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Die Erfindung bezieht sich auf eine
ISDN-(Integrated Services Digital Network)-Nebenstellenanlage (PBX, private branch
exchange), und besonders auf ein Verfahren zur Verwirklichung einer
Abschnittsumschaltung und -Wiederherstellungsoperation, die einen
Teilnehmerdienst aufrechterhält, selbst
in dem Fall, daß eine
ISDN-PCX ein unerwartetes Problem hat.
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Eine ISDN-PCX hat eine Datenkommunikationsfunktion
als auch die existierende Sprachkommunikationsfunktion. Kürzlich erhielt
die ISDN-PCX mit der Entwicklung der Text- und Bildkommunikation eine
Multimediafunktion, die Sprache, Daten, Text und Bilder verarbeiten
kann. Ferner wird es mit der Diversifikation der Dienste in solch
einer ISDN-PCX sehr wichtig, die Zuverlässigkeit des Vermittlungssystems
zu sichern.
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Die Zuverlässigkeit des Vermittlungssystems bezieht
sich auf eine Fähigkeit,
eine Funktion ohne Probleme auszuführen. Um die Systemzuverlässigkeit
zu verbessern, wurden eine Reihe von neuen Ansätzen vorgeschlagen: einer ist
eine Fehlerverhinderung und ein anderer ist eine Fehlertoleranz.
Die existierende Fehlerverhinderung bedeutet, das System für den Fehlerfall
unter Benutzung hochqualitativer Elemente vorzubereiten, um alle
erwarteten Fehler im Voraus zu verhindern. Jedoch verwirklicht die Fehlertoleranz
das System unter Benutzung von Standardelementen. Obgleich es eine
Möglichkeit
eines Fehlers geben mag, verdoppelt so die Fehlertoleranz das System
unter Benutzung zusätzlicher
Elemente, um mit den Fehlern fertig zu werden.
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Da das fehlertolerante Verfahren
erhöhte Kosten
wegen der Verdopplung des Systems hat, nehmen viele konventionellen
Systeme das Fehlerverhinderungsverfahren an, um die Zuverlässigkeit des
Systems zu erhöhen.
Jedoch ist es nahezu unmöglich,
ein perfektes System zu verwirklichen, das alle erwarteten Fehler
im voraus berücksichtigt.
Da ferner das fehlertolerante System, das den bereits im System
erzeugten Fehlern begegnet, einen Perfektionismus des Systems nicht
verlangt, kann das System mit preiswerten Standardelementen verwirklicht werden.
Jedoch verwendet das Fehlerverhinderungsverfahren die hochqualitativen
Elemente, um sicher die Fehlererzeugung zu verhindern, so daß die Kosten
unerwünscht
anwachsen können.
Die Fehlerverhinderung hat nämlich
Grenzen bei der Verhinderung von Fehlern und bringt dazu hohe Kos ten.
Deshalb wird seit Kurzem die Fehlertoleranz benutzt, um die Zuverlässigkeit
des Systems zu verbessern.
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Das fehlertolerante System bezieht
sich auf ein System, das den Normalbetrieb ohne Eingriff von außen erhalten
kann, selbst wenn das System während
des Betriebs einen Fehler hat. Um solch ein fehlertolerantes System
zu verwirklichen, sind hauptsächliche
Elemente des Systems verdoppelt. Falls ein Element einen Fehler
hat, wird deshalb ein korrespondierendes Element für das fehlerhafte
System einspringen, um den Normalbetrieb zu erhalten. Falls es auf
ein Vermittlungssystem mit großen
Ausmaßen angewendet
wird, bringt das fehlertolerante System ferner sehr hohe Kosten
mit sich. Dementsprechend ist vorzuziehen, die Fehlertoleranz auf
ein Nebenstellensystem (PBX) anzuwenden. Obwohl das System in verschiedenen
Modulen verdoppelt werden kann, ist es darüber hinaus unter Beachtung
der Kosten vorzuziehen, das System in zwei Modulen zu verdoppeln,
d.h. in einen Betriebsabschnitt und einen Bereitschaftsabschnitt.
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Rechnergesteuerte Verfahren zur Verwirklichung
einer Fehlertoleranz bzw. rechnergesteuerte Telefonanlagen mit einer
solchen Fehlertoleranz sind aus der
DE 33 09 418 A1 , der WO 94/30027 sowie der
JP 30 69 252 AA bekannt.
