.) zu anderen Stationen bzw, zu sich selbst, bzw. andere an sie angeschlossene Devices 4 durch, wobei die Informationen von den empfangenen Stationen den entsprechenden ihnen zugeordDevices ausgegeben werden. Die Zuordnung der miteinander verkehrenden Devices kann fix vorgegeben sein (durch Hardware) oder temporär (z.B. durch entsprechende Befehlseingabe bzw. routing units) festgelegt werden. Immer ist jedoch vor einer Datenübertragung die Zuordnung festgelegt, sodaß der Übertragungsrahmen keine Adressen bzw. kein Protokoll enthalten muß. Die Ringstruktur ergibt für die Stationsverknüpfung, verglichen mit anderen Konfigurationen (z.B. Sternkonfigurationen), die kürzesten Verkabelungslängen. Veiters ist auch die leichte Erweiterbarkeit der Konfiguration durch das Einfügen zusätzlicher Stationen ein Vorteil der Ringstruktur.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines zwischen den Stationen im Datenring weitergegebenen Übertragungsrahmens bzw. Informationsblocks . Der mit beliebiger Länge festlegbare Rahmen weist im vorliegenden Fall 512 gleichlange Slots (Zeitsektoren) 28 auf, die entsprechend von 0 - 511 durchnumeriert wurden. Im ersten Slot mit der Nummer 0 ist im vorliegenden beispielsweisen Fall dem Übertragungsrahmen ein Signal aufgeprägt, das aus einer Anzahl insbesondere aufgrund ihrer Konfiguration Übertragungs fehler erkennbar machender Bits besteht. Dazu sind die Bits derart angeordnet, daß ein Vor- oder Nacheilen des Signals gegenüber einem mit ihm verglichenen, in den Stationen enthaltenen identen Muster, insbesondere um bis zu zwei Takten, feststellbar ist bzw. daß eine Signalverschiebung bei Überprüfung in einem
Flag-Detektor mit dem Muster als taktverschoben erkennbar ist.
Eine Anzahl/vonweiteren Bits/(Statusbits)oder dieselben Bits mit geändertem
Signalinhalt, in diesem beispielsweisen Fall ebenfalls im Slot mit der Nummer O angeordnet, wird verwendet, um Informationen zu übertragen, die einem bestimmten Status des Datenringes entsprechen bzw. bestimmte Funktionen im Datenring herstellen bzw. mitteilen sollen, so z . B . eine Synchronisation des Datenringes oder die Übertragung der Datenentnahme- und Datenimpulsfreigabe aus bzw. in die mit Informationen beladbaren Slots des Übertragungsrahmens. Je nach Art der Signale sowie der Status-bits wird im folgenden von einer Synchronisationskennung, einem Übertragunsflag(kennung), bzw. einer Fehlerkennung gesprochen. Diese Kennungen müssen nicht am Anfang des Übertragungsrahmens liegen und können auch länger als ein Slot sein. Auch eine an beliebiger Stelle des Rahmens aufge prägte Information kann das Siganl "Ring geschlossen" bzw. "Datenfreigabe" mitteilen und mit einer anderen Information gemeinsam eine Kennung bilden. Vorteilhafterweise werden jedoch derartige Kennungen am Anfang des Rahmens aufgeprägt.
Die Information wird im Datenring in einem Zeitmultiplexverfahren mit festem Rahmenformat übertragen. Die Datenrate in einem Lichtwellenleiter beträgt z.B. 6.144 Mbit/s. Der in Fig. 2 dargestellte Rahmen besteht z.B. aus 512 Timeslots mit einer Breite von z.B. je 10 Bits, wobei die maximale Übertragungszeit für ein 10 Bit-Wort etwa der Umlaufzeit eines Rahmens (etwa 1 ms) entspricht. Die Rahmen werden ohne Unterbrechung übertragen, d.h. nach Slot 511 des letzten in den Ring eingespeisten Rahmens folgt unmittelbar Slot 0 des folgenden identen Rahmens.
Zur Kodierung der Rahmendaten wird bevorzugterweise der Biphase-Code verwendet. Dadurch wird die Rückgewinnung des Bittaktes vereinfacht und die Fehlerüberwachung verbessert. Bemerkt wird, daß bei Betriebsbeginn bzw. nach Fehlerfeststellung ein lediglich die Synchronisationskennung enthaltender Übertragungsrahmen ohne weitere Benutzerinformationen bzw. zu übertragende Daten übertragen wird.
Von den 512 im Rahmen enthaltenen Slots werden im vorliegenden Fall 18 für die Steuerung und Überwachung des Ringes verwendet. Ein Slot enthält die Synchronisationskennung für die anfängliche Ring-Synchronisation oder das Übertragungsflag für die Ringfreigabe zur Datenein- ausgäbe sowie die gleichzeitige Synchronisationsüberprüfung. 2 Slots dienen für Hardwaremeldungen und 15 Slots für das Ringmenagement bzw. den Verbindungsauf- und abbau zwischen den Stationen, aber nicht für eine Zuordnung der in demselben Übertragungsrahmen enthaltenen Daten zu bestimmten Stationen bzw. Devices.
Jeder der übrigen Slots des Rahmens ist geeignet, einen auf Grund der Ringstruktur bidirekt ioneilen, fulldupl exfähigen Kanal mit maximal 9600 bit/s zu bedienen.
Bemerkt wird, daß der Übertragungs rahmen an sich eine nahezu beliebige Länge besitzen kann und daß er in eine ganzzahlige Anzahl beliebig großer Slots unterteilbar ist. Auch können unbenutzte Slots für größeren Datenanfall in Reserve gehalten werden.
Die Master-Station 3 besitzt gemäß Fig. 3 einen ständig laufenden Taktgenerator 21, der alle für die Anordnung erforderliehen Taktsignale liefert und diese über a einem Rahmenformatzähler 22 einer zentralen Kontrolleinheit 24, einer Dateneinleseeinheit 6 und einer Codiereinrichtung 7 zuführt. Der an den Taktgenerator 21 angeschlossene Rahmenformatzähler 22 unterteilt einen vorgegebenen Übertragungsrahmen (Fig.2) in einzelne Slots, die einzelne Datenbits enthalten, und legt den Zeitpunkt der jeweiligen Abgabe bzw. der Generierung einer Synchronationskennung bzw. eines Übertragungsflags in einem oder mehreren Slots über b in der zentralen Kontrolleinheit 24 fest. Die gerade bei Übertragung des Rahmens aktuelle Slot-Nummer liegt am Ausgang c des Rahmenzählers 22 an und wird sowohl einem Flag-Generator 23 als auch einem Zeitausgleichsmemory bzw. Zwischenspeicher 18 zugeführt. Der Flag-Generator 23 gibt zu entsprechenden, on der zentralen Kontrolleinheit 24 über e vorgegebenen Zeiten am Ausgang d die Synchronisationskennung bzw. das Übertragungsflag, gegebenenfalls auch eine Fehlerkennung, in Abhängigkeit vom jeweiligen Ringzustand (Status) vorzugsweise zum Beginn der Übertragung des Rahmens bzw. zum Zeitpunkt der Slot-Nummer O, ab, das einer Port Logic 25 zugeführt wird, die mit dem Ausgang h der zentralen Kontrolleinheit 24 und dem Zwischenspeicher 18 verbunden ist. Bei Betriebsbeginn wird die Synchronisationskennung vom Flag-Generator 23 abgegeben.
