NL8402364A - Werkwijze, station en systeem voor de overdracht van uit datapakketten bestaande berichten. - Google Patents

Description

^ - * PHN 11 115 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken, te Eindhoven.

"Werkwijze, station en systeem voor de overdracht van uit datapakketten bestaande berichten".

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de overdracht van uit datapakketten bestaande berichten tussen stations via een gemeenschappelijk' communicatiekanaal dat wordt gevormd door corresponderende 0 tijdsleuven in opeenvolgende frames van een tijdmultiplex-systeem, - waarbij elk station voortdurend de verkeerstoestand (vrij-of bezet) .van het kanaal waarneemt, - waarbij die stations die een datapakket voor overdracht 10 gereed hebben, dit pakket uitzenden nadat zij de ver keersvrije toestand van het kanaal hebben vastgesteld, - waarbij elk zendend station de inhoud van de datapakketten die dit station uitzendt vergelijkt met de inhoud van de in het communicatiekanaal aanwezige datapakketten ^ om verminking· van die pakketten vast te stellen*.

- waarbij elk station dat verminking van zijn datapakket vaststelt het uitzenden van verdere datapakketten van het bericht staakt, - waarna de stations die verminking van hun datapakketten 20 hebben vastgesteld een procedure voor herhaalde uitzending van hun datapakketten gaan volgen»

Tevens betreft de uitvinding een station voor het uitvoeren van die werkwijze en een systeem van stations met een gemeenschappelijk communicatiekanaal.

25

Een dergelijke werkwijze, station en systeem zijn bekend uit het Amerikaanse Octrooischrift Nr.4063220.

De aldaar beschreven wijze van het verkrijgen van toegang van de stations tot het communicatiekanaal staat bekend als CSMA-CD protocol (Carrier Sense Multiple Access met Collision Detection). Als in een dergelijk' systeem meerdere stations gelijktijdig beginnen met het zenden van datapakketten ontstaat een collisietoestand die door de zendende stations gedetecteerd wordt doordat 8402364 4 PHN 11115 2 * r zij ongelijkheid tussen de door hun uitgezonden data en de t tegelijkertijd in het communicatiekanaal aanwezige data vaststellen. Er moet dan een herhaalde uitzending van de datapakketten plaatsvinden volgens een retransmissie-g procedure om alsnog ongestoorde overdracht te bereiken.

De retransmissieprocedure die in het systeem volgens het bovengenoemde Amerikaanse Octrooischrift gevolgd wordt^. bes taat daarin dat een datapakket na collisie een direct na de collisie vastgestelde wachttijd moet 10 wachten alvorens opnieuw uitgezonden te worden. De wachttijd in de stations van dit systeem zijn statistisch verdeeld, waarbij de wachttijd beïnvloed wordt door een gewichtsfactor die afhangt van het aantal keren dat bij uitzending van een datapakket collisie is opgetreden.

15 Door het willekeurige karakter van de lengte van de wachttijd is het mogelijk dat de totale wachttijd zeer lang wordt; in de praktijk betekent dit dat de toegang tot het communicatiekanaal van een datapakket na collisie niet volledig zeker is.

* 20 De uitvinding stelt zich ten doel een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarmee gegarandeerde toegang van gecollideerde datapakketten tot het communicatiekanaal verkregen kan worden.

Daartoe is de werkwijze volgens de uitvinding 25 daardoor gekenmerkt, - dat elk station is voorzien van een adresnummer dat dit station éénduidig identificeert, - dat na vaststelling van de verminking van datapakketten in alle stations opeenvolgende nummers worden toegekend 30 aan een eerste aantal opeenvolgende frames, en - dat het nummer van het frame waarin de herhaalde uitzending van de datapakketten van een station begint gelijk is aan tenminste één deel van het adresnummer van dat station.

35

Men heeft de mogelijkheid het aantal te nummeren opeenvolgende frames even groot te kiezen als het aantal stations dat gebruik kan maken van het communicatiekanaal. In dat geval bestaat de zekerheid dat een data- 8402364 , * * f PHN 11 115 3 pakket reeds bij de eerste heruitzending zonder collisie wordt overgedragen.

Men heeft ook de mogelijkheid het aantal frames dat na collisie afgeteld wordt te beperken. Een uitvoe-5 ringsvorm van de werkwijze waarin van deze mogelijkheid gebruik gemaakt is, is daardoor gekenmerkt, - dat na de vaststelling van de verminking van datapakket-ten in alle stations opeenvolgende nummers worden toegekend aan een tweede aantal opeenvolgende frames dat in de tijd vooraf gaat aan het eerste aantal opeenvolgende frames en - dat het nummer van het frame van het tweede aantal waarin zonodig een tweede herhaalde uitzending van de data- pakketten van een station begint gelijk is aan het andeie 15 deel van het adresnummer van dat station.

Doordat voor aanwijzing van het frame voor eerste retransmissie slechts een deel van het adresnummer is gebruikt, bestaat de kans dat bij de eerste retransmissie zich weer een collisie voordoet, n.1. tussen twee stations 20 die het betreffende deel van het adresnummer gemeenschappelijk hebben. Na zo'n herhaalde collisie vindt een volgende heruitzending plaats van de datapakketten die bij deze herhaalde collisie betrokken waren. Deze volgende heruitzending vindt dan plaats in frames van het tweede aantal. In deze laatste frames kan nu geen collisie meer plaatsvinden doordat het andere deel van de’adresnummers van de betreffende stations onderling verschillend zijn.

In .sommige communicatiesystemen worden ver-schillende soorten berichten overgedragen waarbij men onderscheid wenst te maken tussen de soorten bij de overdracht van de berichten. Een dergelijke situatie doet zich bijvoorbeeld voor als het communicatiekanaal een kanaal is dat zowel gebruikt wordt voor signaleringsdoeleinden voor 22 stations zoals telefoontoestellen, als voor overdracht van minder urgente berichten zoals b.v. voor telemetrische doeleinden.