Auch bei diesem Stand der Technik werden gedoppelte zentrale Einrichtungen
verwendet, die auf das Auftreten von Störungen zu überwachen sind, um mit Hilfe
von zwei Rechnern und einem jedem Rechner zugeordneten, veränderlichen
Speicher, zugeordneten zentralen Steuerungen, zugeordneten Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen und
zugeordneten Zugriffseinrichtungen für den Zugriff zu den Datenübertragungsleitungen
des jeweiligen Rechners unterschiedliche Betriebsabschnitte anstelle
von eventuell gestörten
Betriebsabschnitten aktivieren zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren sowie eine zugeordnete Vorrichtung anzugeben, mit denen
die Fehlertoleranz in einer ISDN-Nebenstellenanlage weiter zu verbessern
ist.
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Diese Aufgabe wird durch das in den
Patentansprüchen
1 und 2 angegebene Verfahren und die Vorrichtung gelöst.
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Diese Verfahren bzw. die ISDN-Nebenstellenanlage
ermöglichen
einen Sprach- und Daten kommunikationsdienst, mit dem ein fortschreitender Teilnehmerdienst
im Fall einer Anormalität
aufrechterhalten werden kann, wodurch sich die Fehlertoleranz ergibt.
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Die hauptsächlichen Teile der Vermittlung sind
verdoppelt in den Betriebsabschnitt und den Bereitschaftsabschnitt.
Wenn unerwartete Hardware- oder Softwarefehler in der ISDN-Nebenstellenanlage auftreten,
gibt es so keine Möglichkeit,
dass beide Abschnitte gleichzeitig angehalten werden. Vielmehr überträgt der Betriebsabschnitt
verschiedene Arten von Informationen an den Bereitschaftsabschnitt, während die
Dienste entsprechend den Benutzeranforderungen vorgesehen werden,
um so den identischen Zustand zwischen den gegenseitigen Abschnitten
zu erhalten, und um den Bereitschaftsabschnitt zu befähigen, zur
Erhaltung des Dienstes in einen neuen Betriebsabschnitt geschaltet
zu werden, falls der gerade aktive Betriebsabschnitt einen Fehler hat.
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Die Erfindung wird anhand von in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im
einzelnen zeigen:
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1 ein
Hardware-Blockschaltbild einer verdoppelten ISDN-PCX nach einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Software-Blockschaltbild der verdoppelten ISDN-PCX aus 1;
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3 ein
Diagramm zur Erläuterung
einer Schnittstelle einer verdoppelten ISDN-PCX;
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4 ein
Diagramm zum Zeigen einer gegenseitigen Beziehung zwischen den die
Verdoppelung betreffenden Task und Modulen; und
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5 ein
Flußdiagramm
zur Steuerung einer Umschaltung der Abschnitte und der Wiederherstellung
nach einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen,
in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, beschrieben.
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Mit Bezug auf 1 wird eine fehlertolerantes ISDN-PCX
in einen Abschnitt A und einen Abschnitt B verdoppelt. Falls ein
unerwarteter Fehler in einem bestimmten Element von einem der Abschnitte
A und B erzeugt wird, nimmt deshalb ein korrespondierendes Element
in einem anderen Abschnitt die Stelle des fehlerhaften Elementes
ein, so daß das System
normal arbeiten kann. Wenn nämlich
der Abschnitt A zum Betriebs abschnitt wird, wird Abschnitt B zum
Bereitschaftsabschnitt, und umgekehrt.
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Wie in 1 veranschaulicht,
enthalten die Abschnitte A bzw. B zentrale Verarbeitungsmodule (CPM,
central processing modules) 2A und 2B, Festplattenlaufwerke
(HDD, hard disk drives) 4A und 4B, Stromversorgungsmodule
(PWM, power modules) 6A und 6B, Speichermodule
(MEM, memory modules) 8A und 8B, gemeinsame Speicher
(CM, commom memories) 10A und 10B, Signalverarbeitungsmodule
(SPM, signal processing modules) 12A und 12B,
Takttonmodule (CTM, clock tone modules) 16A und 16B,
Zeitschaltwerkmodule (TSM, time switch modules) 18A und 18B und
VEM-Busse VEM(A) und VEM(B).
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Ferner teilen sich die Abschnitte
A und B einen Teilnehmerverarbeitungsabschnitt (LPM) 20, eine
Vielzahl von Leitungsregalen 22, einen Alarmmodul (ALM) 24,
einen FIFO-Modul 26, einen Eingabe-/Ausgabeverarbeitungsmodul
(IPM, input/output processing module) 28, eine Eingabe-/Ausgabesteuerung
(IOC, input/output controller) 30, einen Wartungs- und
Verwaltungsverarbeitungsmodul (MAP, maintenance & administration module) 32 und
eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung (I/O, input/output device) 34.
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Mit Bezug auf 2 enthält eine Software (im Folgenden
als „Verdopplungstask" bezeichnet) in den
zentralen Verarbeitungsmodulen 2A und 2B zur Steuerung
der verdoppelten ISDN-PCX von 1 eine
Systemdiagnosetask (SDT) 40, eine Systemüberwachungstask
(SMT) 42, eine Sprachverbindungsverarbeitungstask (VCPT) 44,
eine Datenverbindungsverarbeitungstask (DVPT) 46, eine Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask
(WSDT) 48, eine Systemstrukturierungstask (SST) 52,
u.s.w.