Die zentrale Kontrolleinheit 24 steuert den Datentransfer in der Port Logic 25 über den Ausgang h, die Abläufe in der Dateneinlese einheit 6 über die Leitung f in Abhängigkeit des Ringbetriebszustandes, welche Information über g von einer Error und Kontroll Logik 12 eintrifft. Über e wird ferner das bzw. die Statusbit (s) in der Kennung gesteuert bzw. gesetzt bzw. die Synchronisationskennung in ein Übertragungsflag (Datenübertragungsfreigabe) überführt.
Die Master I/O Port Logic 25 bietet in Abhängigkeit von über h eintreffenden Signalen die über j einlangenden Daten des Zeitausgleichsmemσry bzw. Zwischenspeichers 18 bzw. die über d einlangenden Daten des Flag Generators 23 über i der Dateneinleseeinheit 6 als Ausgabedaten an.
Die in paralleler Form über i in der Dateneinleseeinheit 6 einlangenden Daten werden unter Zuhilfenahme des von der Zentralen Kontrolleinheit 24/f über einlangenden Steuersignales und des vom Taktgenerator 21 über a eintreffenden Taktes in serielle Informationen umgewandelt und über k an die Kodiereinrichtung 7 weitergegeben.
Die Codiereinrichtung 7 verknüpft die über k ankommende Dateninformation und den über a eintreffenden Takt zu einem selbstclockenden Takt-Datensignal, das über 1 einer Einspeiseeinheit 8 zugeführt ist, in der das codierte Takt-Datensignal auf eine für das Übertragungsmedium 5 (z.B. Lichtleiter) geeignete Form gebracht wird (z.B. in Lichtimpulse umgesetzt wird.)
Über das Medium 5 wird der generierte Rahmen der Reihe nach an die Stationen 1,2..n übertragen und gelangt an die MasterStation 3 zurück, die einer Mediumschnittstelle 9- für einlangende Übertragungsrahmen aufweist. Das vom Medium 5 eintreffende Signal wird In ein elektrisches, im selbstclockenden Code codiertes Takt-Datensignal überführt und über o einer
Decodiereinrichtung 10 zugeführt. Ein Ausbleiben des Rahmens bzw. einer erwarteten Synchronisationskennung bzw. eines er warteten Übertragungsflag-Signales wird über t der Error und Kontroll Logik 12 gemeldet.
In der Decodiereinrichtung 10 wird das empfangene Takt-Datensignal in Takt und Daten zerlegt. Der Takt wird über q einem Rahmenformatzähler 13, der Error und Control Unit 12 und einem Schieberegister 11 zugeführt. Die Daten werden über p dem Schieberegister 11 zugeführt. Ein Ausbleiben des Takt-Daten-Signales wird über s an die Error und Kontroll Logik 12 gemeldet.
Die serielle Empfangsdateninformation wird über p durch den /q über übertragenden Takt und das von der Error und Control Unit
12 über r übertragene Steuersignal gesteuert in das Schieberegister 11 übernommen und als Empfangsdaten in paralleler Form bei u angeboten.
Der Ausgang u des Schieberegisters 11 ist mit einem Übertragungsflag Detektor 14 und der I/O Ein-Ausgabe Einrichtung 16 verbunden.
Der Übertragungsflag-Detektor 14 untersucht durch Vergleich mit vorgegebenen Mustern die am Ausgang u anliegenden Daten auf das Auftreten des Bit-Musters einer Synchronisationskennung bzw. eines Übertragungsflags bzw. einer Fehlerkennung und meldet über Flag-Status x das Auftreten einer derartigen Zeichenfolge und den in der Folge enthaltenen Ring-Status an die Error- und Kontroll Logik 12. Der Status gibt an, ob der Datenring unterbrochen ist (Fehlerkennung) oder ob ein synchroner Datentrensport erfolgt ist (Übertragungsflag) oder/obder Ring synchronisiert wurde. (Synchronisationskennung)
Die Error- und Kontroll Logik 12 unterscheidet drei Betriebsfälle: Betriebsfall a): Datenring arbeitet nicht synchron;
Die Error- und Kontroll Logik 12 beobachtet zu Betriebsbeginn bzw. nach einer Ringunterbrechung das Status-Signal bei x in Hinblick darauf, ob eine gültige Synchronisationskennung erkannt wird. Im Falle des Erkennens einer gültigen Synchronisationskennung (durch Vergleich) wird ein Signal zum Rücksetzen generiert und über v dem Rahmanformatzähler 13 zugeführt, der dann mit dem Takt des eingelangten Rahmens synchronisiert wird und das zeitrichtige Eintreffen weiterer KInnungen bzw. Rirg-Status-Signale überprüft und dazu jeweils über w der Error-und Kontroll Logik 12 entsprechende Rückmeldung über den Taktzeitpunkt eines zu erwartenden Ring-Status-Signals macht. Wenn das Ring-Status-Signal allerdings meldet, daß der Datenring unterbrochen wurde, gilt Betriebsfall c), ansonsten wird in der Error- und Kontrόll Logik 12 das Signal "Ring geschlossen" generiert und der zentralen Control -Unit 24 zugeführt.
Es gilt sodann Betriebsfall b). Betriebsfall b): Datenring gemäß Synchronisationskennung als geschlossen gemeldet (Beginn der Datenweitergabe im Ring).
Es wird von der Error- und Kontroll Logik 1 2 überprüft , ob das Übertragungsf lag immer zum erwarteten Zeitpunkt eintrifft , wozu der Ausgang w des die Rahmentakte überprüfenden Rahmenformatzählers 23 abgenommen wird . Solange der Status bei x besagt , daß der Ring synchron ist und keine andere Fehlermeldung ( t , s ) an die Kontroll Logik 1 2 geme ldet wird , wird durch e in Enable-Signal über gg der Datentransfer durch die I/O Ein-Ausgabe Einrichtung 16 erlaubt und die Datenübergabe von den Port-Modulen 19 an die Devices 4 freigegeben.