Een werkwijze die bij de overdracht van berichten 8402364 PHN 11115 4 % * onderscheid tussen verschillende soorten berichten maakt is daardoor gekenmerkt, - dat door de stations datapakketten van een eerste en van een tweede soort overdraagbaar zijn, welke soorten zich 5 door haar inhoud van elkaar onderscheiden, en - dat in de verkeersvrije toestand van opeenvolgende frameparen telkens het eerste en tweede frame beschikbaar zijn voor uitzending van een pakket van de eerste respectievelijk de tweede soort.

10 Bij overdracht van verschillende soorten be richten kan het gewenst zijn voorrang van een soort ten opzichte van aan andere soort te verwezenlijken. Een werkwijze die alvorens tot herhaalde uitzending van een soort berichten over te gaan eerst nog uitzending van niet ge-15 collideerde berichten van een andere soort mogelijk maakt is daardoor gekenmerkt, - dat door de stations datapakketten van een eerste en van een tweede soort overdraagbaar zijn, welke soorten zich door hun inhoud van elkaar onderscheiden, 20 - dat elk station de uitzending van datapakketten van de eerste soort kan beginnen in een frame gelegen tussen de vaststelling van de verminking van een datapakket en het daaropvolgende toekennen van opeenvolgende nummers aan opeenvolgende frames, en 25 - dat· in elk station een vlag geplaatst wordt die uitzending van een datapakket van de eerste soort in het genoemde frame aanduidt. Door plaatsing van de vlag kan worden vermeden dat ongecollideerde berichten van een eerste soort herhaaldelijk aan de heruitzending van be-30 richten van dezelfde soort voorafgaan. Plaatsing van de vlag voorkomt tevens dat berichten van de tweede soort die op heruitzending wachten interfereren met heruitzending van berichten van de eerste soort.

Niet slechts door collisie van berichten maar 35 ook door andere oorzaken zoals b.v. ruis of extern ge-induceerde storingen in het communicatiekanaal kunnen berichten verminkt worden overgedragen zonder dat dat gedetecteerd wordt door het zendende station. Ook in zo'n ge- 8402364 s , £ * PHN 11 115 5 val is herhaalde uitzending van het betreffende bericht vereist.

Een werkwijze waarmee in zulke gevallen heruitzending wordt bereikt is daardoor gekenmerkt, 5 - dat nd voltooide uitzending van het bericht de ontvangen de stationseer foutencontrole uitvoeren, - dat in elk station nd voltooide uitzending van het bericht opeenvolgende nummers worden toegekend aan een derde aantal opeenvolgende frames welk aantal onmiddelyk 10 volgt op het laatste datapakket van het bericht, - dat elk station dat bij de foutencontrole een fout detecteert een alarmsignaal zendt in een vooraf vastgestetö frame van het derde aantal, en - dat het station dat het foutief overgedragen bericht 15 gezonden heeft in responsie op het alarmsignaal een procedure voor herhaalde uitzending gaat volgen.

Deze procedure voor herhaalde uitzending kan verlopen zoals boven beschreven in geval van collisie.

De uitvinding en haar'voordelen worden aan de 20 hand van de figuren nader toegelicht. Daarbij toont; fig. 1 een systeem van stations die op een gemeenschappelijke bus zijn aangesloten? fig. 2 een schematische voorstelling van de framestructuur van het tijdmultiplexsysteem, en de frame— 25 volgorden bij heruitzending? fig. 3 een blokschema van een station uit fig. 1, waarin slechts de voor de uitvinding relevante functie- blokken zijn weergegeven; fig. 4 een stroomschema dat de werking van de 30 frameteller illustreert; fig. 5 een stroomschema dat de acces-procedure van een eerste berichtsoort tot één der communicatiekanalen illustreert; fig. 6 een stroomschema dat de acces-procedure van een tweede berichtsoort tot datzelfde communicatiekanaal illustreert.

Xn figuur 1 is een systeem weergegeven van een 8402364 t ι> » . .

PHN 11 115 6 aantal stations 11—1 tot en met 11-N die op een gemeen-schappelijke bus 12 zijn aangesloten. Deze stations kunnen telecommunicatieterminals zijn zoals b.v. telefoontoestellen of telexapparatunr. Zij kunnen ook dataverwerkende 5 apparaten zijn, zoals b.v. tekstverwerkers of personal computers. Eveneen kunnen als stations fungeren in dit systeem sensorstations voor veiligheidsdoeleinden of voor procesbewerking, zoals b.v. brandsensoren of temperatuur-sensoren voor ruimteverwarming, y. iQ Elk van deze stations is voorzien van een adresnummer dat dit station binnen het systeem éénduidig identificeert. Dit adresnummer is van belang voor de nog te bespreken selectie van een hoofdstation voor synchro-nisatiedoeleinden en voor de eveneens nog te bespreken 15 heruitzending van bij overdracht verminkte berichten.

Bus 12 is een twee-aderige geleider die aan zijn uiteinden is afgesloten met aflsuitimpedanties 13-1 en 13-2. Een gelijkstroom-voedingsbron 14 kan op bus 13 worden aangesloten voor voeding van de stations. De si-2Q gnaaloverdracht via de bus vindt plaats in binair gecodeerde vorm. Hierbij kan één der beide binaire waarden (bij-. worden voorbeeld "O"; gerepresenteerd/door de electrisch zwevende toestand van de bus, terwijl de andere binaire waarde ("1") door een spanningsverschil wordt voorgesteld. Het 25 voordeel hiervan is dat indien twee stations gelijktijdig zenden, de "O" van één station wordt onderdrukt door de ”1" van het andere station, waardoor gemakkelijk detectie van deze collisiesituatie mogelijk is door het station dat de ”0" zendt.

3Q De communicatie via de bus verloopt via commu nicatiekanalen die ter beschikking staan door toepassing van een tijdmultiplexsysteem. Communicatie in een zodanig systeem vereist onderlinge synchronisatie van de tijdmulti-plexframes in alle aangesloten stations. Deze synchroni-35 satie wordt verkregen door een synchronisetiesignaal, uitgezonden in een daarvoor bestemd synchronisatiekanaal door één der stations, het hoofdstation.