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Wie in 2 veranschaulicht,
enthält
eine Verdopplungstask 100 eine Verdopplungsdienstverteilungsfunktion
(DSDF), die aus einer Abschnittsumschaltungsdienstverteilungsfunktion (SSSDF),
einer Zustandserhaltungsdienstverteilungsfunktion (STSSDF) und einer
Bedienungskommunikationsverteilungsfunktion (MMCSDF) besteht. Die
Abschnittsumschaltungsdienstverteilungsfunktion (SSSDF) enthält eine
Abschnittsumschaltungsumgebungsgestaltungsfunktion (SSEBF) und eine Abschnittsumschaltungsund
-wiederherstellungsfunktion (SSRF). Die Zustandserhaltungsdienstverteilungsfunktion
(STSSDF) enthält
eine Erhaltungsfunktion für
aufgebaute Verbindungen (ECSF), eine Erhaltungsfunktion für abgebaute
Verbindungen (SCCSF), eine Datenbasiserhaltungsfunktion (DBSF),
eine Speicherinhaltsveränderungsfunktion (MCCF)
und eine Speicherinhaltserforschungsfunktion (MCIF). Die Bedienungskommu nikationsverteilungsfunktion
(MMCSDF) enthält
eine Umschaltungsausführungsanforderungsfunktion
(SERF), eine Abschnittsumschaltungsverhinderungsfunktion (SSPF),
eine Abschnittsumschaltungsverhinderungsauslösefunktion (SSPRF), eine Abschnittsumschaltungsbedingungserforschungsfunktion
(SSCIF), eine Abschnittsumschaltungsbedingungsveränderungsfunktion
(SSCCF), eine Bereitschaftsspeichererforschungsfunktion (WMIF), eine
Bereitschaftsspeicherveränderungsfunktion (WMCF),
eine Verdopplungszustandserforschungsfunktion (DSIF), eine Abschnittsumschaltungsjournalerforschungsfunktion
(SSHIQF), eine Abschnittsumschaltungsjournalinitialisierungsfunktion
(SSHIF) und eine Verbindungsführungsausführungsfunktion
(REF).
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In 2 stellen
die Blöcke 110 die
Eingabequellen für
die Anforderung der oben genannten Verdopplungsdienstverteilungsfunktionen
dar, und die Blöcke 120 stellen
die Ziele für
die Ausgabe der angeforderten Funktionen dar. Wie dargestellt, sind die
Eingabequellen die Systemdiagnosetask (SDT) 40, die Systemüberwachungstask
(SMT) 42, die Sprachverbindungsverarbeitungstask (VCPT) 44,
die Datenverbindungsverarbeitungstask (DCPT) 46, die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask
(WSDT) 48, die Signalverarbeitungsmodule 12A und 12B, eine
Bedienungskommunikation (MMC) 50 und die Systemstrukturierungstask
(SST) 52. Ferner sind die Ziele die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask (WSDT) 48,
die Bedienungskommunikation (MMC) 50, die Signalverarbeitungsmodule 12A und 12B,
der Teilnehmerverarbeitungsmodul (LPM) 20 und der Eingabe-/Ausgabeverarbeitungsmodul
(IPM) 28.
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Mit Bezug auf 3 wird eine Schnittstelle der verdoppelten
ISDN-PCX veranschaulicht, in der zur Erleichterung des Verständnis angenommen wird,
daß der
Abschnitt A aus 1 ein
Betriebsabschnitt 200 und der Abschnitt B ein Bereitschaftsabschnitt 300 ist.
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Wie in 3 veranschaulicht,
tätigt
zwecks der Erhaltung eines identischen Zustands zwischen den gegenseitigen
Abschnitten 200 und 300 der Betriebsabschnitt 200 FIFOTX2-
und FIFORX2-Systemaufrufe, um verschiedene Steuerungsinformationen
mit dem Bereitschaftsabschnitt 300 über eine FIFO-Warteschlange 62 in
dem FIFO-Modul 26 von 1 auszutauschen.
Ferner führt
der zentrale Verarbeitungsmodul 2A des Betriebsabschnitts
im Fall einer Systemanormalität
eine Kommunikation über den
gemein samen Speicher 10A unter Benutzung von CMTX-Systemaufrufen
durch, um so an den Signalverarbeitungsmodule 12A eine
Antwortanforderungsnachricht für
das Überprüfen eines
betriebenen Teilnehmeranschlusses oder eine Abschnittsumschaltungsnachricht
für die
Umschaltung des Bereitschaftsabschnitts zum neuen Betriebsabschnitt
zu schicken. Manchmal wird die Kommunikation mittels gemeinsamen
Speichers unter Benutzung der CMTX-Systemaufrufe für die Weiterleitung
der Nachricht zu einer Verdopplungstask eines anderen Knotens benutzt.