Bei Auftreten eines Fehlers (kein Empfang, fehlender Takt, kein Übertragungsflag zum erwarteten Zeitpunkt) wird der Datentransfer über gg unterbrochen und der Betriebsfall a) tritt ein. Eetriebsfall c): Ring unterbrochen. Es wird über w überprüft, ob ein Übertragungsflag zum erwarteten Zeitpunkt eintrifft.
Solange der bei x anliegende Status besagt, daß der "Ring unterbrochen" ist, herrscht Betriebsfall c). Bei Auftreten eines der genannten Fehler in der Station selbst gilt Betriebsfall a).
Bei einem bei x anliegenden Status "Ring geschlossen" gilt Betriebsfall b).
Weiters steuert die Error- und Kontroll Logik 12 die Datenübernahme in den Zwischenspeicher 18.
Der an die Error- und Control -Logik 12 und an eine Routing Unit 15 angeschlossene Rahmenforraatzähler 13 gibt am Datenausgang z Auskunft über die Nummer bzw. Position der gerade aktuell einlangenden Slots.
Die Routing Unit 15 enthält und verwaltet die Information, wer mit wem auf welchen Slot des Übertragungsrahmens Daten austauschen darf und versorgt zum gegebenen Zeitpunkt, der vom Rahmenformatzähler 13 über z abgeleitet wird, über aa die I/O Ein-Ausgabe Einrichtung 16 mit dieser Information bzw. gestaltet pder unterbindet die Dateneingabe- oder -entnähme für den aktuellen Slot.
Die Mitteilungen von der Routing Unit 15 an die I/O Ein-Ausgabe Einrichtung 16 der Stationen bzw. der Masterstation erfolgen entweder über eigene Steuerleitungen oder werden als zu übertragende Daten in den Übertragungsrahmen engegeben. Diese Eingabe erfolgt jedoch derart, daß in einem Übertragungsrahmen eingegebene Daten zur Steuerung der Datenentnahme frühestens für zu übertragende Daten im nächstfolgenden Übertragungsrahmen Gültigkeit haben. Die I/O Ein-Ausgabe Einrichtung steuert die Datenübergabe an einen I/O Port Modul 19 und das in Abhängigkeit von der Adresseninformation aa der Routing Unit 15 und dem Enable Signal gg der Error- und Kontoll Logik 12.
Die Daten werden nach etwaiger Modifikation durch Inter face- bzw. Port-Module 19 über dd dem Zwischenspeicher 18 angeboten.
Der Zwischenspeicher 13 bildet einen Datenpuffer. Da die Übertragungszeit des Rahmens (der Rahmen) im Datenring immer kleiner ist als die Zeitdauer der Eingabe des (der) Rahmens in den Datenring, müssen diese Zeitunterschiede kompensiert werden, wozu der Zwischenspeicher 18 dient. Die Dauer des (der) zu übertragenden Rahmens muß größer sein als die Übertragungszeit im Datenring, da ansonsten eine unmittelbare Aufeinanderfolge der Rahmen nicht möglich ist.
Die I/O Port Module 19 wandeln das von der I/O Ein-Ausgabe-Einrichtung 16 bei ee angebotene Datenformat auf die für die über ff angeschlossenen Peripheriegeräte bzw. Devices 4 verständliches Format umuαd geben die Daten im Fall von gg an die Devices 4 weiter. Allerdings kann auch die Datenabgabe aus der Station bzw . von den Port-Modulen 19 an die Devices 4 solange verzögert werden, bis über gg ' bzw. o" von der Error- und Control-Logik ein Freigabesignal eintrifft, das von der Error- und Control-Logik 12 dann abgegeben wird, wenn von ihr ein dem Übertragungsrahmen, dem die Information entnommen wurde, folgendes Übertragungsflag überprüft und als fehlerfrei erkannt wurde.Es kann somit die I/O Ein-Ausgabe Einrichtung 16 bzw. 26 gesperrt bzw. die Signalabgabe an die Port Module 19 verzögert werden.
Eine gegebenenfalls vorhandene Routing Control Unit 17 kann die in der Routing Unit 15 enthaltenen Tabellen bezüglich der Zuordnung der Slots im Rahmen zu zwei oder mehr Devices 4 modifizieren und somit temporäre (nicht durch Hardware vorgebene) Verbindungen erzeugen, die gegebenenfalls über cc von einer Eingabeeinheit (20) festlegbar sind.
Zu Beginn einer Datenübertragung bzw. beim Einschalten bzw. am Ausgangspunkt der Datenübertragung ist der Ring unterbrechen bzw. bei der Mediumschnittstelle 9 wird kein Signal empfangen. Über t wird dies der Error- und Kontroll Logik 12 gemeldet. Gleichzeitig läuft der Taktgenerator 21. Folgender Funktionsablauf tritt ein:
1. Der Taktgenerator 21 beginnt einen eiae gewisse Anzahl Takte enthaltenden Rahmen zu generieren und zu einem durch den
Rahmenzähler 22 bei b definierten Zeitpunkt generiert der FlagGenerator 23 eine Synchronisationskennung, die dem Rahmen aufgeprägt wird. Diese Kennung ist gefolgt von leeren bzw. keine Daten tragenden Slots, wobei nach dem letzten Slot des Rahmens gleich wiedereinem neu generierten, identen Rahmen eine gleiche Kennung oder ein Übertragungsflag (wenn Ring schon als geschlossen erkannt wurde aufgrund des Wiedereintreffens einer ausgesandten Synchronisationskennung in der Master-Station) aufgeprägt wird usw.
Die l/O-Port Logik 25 bringt diese Rahmeninformationen ins Schieberegister 6. Daraufhin werden die einzelnen Rahmendaten in der Codiereinrichtung 7 mit dem über a vom Taktgenerator 21 eintreffenden Takt verknüpft und über die MediumSchnittstelle bzw. die Einspeiseeinheit 8 in das Medium 5 gespeist.
2. Der keine Informationen enthaltende Übertragungsrahmen durchläuft den Datenring und trifft nach diesem Durchlauf bei der Mediumschnittstelle 9 ein. Sobald die Mediumschnittsteile 9 auf dem Medium 5 die reinen Takt-Daten erkennt, startet die Kontoll Logik 12 die Suche nach einer Synchronisationskennung. Ferner werden der Takt bei q und die Daten bei p getrennt und die Daten in die Datenentnahmeeinheit 11 eingespeist.