Door de selectieprocedure die gevolgd wordt bij 8402364 <ζ· * * ΡΗΝ 11 115 7 de selectie van het hoofdstation is het geen enkel station uitgesloten van de mogelijkheid om als hoofdstation geselecteerd te worden. Deze procedure bestaat daarin dat in ieder station bij het adresnummer van dat station telkens 5 een eenheid opgeteld wordt totdat in één station een vastgestelde eindwaarde bereikt is. Dat laatstgenoemde station wordt hoofdstation. Zou dat station van de bus verwijderd worden dan wordt door het opnieuw volgen van deze selectieprocedure een nieuw hoofdstation geselecteerd.

10 De mogelijkheid bestaat dat een station behalve met de bus ook met een extern communicatiekanaal (bijvoorbeeld particulier of openbaar telefoonnet) verbindbaar is, waarbij dat externe communicatiekanaal eveneens gevormd wordt door een opeenvolging van tijdsleuven. Het is dan 15 noodzakelijk de bus te synchroniseren, met het externe communicatiekanaal. Omdat hiervoor de stations met een externe verbindingsmogelijkheid voorrang moeten hebben bij de selectieprocedure van het hoofdstation, zijn deze stations voorzien van een extra "adres bit”, zodat deze 2D stations altijd een hoger adresnummer hebben dan·de overige stations.

Xn figuur 2 toont het bovenste diagram de framestructuur van het tijdmultiplexsysteem. De frame-herhalingsfrequentie is aangepast aan de standaard 8 kHz 25 bemonsteringsfrequentie voor digitale spraakoverdracht, zodat een frameperiode van 125yus ontstaat. Het frame is verdeeld in tien kanalen n.1. één synchronisatiekanaal F, één half-duplex kanaal (bd) voor systeembesturing (signalering) en voor berichtgeschakelde data overdracht en acht 30 half-duplex kanalen b^ tot en met bg voor circuitgescha- kelde spraak- en data-overdrachtr Fr zijn dus bijvoorbeeld maximaal vier telefoongesprekken tegelijk mogelijk via deze framestructuur.

Het F-kanaal voor synchronisatie bevat een 35 vijf-bits woord. De overige kanalen kunnen een woord van negen bits bevatten en laten 4 bitposities onbezet om vertraging tengevolge van de benodigde looptijd in de kabel te ondervangen.Same# met de spaties tussen de kanalen 8402364 . *

I I

PHN 11115 8 levert de bovengenoemde bitbezetting van de kanalen een bitfrequentie op de bus in de order van grootte van 1 Mbit/s.

Om aan te duiden dat een kanaal bezet is begint g ieder frame van zofn bezet kanaal met een M1”, bet zogeheten startbit. Dit startbit wordt in hetzelfde frame gevolgd door een bitwoord van vier (if-kanaal) respectievelijk acht bits (overige kanalen). Ieder station kan nu de verkeerstoestand (vrij of bezet) van een kanaal vastly stellen door waarneming van de eerste bitpositie in elk frame van dat kanaal.

De toegang van een station tot een circuitge-schakeld kanaal moet gerealiseerd worden via voorafgaande signalering in het bd-kanaal. Het station hegint met een 15 boodschap in het bd-kanaal te zenden als dit kanaal onbezet is. Deze boodschap bestaat uit een boodschapidentifi-catie, het adresnummer van dat station en twee controle-woorden, zogeheten CRC-bytes (Cyclic Redundancy Check). Doordat het adresnummer uniek is voor elk station kan het 20 zendende station vaststellen of een ander station gelijktijdig êèn gelijksoortige boodschap in het bd-kanaal is gaan zanden. Als dit het geval is moet steeds een collisie plaatsvinden omdat alle adresnummers onderling verschillend zijn. Bij ongestoorde uitzending van het adresnummer 25 bestaat er zekerheid dat geen ander station toegang tot het bd-kanaal heeft gehad. Het station dat als enige in het bd-kanaal heeft gezonden neemt nu dus ook als enige toegang tot één van de kanalen b^ - bg, mits er één vrij is. Collisie in een circuitgeschakeld kanaal is op deze 30 wijze vermeden. Er kunnen dus slechts collisies optreden bij het zenden in het bd-kanaal.

De uitvinding biedt een werkwijze die geschikt is voor oplossing van collisieproblemen op zodanige wijze dat zekerheid bestaat dat berichten die bij een collisie 35 betrokken waren na deze collisie onverminkt uitgezonden kunnen worden. Deze werkwijze is geïllustreerd in het onderste diagram van figuur 2.

Het onderste diagram van figuur 2 geeft een 8402364 * -Ir * PHN 11 115 9 opeenvolging van frames van het bd-kanaal weer. In de bovenste rij van dit diagram is de verkeerstoestand, vrij (E = ’’Empty”) of* bezet (b) , weergegeven. Een streepje (-) duidt aan dat zo’n frame zowel vrij of bezet kan zijn.

S De middelste rij van dit diagram geeft de naam van de diverse frames weer. B is een frame dat in gebruik is voor een overdracht van een byte. E is een frame dat steeds leeggelaten wordt. Ν' is een frame waarin een ontvangend station door middel van een alarmsignaal (N = NACK, "Not 10 Acknowledged”) kan aanduiden dat het bericht verminkt ontvangen is.

De berichten in het bd-kanaal kunnen door hun functie in het systeem onderscheiden worden in twee soorten. Tot een eerste soort horen bijvoorbeeld berichten 15 die de signalering vormen voor de opbouw van een circuit-geschakelde verbinding tussen twee stations. Meer in het algemeen behoren tot deze eerste soort berichten die de systeembesturing verzorgen. De lengte van deze berichten is beperkt terwijl voor hun functie (systeembesturing) een 20 snelle overdracht wenselijk is. De tweede soort wordt gevormd door berichten die bijvoorbeeld de gegevens voor telemetrie belichamen of (langzame) data-overdracht tussen computers. Dit kunnen relatief* lange berichten zijn met een relatief lage urgentie. Het eerste soort wordt 25 S-bericht genoemd, het -tweede soort d-bericht. De trans-missieprocedure volgens de uitvinding geeft bij herhaalde uitzending voorrang aan s-berichten boven d-berichten.