3. Gleichzeitig erfolgt die Meldung über g, daß der Ring geschlossen ist und das Signal gg "Enable Datentransfer" wird generiert.
Ferner meldet der Übertragungsflag Detektor 14 eine auftretende Synchronisationskennung über x an die Error- und Control-Logik 12.
4. Die Error- und Kontroll Logik 12 setzt den Rahmenformatzähler 13 in Übereinstimmung mit einem von der Synchronisationskennung vorgegebenen Zeitpunkt auf Null oder Anfangsstand zurück. Dieser liefert ab diesem Zeitpunkt die KennDaten bzw. Nummern des jeweils am Ausgang u der Datenentnahmeeinheit 11 liegenden Slots über den Slot-Daten-Bus z an die Routing Unit 15 bzw. an den Zwischenspeicher 18.
5. Der Rahmenformatzähler 13 liefert zum Soll-Zeitpunkt des Eintreffens der Synchronisationskennung das Signal "Flag erwartet" bei w. Wenn zu diesem Zeitpunkt nicht /eineSynchronisationskennung bei x als erkannt gemeldet wird bzw. erscheint, beginnt der Vorgang wieder mit 3, da ein Fehler vorliegen muß. Wenn eine Kennung zum richtigen Zeitpunkt erscheint, aber eine Fehlerkennung ist, wird 4. wiederholt. Trifft eine richtige Synchronisationskennung ein bzw. wird keine Fehlerkennung festgestellt, wird über g der zentralen Control Unit 24 mitgeteilt, daß der Ring geschlossen und synchron ist und es wird der Datentransfer erlaubt, wie bei 7. beschrieben.
6 . Wenn die Zentrale Kontrolleinheit 24 das Status Signal "Ring geschlossen" über g erkennt , s etzt sie über e im Slot mit den Kennungen die Kennung "Übertragungsflag" bzw. den Status "Enable Datentransfer" entsprechend der Vorgangsweise 9 .
7 . Falls eine Dat enübertragung In der Master-Station 3 intern an einen Interface- bzw. Port-Modul 1 9 oder an eine Station gewünscht wird und von der Routing- Control Unit 17 für diese übertragung ein oder mehr Slots des Rahmens zugewiesen wurden, kann, wenn eine Synchronisat ionskennung im Übertragungsflag Detektor 14 erkannt und die s über gg der Ein-Aufgabe Einrichtung 16 angezeigt wurde , die I/O Zentrale Kontrolleinheit 24 einen Datentrasfer beginnen, d .h. die auf u in die Datenentnahmeeinheit 11 anstehenden Daten werden über ee an I/O Port-Module 1 9 geleitet und/oder von I/O Port Module 19 geleitet und/oder von I/O Port-Modulen 19 kommenden Daten werden entgegengenommen bzw. in den Rahmen aufgenommen.
8. Die von u kommenden Daten werden - im Fall von 7. gegebenenfalls verändert - ansonsten aber unverändert im
Zwischenspeicher 18 allesamt abgelegt und unter Steuerung der Zentralen Kontrolleinheit 24 zum gegebenen Zeitpunkt über die Port Logik 25 der Dateneinleseeinheit zur Einspeisung in das Medium 5 zugeführt.
9. Nach Erkennen des Statussymbols "Ring geschlossen" in der Synchronisationskennung prägt der Flaggenerator 23 dem nächsten Übertragungsrahmen ein geändertes Stahissyrmbol im Slot mit den Kennungen auf, der sodann das Übertragungsflag bildet, das bei Empfang in den Stationen bzw. nach Rückkehr zur Masterstation den Datentransfer zuläßt. Es werden so lange
Rahmen mit "Ring-geschlossen" -Signalen bzw. Übertragungsflag in das Medium 5 eingespeist, bis ein Fehler erkannt wird bzw . eine Fehlerkennung eintrifft.
Wenn ein Übertragungsflag mit "Ring Synchron"-Status in das
Medium 5 ausgesendet und wieder empfangen wurde, übernimmt die Port-Logik 25 die im Zwischenspeicher 18 abgelegten Daten und übergibt sie jeweils im richtigen Slot bzw. slotweise der Dateneinleseeinheit 6. Somit sind der Ring bzw. seine Stationen nach einer vorerst reinen Synchronisation durch das Aussenden des Übertragungsrahmens ohne zu übertragende Daten auch für den Datentransfer geschlossen, der mit dem der Synchroni-sierung folgenden, ein Übertragungsflag besitzenden Übertragungsrahmen beginnt.
In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Station 1 dargestellt, wobei Baueinheiten mit im wesentlichen gleicher Funktion wie in der Master-Station 3 bzw. Leitungen, die im wesentlichen dasselbe Signal bzw. dieselbe Information transportieren, bzw. Ausgänge mit entsprechend gleichen Signalen, mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden.
Der in einer Station eintreffende Übertragungsrahmen gelangt über die Mediumschnittstelle 9 an die Dekodiereinrichtung 10 und die Daten wurden nach Abtrennung des Taktes über p in eine Datenaustauscheinheit 33 übernommen, das durch den über q eintreffenden Takt getaktet ist.
Zum Zeitpunkt, wenn die Information eines ganzen Slots in der Datenaustauscheinheit 33 ist, kann durch ein Steuersignal k' der Error- und Kontroll Logik 12 ein Austausch der Daten über u und y' erreicht werden. An u erscheint ständig die gerade in der Datenaustauscheinheit 33 enthaltene Dateninformation. An y' eine r Ein/Ausgabeeinrichtung 26 wird die neu in den in der Datenaustaustäuscheinheit 33 befindlichen Slot zu landende Information zur Verfügung gestellt.
Am Ausgang k de Datenaustauscheinheit 33 erscheint der gegebenenfalls modifizierte Informationen enthaltende Datenrahmen wieder in serieller Form uni wird über die Kodiereinrichtung 7 der Einspeiseeinheit 8 zugeführt, welche hier zusätzlich die Möglichkeit bietet, im Falle einer Störung durch das Signal l' jeden Output der Station auf das Medium 5 zu unterbinden.
Die Error- und Kontroil Logik 12 erhält über x ein StatusSignal des Übertragungsflag Detektors 14, der angibt, ob eine Synchronisationskennung oder ein Übertragungsflag im eintreffenden Übertragungsrahraen erkannt wurde. Im Fall des Erkennens einer gültigen Kennung wird ein Signal v zum Rücksetzen des Rahmenformatzähler 13 generiert.
Von nun an wird zu immer demselben durch w gegebenen Zeitpunkt ein Übertragungsflag in der Error und Kontroll Logik 12 erwartet und es wird in der Error- und Kontroll Logik 12 überprüft, ob das übertragungsflag zum erwarteten bzw. durch w gegebenen Zeitpunkt im Übertragungsflag Detektor 14 erkannt wird.
Falls eine Synchronisationskennung erkannt wird, wird der Synchronisationsvorgang in der Station von vorne durchlaufen.
Falls das Übertragungsflag als in Ordnung befunden wird, bzw. der Übertragungsflag-Status "Ring geschlossen" angibt, wird über ein Signal o' "Enable Datentransfer" in der Ein/Ausgabeeinrichtung 26 gesetzt und die Datenübergabe kann einsetzen.
Im Falle eines in der Station selbst auftretenden Fehlers (fehlender Takt, Hardwarefehler usw.) wird über
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der MediumSchnittstelle 8 der Zugriff zum Medium 5 unterbunden.
Im Fall eines Nichtempfanges eines Übertragungsrahmεns wird über ein Signal n im Flag-Generator 23, der über z Rahmeninformationen bzw. die Slot-Daten erhält, ein "Fehlerrahmen" mit einer Fehlerkennung generiert. Die Fehlerkennung enthält Informationen über die Störung bzw. die Station und wird über die Ein/Ausgabeeinrichtung 26 und y' bzw. die Datenaustauscheinheit 33 in das Medium/5abgegeben und über alle Stationen zur MasterStation 3 geleitet.
In Abhängigkeit von dem Enable-Signal o' und vom Adressignal aa der Routing Unit 15, welches besagt, ob ein bzw. welcher Interfacemodul 19 dem aktuellen eingelangten Slot zum Datentransfer zugeordnet ist, werden die anstehenden Slotdaten von u an die Port-Control Logik 26 übertragen bzw. von dieser mit oder ohne Änderungen von Daten durch die Port-Module 19 al s Outputdaten über y ' dem Datenaustauscheinheit 33 angeboten .
Bei Betriebsbeginn be s teht in der Station kein Empfang. In diesem Ausgangspunkt läuft der Rahmenformatzähler 13 von ei nem internen Takt getrieben frei.
Die Error- und Kontroll Logik 1 2 erkennt über t keinen Empfang bei der Mediumschnittstelle 9, und unterbindet über o ' den Datentransfer in der Ein/Ausgabeeinrichtung 26 und in den Port-M odulen 1 9 und erlaubt über n dem Flag-Generator 23 das Generieren eines Übertragungsrahraens durch unter Zuhilfenahme des Taktes des Pahmenformatzählers 1 3 , dem vom Flag-Generator die Fehlerkennung aufgeprägt wird und der über die Ein/Ausgabeeinrichtung 26 an die Datenaustauscheinheit 33 weitergegeben , in der Codiereinrichtung 7 kodiert und über 8 an das Medium 5 , gegebenenfalls wiederholt , gesendet wird .
Sobald die Mediumschnittstelle 9 Takt-Daten erkennt , werden diese von der Decodiereinrichtung 1 0 in Takt und Daten getrennt . Der Mediumempfänger 9 meldet über t "Empfang" an die Errorund Kontroll Logik 1 2 , Die Daten werden nun in die Datenautauscheinheit 33 nach dessen Freigabe über k' übernommen .
Wenn der Übertragungsflag Detektor bzw. -komperator 14 eine Synchronisationskennung über x meldet , wird der Rahmenf ormat zähl er 1 3 über v rückgesetzt .
Von nun an wird überwacht , ob zum über w mitgeteilten Erwartungszeitpunkt von Übertragungflags auch ein übertragungsflag über x gemeldet wird. Ist dies nicht der Fall , oder wird ein Taktfehler über s gemeldet , so wird jeder Output der Station über 1 ' unterbunden.
Wird dagegen über x im zeitricht igen eingetroffenen. Übertragungsflag "Ring-Synchron" erkannt , so wird über o ' an die Ein/ Ausgabeeinrichtung 26. gemeldet :
"Datenverkehr freigegeben" , worauf in der Datenaustauscheinheit 33 befindlichen Slots Daten entnommen bzw. aufgeladen werden können, wobei die Port Module 19 den jeweiligen Slots unter Steuerung der Routing Unit 15 zugeordnet werden. Die Routing Unit 15 steuert den Datentransfer mit den der Station zugeordneten Slots. Bei Bedarf, z.B. wenn eine Verbindung aufgebaut werden soll, kann bei der entsprechenden Routing Unit 15 der Masterstation 5 um Zuordnung von einem oder mehr Slots für diese Verbindung angefragt werden, indem in für das Routing System reservierten Slots eine entsprechende Anfrage aufgegeben wird. Über das Medium 5 erfolgt eine Rückmeldung an die Station und eine allenfalls entsprechende Abänderung der Anzahl der Station zugeteilten Slots wird der Routing Unit 15 mitgeteilt.
Die zugrundeliegende Vorgangsweise ist somit folgende:
Zur Synchronisation der Station bzw. des Rahmenformatzählers 13 mit dem übertragenen Rahmen wird im vorliegenden Fall z.B. Slot o mitlo bit herangezogen. In diesem Slot, wird ständig ein spezielles Bitmuster (Synchronisationskennung) übertragen. Jede Station vergleicht dieses Muster auf 8 bit Länge mit einer Referenz. Tritt zum erwarteten Zeitpunkt keine Übereinstimmung ein, so liegt mit Sicherheit ein Fehler in der Übertragung oder in der Stationslogik vor.
in diesem Fall wird sofort jede weitere Datenübertragung zu den Portmodulen 19 unterbunden. Zur Neusynchronisierung wird ebenfalls dieser spezielle Slot herangezogen. Diese Resynchroniesierung nach einem Fehler wird von der Masterstation 3 gesteuert, welche nach der Neusynchronisation die Rahmen wieder für die Datenübertragung freigibt und solange (Re) synchronationskennungen aussendet, bis sie selbst eine zurückerhält und daraufhin das "Datenübertragungs Freigabe- "Flag bzw. das Übertragungsflag sendet.
Einer Verbindung wird im Falle einer Standverbindung fix, ansonsten temorär ein oder mehrere Slot(s) zugewiesen. Im Falle der Standverbindung kann die Zuordnung eines Kanals einer Station zu einem Slot über einen PROM-Baustein lokal in je der Station erfolgen (z.B. muß, um eine Standleitung zwischen Station 1 Interface 16 und Station 4 Interface 3 zu definieren, in Station 1 ein Slot (z.B. Slot 37) dem Interface 16 und in Station 4 derselbe Slot 37 dem Interface 3 zugeordnet werden.)