S en D zijn frames bestemd voor het starten van de uitzending van s-berichten, respectievelijk van d-berichten.

30 De frames H 00 tot en met L 111 zijn bestemd voor de start van herhaalde uitzending van berichten die betrokken waren bij een collisie of die verminkt zijn ontvangen.

In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is er van uitgegaan dat er 3^ stations op de bus zijn aange-35 sloten met adresnummers (binair) van 00001 tot en met 11111. Een station met adresnummer a b i j k tracht zijn eerste herhaalde uitzending uit te voeren in frame Lijk; er bestaat nog de mogelijkheid dat in dit laatstgenoemde 8402364 PHN 11 115 10

» 'C

frame weer collisie optreedt met een ander station met dezelfde laatste drie adresbits. In dat geval voert station a b i j k zijn tweede herhaalde uitzending uit in frame H a b. Omdat H-frames alleen toegankelijk zijn voor 5 stations die eerder in een L-frame botsten, is nu botsing uitgesloten omdat alle adresnummers verschillend zijn.

(Een station met adresnummers 00000 is afwezig, zodat de combinatie L 000 gevolgd door H 00 niet zal optreden bij retransmissie. De waarde 00000 wordt gebruikt als eindig waarde bij de selectieprocedure voor het synchronisatie-hoofdstation).

De onderste rij van het diagram van figuur 2 geeft de nummering van de diverse frames weer. Zolang het kanaal bezet is door uitzending van een bericht staat de 15 frameteller FC op nul. Na afloop van een bericht verschijnt steeds een leeg frame waardoor de frameteller naar 1 gaat. (in dit lege frame kunnen ontvangende stations hun foutencontrole, CRC, uitvoeren). Is door een station een fout gedetecteerd dan zendt dit station in frame 2 20 een NACK-signaal, hetgeen voor het zendende station aanleiding is om een retransmissie uit te voeren in één van de frames 9 - 16. Is tijdens frame 1 geen fout gedetec- . teerd dan blijft frame 2 leeg. Het lege frame 3 is slechts ingevoegd wegens rekentijdgebrek en heeft verder geen 25 betekenis voor de uitzending.

Frame k in figuur 2 is bestemd voor de start van nieuwe s-berichten. Dit nieuwe s-bericht gaat dus vóór herhaalde uitzending van zowel d- als s-berinhten. Hierdoor wordt de voorrang van s-berichten op d-berichten 30 gerealiseerd tijdens retransmissie van d-berichten. In het geval zo'n nieuw s-bericht voorrang neemt op andere s-berichten die op retransmissie wachten wordt in alle stations een vlag geplaatst die verhindert dat na afloop van dat nieuwe s-bericht een ander nieuw s-bericht weer 35 de retransmissie van s-berichten uitstelt.

De frames 9 ” 16 zijn bestemd voor eerste heruitzending, de frames 5-8 voor verdere heruitzending.

In frames 17 en 18 kunnen weer s-berichten respectievelijk 8402364 ΡΗΝ 11 115 11 Λ- κ d-berichten starten.

In de onbezette verkeerstoestand van het bd-kanaal wisselt de frameteller tussen tellerstanden 17 en 18. Een station dat een bericht heeft voor overdracht in g het bd-kanaal neemt toegang tot dat kanaal, waarbij de frameteller op nul gaat. Na afloop van het bericht gaat de frameteller tellen vanaf nul. Wordt in frame 2 geen NACK-byte ontvangen dan loopt de frameteller door naar 17 en 18, waarna de teller weer afwisselend op 17 en 18 gaat 10 (”toggelen"). Werd in frame 2 wel een NACK-byte ontvangen dan gaat het station herhaald uitzenden in dét L-frame dat correspondeert met zijn adresnummer. Na afloop van die heruitzending loopt de frameteller weer van O naar 18 en gaat toggelen.

Als tijdens het toggelen twee stations tegelijk beginnen met zenden ziet elk van de stations zijn bericht verminkt. De stations staken nu het zenden van het bericht en sturen in het volgende frame een verstoringssignaal (gevormd door het NACK-byte dat uit 9 ”1"-bits bestaat) 20 waarna het volgende frame weer leeg gelaten wordt. De frameteller gaat in dat lege frame naar 1, de overige stations constateren in frame T op grond van hun foutcon-trole een fout en sturen een NACK-byte in frame 2. Bij afwezigheid van een nieuw s-bericht in frame k wordt nu de 25 retransmissie (bij collisie aldaar) gevolgd door een tweede retransmissie in een H—frame, waarbij collisie uitgesloten is.

Het is echter nog mogelijk dat na afloop van een tweede retransmissie het zendende station weer een 30 NACK-byte in frame 2 ontvangt. Dit gebeurt als het bericht verminkt is bij de overdracht of als het ontvangende station niet in staat was het bericht op te nemen. Om deze beide situaties van elkaar te onderscheiden wordt een derde retransmissie uitgevoerd, eveneens in het corres-35 ponderende H-frame. Wordt hierna weer een NACK-byte ontvangen dan besluit het zendende station dat het ontvangende station niet in staat was het bericht op te nemen en staakt verdere uitzending. De frametellers in de stations door- 8402364 PHN 11 115 12

? ¢-I

lopen na liet laatste NACK-byte (tellerstand 2) nog éénmaal de standen tot en met 18 en gaan daarna toggelen.

Was echter bij het laatstgenoemde doorlopen van de framete11er de vlag in gezette toestand (tengevolge van 5 een in een eerder stadium gestart s-bericht in frame h) dan springt de frameteller van stand 16 naar stand 3» en gaat vervolgens omhoog tellen, terwijl tevens de vlag in de niet-gezette toestand geplaatst wordt. De bedoeling hiervan is om op retransmissie wachtende d-berichten (die ig niet eerder uitgezonden konden worden doordat de vlag gezet was) nu de gelegenheid te geven om uitgezonden te worden. Na het terugspringen naar stand 3 van de frameteller is het overigens nog mogelijk dat in het daaropvolgende frame k weer een s-bericht start onder het zetten 15 van de vlag.

In figuur 3 is een blokschema weergegeven van een station 3-10 volgens ‘de uitvindingdat is aangesloten op de bus 12. Het station bevat een ontvanger 3-11 die signalen afneemt van de bus en een zender 3-12 die signalen 20 naar de bus zendt. Om de gelijkheid tussen de uitgezonden en op de bus aanwezige bits vast te stellen, is een kanaalcomparator 3-13 aanwezig, aangesloten op de zender-ingang en op de ontvanger-ingang. Tevens is voorzien in een alarmsignaaldetector 3-1^ voor het detecteren van 25 alarmsignalen (NACK—bytes) in het communicatiekanaal. De uitgang van kanaalcomparator 3-13 en alarmsignaaldetector 3-14 zijn aangesloten op een OP-poort 3-15» waarvan de uitgang is aangesloten op een tellereenheid 3-16. Deze teller-eenheid bestaat uit twee retransmissietellers, één voor 30 s-berichten 3-17» en één voor d-berichten 3-18. Beide tellers zijn op de centrale besturing 3-19 van het station aangesloten om geactiveerd te worden bij een s-bericht respectievelijk d-bericht.

Het station is verder voorzien van een gebruiks-35 eenheid 3-20 voor het omzetten van de ontvangen informatie in een gebruiksvorm. Zo’n eenheid kan bijvoorbeeld gevormd worden door een beeldscherm, een printer of een schakeling van een telefoontoestel. In deze laatste vorm 8402364 ? * PHN 11 115 13 is de gebruikseenheid symbolisch weergegeven. Gebruikseenheid 3-20 draagt de te verzenden bytes over naar buf-fergeheugen 3-21 vanwaar deze bytes door zender 3-12 naar de bus uitgezonden worden.

g De uitzending van de in buffergeheugen 3-21 aanwezige bytes door zender 3-12 mag slechts geschieden in bepaalde frames, bijvoorbeeld een byte van eennieuwe s-boodschap mag slechts in frame 4 of in frame 18 starten.

Om deze frame-selectieve uitzending mogelijk te maken zijn IQ op zender 3-12 activeringsmiddelen 3-22 aangesloten die zender 3-12 activeren tot het uitzenden van de inhoud van buffergeheugen 3-21, in afhankelijkheid van de stand van de frameteller, van het adresnummer van het station, van het "type bericht (s— of d- ) , van het al dan niet gezet lg zijn van de vlag (bij bezetting van frame 4) , en van de stand van de retransmissieteller.

De activeringsmiddelen 3-22 ontvangen informatie van tellercomparator 3-23 die de inhoud van adresgeheugen 3-24 vergelijkt met de inhoud van frameteller 20 3-25. Deze vergelijking is nodig om het juiste frame voor heruitzending te kiezenj verdere informatie die bij deze keuze nodig is ontvangen de activeringsmiddelen van de centrale besturing 3-19·

Herhaalde uitzending van een bericht is nodig 25 bij collisie van meerdere stations of bij foutdetectie door een ontvangend station. Collisie wordt gedetecteerd door kanaalcomparator 3-13 die bij ongelijkheid van zijn beide ingangen een collisiesignaal afgeeft aan OF-poort 3-15. Een ontvangend station dat een fout detecteert,maakt 3q dit kenbaar door een alarmsignaal (NACK). in frame 2. In responsie op dat alarmsignaal geeft alarmsignaaldetector 3-14 een alarmindicatie-signaal af aan OF-poort 3-15. In responsie op één van beide ingangssignalen geeft OF-poort 3-15 een signaal af ter verhoging van of s-retransmissie-35 teller 3-17 of d-retransmissieteller 3-18. Een tellerstand ongelijk nul van deze tellers veroorzaakt het starten van retransmissie in één van de frames 5-16.

Het stroomschema van figuur 4 illustreert langs 8402384 PHN Ί1 1 1 5 14

f C

‘ > welke weg de diverse tellerstanden van de frameteller bereikt worden. De tellerstanden van de frametellers zijn in alle stations aan elkaar gelijk. Het gedeelte van het stroomschema gelegen onder blok 4-2 wordt in ieder frame 5 éénmaal doorlopen. De diverse blokken in het stroomschema hebben de -volgende betekenis: blok-nr. opschrift betekenis 4-1 PO¥ER ON de bus wordt in werking gesteld door de stations van voedingsenergie te 10 voorzien.

4-2 SF: = O de niet-gezette toestand van de vlag die start van een s-bericht in frame 4 aanduidt, wordt ingesteld.

4-3 START begin van de cyclus die zich ieder 15 frame herhaalt.

4-4 FRAME test of het in het station gegene- SYNC. reerde frame fasesynchroon is met het door het synchronisatie hoofdstation gegenereerde frame.

20 4 -5 CH. OCC. test of het bd-kanaal bezet is.

4-6 FC = 2 test of de frameteller op stand 2 staat.

4-7 FC = 4 test of de frameteller op stand 4 staat, 25 4-8 SF: =1 de vlag die start van een s-bericht in frame 4 aanduidt, wordt gezet. 4-9 FC: = O de frameteller wordt op stand O ge zet .

4-10 FC = 18 test of de franeteller op stand 18 30 staat.

4-11 FC: = 17 de frameteller wordt op stand 17 ge zet .

4-12 FC: = FC+1 de stand van de frameteller wordt met 1 eenheid verhoogd.

35 4-13 FC = 16 test of de frameteller op stand 16 A SF _ 1 staat en tevens de vlag gezet is.

4 - 14 SF: =0 de niet-gezette toestand van de vlag ’ “ J wordt ingesteldj de frameteller wordt op stand 3 gezet, 8402364 » * * PHN 11 115 15

4-15 PC: = O de frameteller wordt op de stand O

gezet.

Direct na het in werking stellen (4 - 1) van de bus wordt eerste de niet—gezette toestand van de vlag 5 (die start van s-bericht in frame 4 aanduidt) ingesteld, waarna de daarop volgende cyclus zich in elk frame herhaalt.

Zolang het locaal gegenereerde frame niet synchroon loopt het het busframe wordt de frameteller op nul 10 gehouden. Na framesynchronisatie kan de frameteller verder tellen. In tellerstand 4 mag een s-bericht op de bus gezonden wordenj gebeurt dit niet dan telt de frameteller verder tot afwisselend stand 17/18 waarin afwisselend een s-bericht of een d-bericht mag starten.