Im Falle der temporären Verbindung wird diese Zuordnung durch Zusammenspiel der lokalen und zentralen Routing Unit 15 durch einen Vermittlungsrechner hergestellt.
Die Eingabe der Verbindungsanforderung kann entweder manuell über eine Eingabeeinheit 20, über ein intelligentes Interfaceport (protokollgesteuert) oder vom zentralen Vermittlungsrechner aus gestellt werden.
Die für den Verbindungsaufbau benötigte Zeit Ist stark von der Art der Verbindung und von der gewünschten Dokumentation und Validitätsprüfung abhängig. Im einfachsten Fall, einer Point to Point Verbindung ohne Dokumentations- und Prüfungsanforderungen, kann mit Aufbauzeiten zwischen 4 und 10 ms gerechnet werden.
Die maximale Übertragungszeit für ein 10 Bit-Wort (Slot) entspricht somit der Umlaufzeit eines Rahmens. Da die Übertragungszeit des Rahmens immer konstant ist, und etwa 1 ms beträgt, können REAL-TIME-Übertragungen mit etwa 100 - 200 ns Genauigkeit durchgeführt werden. Eine konstante Übertraungsverzögerung ist für die geschlossenen Regelkreise erforderlich
Die Schnittstellen der Stationen zu Ein- und Ausgabegeräten sind vorteilhafterweise gebräuchliche Standardschnittstellen.
Durch die Verwendung eines internen "Zwischenstandards" (ee) ist es möglich, während der Übertragung eine Konvertierung des Datenformats vorzunehmen (z.B. Verbindung von einem Gerät mit seriellem Interface zu einem Gerät mit 8 bit Parallelinterface) ohne spezielle Konvertierungshard- und Software. Dies ist jedoch nur soweit möglich, als nicht auch eine Protokoll konvertierung erforderlich ist.
Beispiele für Standard Interface Module:
- V 24/RS232C asynchron bis 19,2 kbit/s (8 bit Daten +
2 Steuersignale)
- 20 mA Currentloop bis 9, 6 kbit/s (8 bit Daten +
2 Steuersignale) - Intelligentes Interface:
Dieser Modul kann bis zu 4 V24/RS232C Interfaces 19,2 kbit/s bedienen, die Daten Zwischenspeichern und Protokolle abwikkeln. Ebenso kann es speziellen Anforderungen (z.B.: Multiplexen von Schnittstellen,....) angepaßt werden. - 8 bit parallel I/O + 2 Steuersignale
Ferner können Interfaces für IEEE488/lEC625, sowie Interfaces zur Übertragung von Analogsignalen und von Sprache implementiert werden. Darüber hinaus ist z.B. die Anschlußmöglichkeit über eine X.25 Protokolleinheit an andere Netzwerke möglich. Überdies ist bei der Installation eines zusätzlichen Interfaces in einer bereits bestehenden Station mit keiner Betriebsunterbrechung für die anderen Kanäle zu rechnen.
Aufgrund der räumlichen Ausdehnung des Netzes wurde auf eine zuverlässige und schnelle Fehlerkennung, -ortung und -dokumentation besonderer Wert gelegt. Die Dokumentation und Registrierung der Fehler und Betriebsstörungen erfolgt zentral in der Masterstation 3.
Es werden folgende grundsätzliche Fehlerursachen identifiziert:
Ausfall von Lichtleitern bzw. den Lichtleitern zugeordneten optischen und elektrischen Komponenten, Ausfall oder Störung der Stationslogik, Fehler im Vermittlungssystem, Fehler in den Interfacemudulen.
Bei Fehlern im Übertragungsmedium, z.B. Lichtleiter, gene risrt die in Übertragungsrichtung folgende Station eine Fehlermeldung an die Masterstation.
Bei Ausfall einer Station durch Ausfall der Synchronisation wird die entsprechende Station auf leitungsnaher Ebene überbrückt. Das Fehlen dieser Station wird durch regelmäßiges
Polling des Vermittlungssystems erkannt und gemeldet.
Fehler im lokalen Teil des Vermittlungssystems werden durch einen Watchdog erkannt; die jeweilige Einheit versucht eine Fehlermeldung an die Masterstation abzusenden.
Fehler in den Interfacemodulen können bei Verwendung intelligenter Module über das Vermittlungssystem gemeldet und protokolliert werden. Ebenso können hier eventuell Maßnahmen zur Eliminierung des fehlerhaften Interfaces getroffen werden, sowie Diagnoseinformationen erfaßt werden.
Als Übertragungsmedium können alle bekannten Medien wie Kabel, (Baseband, HF moduliert, CATV) Funk oder optische Übertragung verwendet werden, wobei dem optischen Medium der Vorzug gegeben wird.
Im Rahmen ist nur ein Übertragungsflag mit einem Synchronlsatizeichen vorgesehen, welches auch Statusinformation bzgi. Synchronisation und "geschlossener Ring" enthält. Der Synchronisationsablauf erfolgt nur einmal bei der Inbetriebnahme des Netzes sowie gegebenenfalls nach einer Störung. Während des Betriebes erfolgt nur eine Überwachung der Synchronisation in jeder Station - einmal bei jedem Umlauf des Rahmens. Die Datenübertragung wird nur freigegeben, wenn eine einwandfreie Ringsynchronisation erreicht ist. Das Übertragungsflag mit einem Synchronisationszeichen steuert die KanalZuteilung nach Takten im Zeitmultiplexer. Hiedurch wird erreicht, daß keine lastabhängige Verzögerung durch Arbitrationsprobleme auftritt und daher eine konstante Übertragungszeit zwischen zwei Stationen gewährleistet ist. Da die Synchronisation und die Datenübertragung zeitlich streng getrennt sind, können Benützersignale die Synchronisation nicht stören. Es können daher auf diesem LAN gleichzeitig verschiedene Benützerprotokolle übertragen werden.
Bemerkt wird, daß die Synchronisation der Stationen und Masterstation zueinander auch extern über eigene Leitungen erfolgen kann. Die Synchronisation durch den umlaufenden Übertragunsrahmen ist jedoch vorteilshaft. Ferner erfolgt keine interne Synchronisation der Stationen in Bezug auf das gerade eintreffende Signal, sondern eine Überprüfung auf das zeitrichtige Eintreffen einer im Informationsblock enthaltenen Kennung.