15 Bij bezet kanaal en frameteller op 2 moet er sprake zijn van een NACK-signaal; de frameteller gaat nu verder tellen via blok 4 - 12. In dit geval wordt, als in frame 4 geen nieuw s-bericht gestart wordt, het re-transmissiéveld 5 -» 16 doorlopen. In één van deze frames 20 kan het gecollideerde of verminkte bericht heruitgezonden worden. Bij bezet kanaal en frameteller op 4 moet sprake zijn van een nieuw s-bericht in frame 4f nu wordt de vlag gezet, blok 4-8. In alle andere gevallen is het kanaal normaal bezet, waarbij de frameteller steeds op O wordt 25 gehouden, blok 4-9.

Is bij een onbezet kanaal de vlag gezet en is tevens de frameteller op 16 gekomen “(blok 4 - 13) dan wordt de niet-gezette toestand van de vlag ingesteld en wordt het retransmissieveld nog éénmaal doorlopen, waarna de 30 frameteller gaat toggelen tussen de standen 17 en 18.

Het voordeel van de werkwijze volgens het stroomschema van figuur 4 is dat eventuele afwijkingen van een frameteller van een bepaald 'station zonder ingrijpen van buitenaf vanzelf gecorrigeerd worden. Zulke af-35 wijkingen kunnen bijvoorbeeld ontstaan doordat het station later dan de andere stations op de bus is aangesloten, enige tijd van de bus verwijderd is geweest of door inductie van storingen van buitenaf. Weliswaar loopt dan 8402364 PHN 11115 16 * \ 1 » aanvankelijk de frameteller van dat station niet synchroon met de andere frametellers (deze frameteller vertoont dus andere framenummers) maar bij de eerste bezette frames die dat station detecteert zal de frameteller naar nul 5 gaan of het station zal collisie veroorzaken. In het eerste geval is de synchronisatie verkregen, in het tweede geval wordt een retransmissieprocedure gestart die eveneens met frametellerstand 0 begint, waarmee eveneens synchronisatie verkregen is. De gevolgde werkwijze maakt de 10 frametelling, en daarmee de accesprocedure zelfherstel-lend.

Het stroomschema van figuur 5 illustreert het verloop van de accesprocedure voor het bd-skanaal van een s-bericht dat door een station uitgezonden moet worden.

15 De blokken in dit stroomschema hebben de volgende betekenis : blok- opschrift betekenis nummer ______________ 5-1 START begin van acces-procedure.

2° 5-2 MESS. test of er een bericht voor uit zending gereed is.

5-3 S test of het klaarstaande bericht een s-bericht is.

5 - k RC: = O de retransmissieteller voor s- 25 berichten wordt op O gezet.

5-5 RC = O test of de retransmissieteller % voor s-berichten op nul staat.

5-6 SF = O test of de vlag zich in de niet- gezette toestand bevindt.

5-7 FC = 3>16,18 test of de frameteller in één der standen 3» t6 en 18 staat.

5-8 FC = 16,18 test of de frameteller in één der standen 16 en 18 staat.

5-9 RC = 1 test of de s-retransmissieteller op 1 staat.

5-10 RC =2,3 test of de s-retransmissieteller op één van de standen 2 en 3 staat.

8402364 r * PHN 11 115 17 blok- opschrift betekenis nummer __ _ 5-11 FC — I/-1 test of de frame teller op één van de standen 8 t/m 15 staat, en of tevens die tellerstand minus 8 5 gelijk is aan het getal gevormd door de drie minst significante bits van het adresnummer 5-12 FC ss H-1 test of de frameteller op één van de standen 4 t/m 7 staat, en of tevens die tellerstand minus 4 gelijk is aan het getal gevormd door de twee meest significante bits van het adresnummer.

5-13 ERR. besluit tot situatie waarin de 15 ontvanger niet in staat is het bericht op te nemen.

5 - 14 CH.OCC test of bd-kanaal bezet is.

5 - 15 TRNSMT IN verzend het bericht in het volgen- NEXTFR. de frame.

20 5-16 END MESS. test of laatste byte van het be richt bereikt is.

5 - 17 COLL. test of er collisie gedetecteerd is.

5-18 STOP TRM beëindig de verzending.

5 - 19 FC = 1 test of de frameteller op 1 staat.

5-20 NACK IN stuur NACK-signaal in het volgende NEXT FR. frame.

5-21 STOP TRM. beëindig de verzending.

5-22 FC = 2 test of de frameteller op 2 staat.

wU

5-23 CH.OCC test of het bd-kanaal bezet is.

5-24 RE: = RC+1 verhoog de stand van de s-retrans- missieteller met 1 eenheid.

Na de start van de acces-procedure wordt getest 35 of het uit te zenden bericht een s-bericht is. Is dat niet het geval dan wordt overgegaan naar de acces-procedure voor d-berichten hetgeen in figuur 5 bij blok 5-3 symbo-lischis aangegeven met "d"j de d-procedure wordt dan aan— 8402364 ( PHN 11115 18 gevangen bij de ingang van blok 6-4, figuur 6. Is dat wel het geval dan wordt het bericht uitgezonden waarbij in het stroomschema verder de weg 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-14, 5-15, 5-16, ...... , 5-15, 5-16, 5-21, 5-22, 5-23, 5-1 gevolgd g wordt.