Das Erkennen der einlangenden Kennungen, bzw. deren Überprüfung erfolgt in entsprechenden Schaltungen, insbesondere Vergleichsschaltungen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:
1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem zumindest zwei Stationen aufweisenden Datenring, von welchen gegebenenfalls Peripheriegeräte besitzenden Stationen zumindest eine eine übergeordnete Master-Station ist, in der für die zu übertragenden Daten ein Übertragungsrahmen generiert wird, der in den Datenring eingespeist und durch alle aufeinanderfolgenden Stationen weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Übertragungsrahmen mit konstanter vorgegebener Taktanzahl generiert wird und protokollfrei, insbesondere adreßfrei, ausschließlich die für die Übertragung von einer Station zu einer oder mehreren anderen bestimmten Daten enthält, daß jedem Übertragungsrahmen unmittelbar folgend ein weiterer, identer, gegebenenfalls die nächsten zu übertragenden Daten enthaltender Übertragungsrahmen generiert und eingespeist wird, so daß dem Ende eines Übertragungsrahmens unmittelbar der Anfang des weiteren Übertragungsrahmens folgt, daß die einzelnen, insbesondere untereinander gleich großen Slots im Übertragungsrahmen vor der Einspeisung des jeweiligen Übertragungsrahmens den einzelnen Stationen zum Informationsaustausch fix oder temporär veränderbar zugeordnet worden sind, und daß die EinSpeisung von Übertragungsrahmen, die zu übertragende Daten enthalten, erst nach Synchronisation aller Stationen zueinander erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während ein- und desselben Umlaufes des Übertragungsrahmens in den Stationen den jeweils dieser Station zugeordneten Slots des Übertragungsrahmens die zu übertragenden Daten zur Weiterleitung an ein Peripheriegerät entnommen wer den und/oder an eine andere Station zu übertragende Daten in dieser anderen Station zugeordnete Slots eingegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Datenring nur ein einziger Übertragungsrahmen generiert und weitergegeben wird, an dessen Ende unmittelbar sein Anfang anschließt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Übertragungsrahmεn bei Betriebsbeginn oder nach fehlerbedingter Ringunterbrechung eine charakteristische Synchronisationskennung in einem festgelegten Slot, vorzugsweise am Anfang, aufgeprägt wird und daß dieser Übertragungsrahmen zur Synchronisation der Stationen bzw. ihrer noch unsynchronisiert laufenden Stationstakte, erforderlichenfalls wiederholt, in den Datenring eingespeist wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Synchronisation aller Stationen von der Master-Station dem Übertragungsrahmen ein Übertragungsflag, in einem festgelegten Slot, vorzugsweise am Anfang, aufgeprägt wird, das sich von der Synchronisationskennung unterscheidet und vorteihafterweise dem gleichen Slot wie diese aufgeprägt wird, welches Übertragungsflag bei Eintreffen in den Stationen bzw. der Master-Station auf seine Taktrichtigkeit in bezug auf den anfänglich synchronisierten Stationstakt und auf seine Fehlerfreiheit in bezug auf ein vorgegebenes Muster überprüft wird und daß bei positivem Prüfergebnis den einzelnen Stationen bzw. der Master-Station die Entnahme der zu übertragenden Daten aus dem bzw. den bzw. deren Eingabe in den bzw. die jeweils zugeordnete (n) Slot (s) des Übertragungsrahmens freigegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Station und in der Master-Station die Anzahl der eintreffenden Takte der Übertragungsrahmen gezählt wird und nach Zählung der einem Übertragungsrahmen entsprechenden Taktanzahl das zeitrichtige Eintreffen des erwarteten, im folgen¬den Übertragungsrahmen enthaltenen Übertragungsflags überprüft wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Störungen, z.B. fehlerhafter Weitergabe des Übertragungsrahmens, Erkennung einer Störung in einer Station, Ausfall von Takt-Daten des Übertragungsrahmens, Eintreffen eines nicht einem Übertragungsflag entsprechenden Signals zum vorausbestimmten Zeitpunkt des Eintreffens eines Übertragungsflags, fehlerhaftem Flag-Signal, Ausbleiben eines Flag-Signals usw., die Weitergabe des Übertragungsrahmens an die jeweils nächste Station und die Datenein- bzw. ausgäbe in den bzw. aus dem Übertragungsrahmen unterbrochen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Station, in der ein Ausbleiben des Taktsignals, z.B. infolge Leitungsbruch, Unterbrechung der Weitergabe des Übertragungsrahmens in einer vorhergehenden Station usw. festgestellt wird, ein neuer Übertragungsrahmen mit einer Fehlerkennung von dieser Station generiert wird, welche Fehlerkennung einem festgelegten Slot, vorzugsweise am Anfang, dieses Übertragungsrahmens aufgeprägt wird und sich von der Synchronisationskennung und dem Übertragungsflag unterscheidet und vorteilhafterweise dem gleichen Slot wie diese aufgeprägt wird, daß dieser Übertragungsrahmen als Fehlermeldung durch die Stationen bis zu der Master-Station weitergeleitet wird und daß die Master-Station nach eingetroffener Fehlermeldung, vorteilhafterweise unter Anzeige einer Fehlerinformation, Übertragungsrahmen mit der für die Synchronisierung der Stationen vorgesehenen charakteristischen Synchronisationskennung bis zur neuerlichen Synchronisierung in den Ring einspeist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Übertragungsrahmens bzw. allfälliger Vielfacher davon größer gewählt wird, als die Zeitdauer eines Durchlaufes des Übertragungsrahmens durch den Ring und daß , vorzugsweise in der Master-Station, dieser Zeitdifferenz entsprechende Teile eines oder mehrere Übertragungsrahmen bis zu ihrer neuerlichen Einspeisung in den Datenring gespeichert bzw. gepuffert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe der Daten eines Übertragungsrahmens aus einer Station an ihr Peripheriegerät solange verzögert wird, bis in dieser Station das Übertragungsflag eines auf diesen Übertragungsrahmen in dieser Station folgenden Übertragungsrahmens überprüft und als fehlerfrei erkannt und dadurch die Fehlerfreiheit des die entnommenen Daten tragenden Übertragungsrahmens festgestellt wurde.