Treedt bij uitzending van het bericht collisie op dan wordt (nadat eerst dezelfde weg van blok 5-k tot aan 5-16 is gevolgd) de weg gevolgd via de blokken 5-16, 5-17 tot en met 5-20, 5-22, 5-23» 5-24 en terug naar 5-5· 10 Voor de eerste retransmissie wordt hu vanaf 5-5 de weg gekozen via de blokken 5-9» 5-11» 5-14, 5-15» 5-16, 5-17· Aangenomen wordt nu dat bij deze eerste retransmissie weer collisie optreedt, zodat de weg wordt vervolgd via de blokken 5-18, 5-19» 5-20, 5-22, 5-23, 5-24 en weer terug IS naar 5-5· Voor de tweede retransmissie wordt vanaf blok 5-5 de weg genomen via de blokken 5-9, 5-10, 5-12, 5-14, 5-15» 5-16, 5-17* In dit stadium is collisie onmogelijk (de frameteller bevindt zich in het H-gebied van figuur 2) zodat na beëindiging van het bericht (blok 5-16) de 'weg ^ verder gaat via blok 5-21 en 5-22. Blijkt nu in frame 2 (blok 5-22) het kanaal bezet te zijn (5-23) dan moet dit een NACK-signaal voor verminkt ontvangst zijn. De retrans-missieteller krijgt nu de waarde 3 (blok 5-24) en de laatstgenoemde weg vanaf blok 5-5 tot blok 5-23 wordt weer 25 doorlopen. Wordt nu weer een NACK-signaal voor verminkte ontvangst gedetecteerd dan gaat de retransmissieteller naar 4 waardoor de weg 5-5-, 5-9» 5-10, 5-^3 terug naar 5- 1 gevolgd wordt, met een foutmelding (5-13) aan de centrale besturing van het-station.

30

Het stroomschema van figuur o toont het verloop van de acces-procedure voor het bd-kanaal van een d-bericlfc dat door een station moet worden uitgezonden. De blokken in dit stroomschema hebben de volgende betekenis: blok- opschrift betekenis 35 nummer _____ ___ 6 - 1 START begin van de acces-procedure.

6- 2 MESS. test of er een bericht voor uit zending gereed is.

§402364 PHN 11 115 19 blok- opschrift betekenis nummer ___________ _ 6-3 D test of het klaarstaande bericht een d-bericht is.

6-4 RCj =0 de retransmissieteller voor 5 d-berichten wordt op 0 gezet.

6-5 RC = 0 test of de retransmissieteller voor d-berichten op nul staat.

6-8 FC = 17 test of de frameteller in stand 17 staat.

10 6-9 RC = 1 test of de d-retransmissieteller op 1 staat.

6 - 10 RC = 2,3 test of de d-retransmissieteller op één van de standen 2 en 3 staat.

15 6-11 FC = L-1 test of de frameteller op één A SF ss 0 van standen 8 t/m 15 staat, of tevens die tellerstand minus 8 gelijk is aan het getal gevormd 2g . door de drie minst significante bits van het adresnummer en of tevens de vlag zich in de niet-gezette toestand bevindt.

6-12 FC = H-1 test of de frameteller op één Λ ^ ~ ® van de standen 4 t/m 7 staat, of tevens die tellerstand minus 4 gelijk is aan het getal gevormd door twee meest sighificante bits van het adresnummer en of gg tevens de vlag zich in de niet- gezette toestand bevindt.

6 - 13 ERR. besluit tot situatie waarin de ontvanger niet in staat is het bericht op te nemen.

22 6 — 14 CH.OCC test of bd-kanaal bezet is.

6-15 TRNSMT IN verzend het bericht in het vol- NEXT FR. „ „ gende frame.

8402364 « * «* > PHN 11 115 20 blok- opschrift betekenis nummer ________ _ 6 — 16 END MESS. test of laatste byte van het be richt bereikt is.

6 - 17 COLL. test of er collisie gedetecteerd 5 is.

6—:18 STOP TRM beëindig de verzending.

6-19 FC = 1 test of de frameteller op 1 staat.

6-20 NACK IN stuur NACK-signaal in het vol- 10 NEXT FR. , _ gende frame.

6 - 21 STOP TRM. beëindig de verzending.

6 — 22 FC = 2 test of de frameteller op 2 staat.

„ 6-23 CH.OCC. test of het bd-kanaal bezet is.

15 6-24 RCs = RC+1 verhoog de stand van de d-retrans- missieteller met 1 eenheid.

Na de start van de accesprocedure wordt getest of het uit te zenden bericht van het d-type is. Is dat 20 niet het geval dan wordt overgegaan naar de accesprocedure voor s-berichten, hetgeen in figuur 6 bij blok 6-3 symbolisch is aangegeven met "s"; de s-procedure wordt dan aangevangen bij de ingang van blok 5-4, figuur 5· Is dat wel het geval dan verloopt de uitzending van een d-bericht 25 op dezelfde wijze als bij figuur 5 met betrekking tot een s-bericht werd beschreven, met de volgende verschillen: om nieuwe s-berichten voorrang te geven op d-berichten die op retransmissie wachten is voor s-berichten de mogelijkheid voorzien om in frame 4 éénmaal te starten onder ^ het zetten van een vlag (zie figuur 5 blok 5-6, 5-7» 5-8). Omdat deze mogelijkheid ontbreekt voor d-pakketten, ontbreken in figuur 6 de met blok 5-6 en 5-7 overeenkomende blokken. Tevens moet bij retransmissie van d-pakketten (weg 6-9, 6-11 respectievelijk 6-10,6-12) steeds getest 35 worden of de vlag niet gezet is; is dat wel zo dan moeten die d-pakketten wachten tot de vlag weer in de niet-gezette toestand verkeert. De procedure van het zetten en niet-zetten der vlag is in figuur 4 geïllustreerd.

84 02 3 S 4

Claims (11)

1. Werkwijze voor de overdracht van uit datapakket- ten bestaande berichten tussen stations via een gemeenschappelijk communicatiekanaal dat wordt gevormd door corresponderende tijdsleuven in· opeenvolgende frames van een 5 tijdmultiplexsysteem, - waarbij elk station voortdurend de verkeerstoestand (vrij of bezet) van het kanaal waarneemt, - waarbij die stations die een -datapakket voor overdracht gereed hebben, dit pakket uitzenden nadat zij de ver- 10 keersvrije toestand van het kanaal hebben vastgesteld, - waarbij elk zendend station de inhoud van de datapakket-ten die dit station uitzendt vergelijkt met de inhoud van de in het communicatiekanaal aanwezige datapakketten om verminking van die pakketten vast te stellen, 15. waarbij elk station dat verminking van zijn datapakket vaststelt het uitzenden van verdere datapakketten van het bericht staakt, - waarna de stations die verminking van hun datapakketten hebben vastgesteld een procedure voor herhaalde uit- 20 zending van hun datapakketten gaan volgen, met het kenmerk, - dat elk station is voorzien van een adresnummer dat dit station éénduidig identificeert, - dat na vaststelling van de verminking van datapakketten 25 in alle stations opeenvolgende nummers worden toegekend aan een eerste aantal opeenvolgende frames, en dat het nummer van het frame waarin de herhaalde uitzending van de datapakketten van een station begint gelijk is aan tenminste één deel van het adresnummer 30 van dat station.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, - dat na de vaststelling van de verminking van datapakketten in alle stations opeenvolgende nummers worden toe 8402364 u PHN 11 115 22 gekend aan een tweede aantal opeenvolgende frames dat in de tijd voorafgaat aan het eerste aantal opeenvolgende frame s, en - dat het nummer van het frame van het tweede aantal waar- 5 in zonodig een tweede herhaalde uitzending van de data- pakketten van een station begint gelijk is aan het andere deel van het adresnummer van dat station.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat elk station dat de verminking van een data- ^ pakket heeft vastgesteld na deze vaststelling een ver- storingssignaal voor het verminken van verdere datapakket-ten uitzendt alvorens de procedure voor herhaalde uitzending te gaan volgen.

4. Werkwijze volgens cïmclusie 1, 2 of 3> met het 15 kenmerk, - dat door de stations datapakketten van een eerste en van een tweede soort overdraagbaar zijn, welke soorten zich door haar inhoud van elkaar onderscheiden, en - dat in de verkeersvrije toestand van opeenvolgende 20 frameparen telkens het eerste en tweede frame beschikbaar zijn voor uitzending van een pakket van de eerste respectievelijk de tweede soort.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 25 - dat door de stations datapakketten van een eerste en van een tweede soort overdraagbaar zijn, welke soorten zich door hun inhoud van elkaar onderscheiden, - dat elk station de uitzending van datapakketten van de eerste soort kan beginnen in een frame gelegen tussen OU de vaststelling van de verminking van een datapakket en het daaropvolgende toekennen van opeenvolgende nummers aan opeenvolgende frames, en - dat in elk station een vlag geplaatst wordt die uit- 35 zending van een datapakket van de eerste soort in het genoemde frame aanduidt.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 8402364 PHN 11 115 23 - dat na voltooide uitzending van het bericht de ontvangende stations esn foutencontrole uitvoeren, dat in elk station na voltooide uitzending van liet bericht opeenvolgende nummers worden toegekend aan een S derde aantal opeenvolgende frames welk aantal onmiddelflk volgt op het laatste datapakket van het bericht, - dat elk station dat bij de foutencontrole een fout detecteert een alarmsignaal zendt in een vooraf vastgesteld frame van het derde aantal, en W - dat het station dat het foutief overgedragen bericht gezonden heeft in response op het alarmsignaal een procedure voor herhaalde uitzending gaat volgen.

7. Verkwijze voor het selecteren van een hoofdstation voor het zenden van synchronisatiesignalen in een systeem met een communicatiekanaal en een synchronisatie-kanaal voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, - dat in ieder station het adresnummer van dat station als 20 voorinstelling van een teller gebruikt wordt, - dat de tellerstand van deze teller telkens met één eenheid wordt verhoogd onder besturing van een voor alle stations nominaal gelijke locale klok tot dat in één der stations een vooraf vastgestelde, voor alle stations 25 gelijke eindstand wordt bereikt, en - dat het station dat deze eindstand bereikt synchronisa-tiesignalen gaat zenden in het synchronisatiekanaal.

8. Station, geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, welk station is voorzien 30 vans - een ontvanger voor het ontvangen van datapakketten van het communicatiekanaal, - een zender voor het zenden van datapakketten naar het 35 communicatiekanaal, en -een kanaalcomparator voor het vergelijken van de datapakketten die gelijktijdig op de zenderuitgang en in het communicatiekanaal aanwezig zijn, welke kanaalcomparator 8402364 f* PHN 11115 24 bij het detecteren van ongelijkheid tussen deze data-pakketten een collisiesignaal genereert, met het kenmerk, dat het station verder is voorzien van: - een adresgeheugen voor opslag van het adresnummer van 5 het station, - een frameteller voor opslag van de framenummers van het eerste aantal, - een tellercomparator voor het vergelijken van de inhoud van de frameteller met het eerstgenoemde deel van het 10 adresnummer, welke tellercomparator bij gelijkheid daar van een activeringssignaal genereert, - een buffergeheugen voor opslag van de uit te zenden datapakketten, - en activeringsmiddelen die in response op het active- 15 ringssignaal de zender activeren tot het uitzenden van de inhoud van het buffergeheugen.

9· Station volgens conclusie 8 voor het uitvoeren van de werkwijze van conclusie 6, met het kenmerk, 20. dat dit station is uitgevoerd met een alarmsignaal de tector voor het detecteren van alarmsignalen in het communicatiekanaaljWelke detector bij het detecteren van een alarmsignaal een alarmindicatiesignaal genereert, en - dat dit station is voorzien van een retransmissieteller 25 voor het in response op collisiesignalen en in response op alarmindicatiesignalen verhogen van de inhoud van deze teller.

10. Systeem van stations met een gemeenschappelijk communicatiekanaal en .een- gemenschappelijk synchronisatie- on Q kanaal voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 7> met het kenmerk, - dat minstens één station aansluitbaar is op een extern communicatiekanaal dat door een opeenvolging van frames 35 gevormd wordt, en - dat het meest significante cijfer van het adresnummer van dit station één eenheid hoger is dan dat van de andere stations. 840236 4 # PHN 11 115 25

11. Systeem van stations met een communicatiekanaal, voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 7» waarbij de inhoud van de data-pakketten binair gecodeerd is en waarbij het communicatie-g kanaal gerealiseerd is door een geleider van electromagne-tische activiteit, met het kenmerk, dat één der beide waarden van de binaire code wordt gerepresenteerd door de afwezigheid van electromagnetische JO activiteit. 15 20 30 35 8402364