11. Anordnung zur Übertragung von Informationen in einem Datenring zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welcher Datenring zumindest zwei über ein datenübertragendes Medium, z.B. Kabel, Sendeeinrichtungen, Lichtleiter, Elektrolyte od.dgl., verbundene Stationen aufweist, wobei zumindest eine Station eine übergeordnete Master-Station ist, die einen Generator für einen Übertragungsrahmen aufweist, welcher Übertragungsrahmen durch eine Einspeiseeinheit in den Datenring bzw. das die Stationen verbindende Medium einspeisbar ist, und über das Medium durch alle Stationen zurück an die Master-Station geleitet ist, wobei in den Stationen und der Master-Station jeweils eine Empfangseinrichtung für den Übertragungsrahmen und eine Synchronisationseinrichtung vorgesehen sind, wobei in den Stationen und in der Master-Station Ein-Ausgabeeinrichtungen vorgesehen sind, mit denen an entsprechender Stelle im Übertragungsrahmen enthaltene zu übertragende Daten an Peripheriegeräte weiterleitbar bzw. durch die von den Peripheriegeräten an entsprechende Stelle im Übertragungsrahmen zu übertragende Daten in den Übertragungsrahmen eingebbar sind, und wobei in den Stationen den Ein-Ausgabeeinrichtungen eine Einspeiseeinheit zur Weiterleitung des Übertragungsrahmens, gegebenenfalls mit geänderten zu übertragenden Daten, in das Medium nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (21,22) in unmittelbarer Aufeinanderfolge protokollfreie Übertragungsrahmen mit konstanter Taktanzahl erstellt, die von der Einspeiseeinheit (8) unmittelbar aneinander anschließend in das Medium (5) einspeisbar sind, daß den jeweiligen Ein-Ausgabeeinrichtungen (16,26) eine Routing Unit (15) zugeordnet ist, mit der die zum Austausch der zu übertragenden Daten der jeweiligen Station (1,2..n) bzw. MasterStation (3) zur Verfügung stehenden Slots festlegbar sind und daß in der Master-Station (3) eine Synchron!sationserkennungseinrichtung zur Erkennung der Synchronisation aller Stationen vorgesehen ist, mit der die Einspeisung von Übertragungsrahmen, die zu übertragenden Daten enthalten, einleitbar ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Master-Station (3) zwischen die Ein-Ausgabeeinrichtung (16) und die Einspeiseeinheit, die den Übertragungsrahmen mit gegebenenfalls geändertem InformationsInhalt unmittelbar dem vorangehenden Rahmen folgend erneut in das Medium (5) einspeist, ein Zwischenspeicher (18) für zumindest einen Teil des Übertragungsrahmens zwischengeschaltet ist.
13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für den Übertragungsrahmen einen entweder innerhalb oder außerhalb der Master-Station (3) liegenden,andauernd laufenden Taktgenerator (21) aufweist, der mit einem Rahmenzähler (22) zur Festlegung der Takte bzw. zur Unterteilung des Rahmens in Slots bzw. zur Festlegung von Slots für eine Synchronisationskennung oder für ein Übertragungsflag mit einer zentralen Kontrolleinheit (24) und mit der Einspeiseeinheit zur Weitergabe des Taktes verbunden ist und daß ein vom Rahmenzähler (22) mit Lageinformationen der Slots beaufschlagter Flaggenerator (23) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignale als Synchronisationskennung oder Übertragungsflag in Abhängigkeit eines von der zentralen Kontrolleinheit (24) dem Flaggenerator (23) zugeführten Status-Steuersignales aufprägbar sind und mit diesem vorteilhafterweise über eine Dateneinleseeinheit (6), vorzugsweise ein getaktetes Schieberegister, der Einspeiseeinheit zugeführt und von dieser in das Medium (5) einspeisbar sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung eine einen Signalempfang an eine
Kontroll-Logik (12) meldende Medium-Schnittstelle (9) und eine die im eintreffenden Übertragungsrahmen enthaltene TaktDateninformation trennende Decodiereinrichtung (10) aufw eist, die zur Taktübertragung mit einem Rahmenforraatzähler (13) und der Kontroll-Logik (12) und mit einer Datenentnahmeeinheit (11) bzw. einer Datenaustauscheinheit (33) vorzugsweise getakteten Schieberegistern verbunden ist, daß in den Stationen (1,2...n) bzw. der Master-Station (3) Vergleichseinrichtungen zur Feststellung der Übereinstimmung des Übertragungsflags bzw. der Taktanzahl des Ubertragungsrahmens mit jeweils vorgegebenen Mustern bzw. Taktanzahlen vorgesehen sind, welehe den Rahmenformatzähler (13) und einen Übertragungsflag¬
Detektor (14), dem die im Rahmen enthaltene Übertragungsflag
Signal-Information zum Vergleich mit vorgegebenen Mustern von der Datenentnahmeeinheit/(11)bzw. latenaustauscheinheit (33) ist,zugeführtumfassen, deren jeweilige Ausgänge mit der KontrollLogik (12) verbunden sind, an deren Steuerausgang, an dem vom Vergleich abhängige Steuersignale anliegen, die Ein Ausgabeβinrichtung (16,26) angeschlossen ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Routing Unit (15) rnit Informationen bezüglich des gerade vorliegenden Teiles des Übertragungsrahmens von dem Rahmenformatzähler (13) beaufschlagt ist und gegebenenfalls mit einer Routing Kontroll Unit (17) verbunden ist, mit der die in der Routing Unit (15) enthaltene Zuordnung von Slots zu bestimmten Stationen bzw. Peripheriegeräten (4) abänderbar ist.
1ό. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stationen (1,2...n) die Einspeiseeinheit eine mit einem gegebenenfalls von der Kontroll-Logik (12) abgegebenen, ein fehlerhaftes Eintreffen eines Übertragunsrahmens anzeigenden Sperrsignal beaufschlagbare Medium-Schnittstelle (8) aufweist, daß die Einspeiseeinheit in den Stationen (1,2..n) eine von der Decodiereinrichtung (10) und in der Master-Station (3) eine von dem Taktgenerator (21) getaktete, Daten und und Takte verknüpfende Codiereinrichtung (7) aufweist, der in den Stationen (1,2..n) die mit der Decodiereinrichtung (lθ) verbundene und mit der Ein-Ausgabeeinrichtung (26) in direktem Datenaustausch stehende Datenaustauscheinheit (33), Vorzugs weise ein Schiebegerister, vorgeschaltet ist und der in der Master-Station (3) eina Dateneinleseeinheit (6), vorzugsweise ein Schieberegister, vorgeschaltet ist, das gegebenenfalls über eine mit dem Flag-Generator (23) verbundene Port-Logik (25) an den Zwischenspeicher (18) zum Datenerhalt angeschlossen ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Station (1,2..n) bei Feststellung eines in der Mediumschnittstelle (9) ausgebliebenen Ubertragungsrahmens vom Rahmenformatzähler (13) ein neuer Übertragungsrahmen generierbar ist, dem mit dem Flag-Generator (23) eine Feh lerkennung mit Stationsadresse aufprägbar ist und der über das Medium (5) an die Master-Station (3) weiterleitbar ist.
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