Ferner kommuniziert der zentrale Verarbeitungsmodul 2A des
Betriebsabschnitts 200 über
eine FIFO-Warteschlange 60 in dem FIFO-Modul 26 unter Benutzung
der FIFOTX1- und FIFORX1-Systemaufrufe, um die Verdopplungsfunktionen
zu verarbeiten (z.B. verdoppelte Test- und Programmversionsfunktionen),
die von der Bedienungskommunikation 50 angefordert wurden,
und um die Verarbeitungsergebnisse zu erzeugen. Um einen Abschnitt
umzuschalten und wiederherzustellen, damit er im Fall einer Systemanormalität den Dienst
normal unterstützt,
ist es ferner für
die Verdopplungstask erforderlich, Information mit verschiedenen
Task und Modulen im System auszutauschen.
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Mit Bezug auf 4 werden jetzt Beschreibungen einer gegenseitigen
Beziehung zwischen Task und Modulen gegeben, die sich auf die Verdopplung
beziehen. Die Systemdiagnosetask 40 diagnostiziert alle
erwarteten Hardware- und Softwarefehler des Systems und erzeugt
im Fall eines erkannten Fehlers eine nicht-maskierbare Unterbrechung (NMI,
non-maskable interrupt, gelegentlich als Abschnittsumschaltungsunterbrechung
bezeichnet). Die Systemüberwachungstask 42 überwacht
periodisch den Zustand des Bereitschaftsabschnitts 300 und
zeichnet den überwachten
Zustand auf, um den Bereitschaftsabschnitt 300 im Fall
einer Anormalität mit
einem Wiederstart- oder Zurücksetzkommando zu
versorgen. Falls notwendig, fordert ferner die Systemüberwachungstask 42 die
Systemstrukturierungstask 52 zum Neuladen auf, um so einen
normalen Betrieb des Bereitschaftsabschnitts 300 zu erhalten.
Darüber
hinaus überwacht
die Systemüberwachungstask 42 periodisch
eine Veränderung
der Systemlast und -konfiguration, um die nicht-maskierbare Abschnittsumschaltungsunterbrechung
für den
Fall zu erzeugen, dass die Veränderung
einen Bezugswert überstiegen
hat. Die Sprachverbindungsverarbeitungstask 44 und die
Datenverbindungsverarbeitungstask 46 übergeben gelegentlich an den
Bereitschaftsabschnitt 300 Informationen über Sprach- oder
Datenverbindungsauf-/-abbau und über
Datenbasisveränderungen,
die im Betriebsabschnitt erzeugt wurden, um den identischen Zustand
zwischen den gegenseitigen Abschnitten zu erhalten. Deshalb können selbst
nach der Umschaltung der Abschnitte die mit den Sprach- und Datenverbindungen
zusammenhängenden
Steuerungsinformationen erhalten werden.
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Die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask 48 empfängt alle
Arten von Steuerungsinformationen von dem Betriebsabschnitt 200,
um den identischen Zustand mit dem Betriebsabschnitt 200 bei normalen
Betrieb zu erhalten, und führt
eine Abschnittsumschaltung und -wiederherstellungsoperation im Fall
der Systemanormalität
durch. Daneben führt
die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask eine zusätzliche
Verdopplungsfunktion aus, wie etwa die Bereitschaftsabschnittsspeichererforschungsfunktion,
die von der Bedienungskommunikation 50 angefordert wird.
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Die Signalverarbeitungsmodule 30A und 30B kommunizieren
miteinander, um eine Abschnittsumschaltungsnachricht zu erzeugen,
die den Bereitschaftsabschnitt befähigt, als neuer Betriebsabschnitt
zu arbeiten, und um eine Antwortanforderungsnachricht für die Überprüfung eines
betriebenen Teilnehmeranschlusses zu erzeugen. Ferner kommunizieren
die Signalverarbeitungsabschnitte 30A und 30B miteinander,
um die sich auf andere Knoten beziehenden Verdopplungsdienstanforderungsnachrichten
zu senden und zu empfangen, die durch die Bedienungskommunikation 50 angefordert werden,
und um die Verarbeitungsergebnisnachricht zu senden und zu empfangen.
Die Bedienungskommunikation 50 kommuniziert, um die Verdopplungsdienste über die
Bedienerschnittstelle zu unterstützen.
Die Systemstrukturierungstask 52 kommuniziert, um verschiedene
Arten von Systemprogrammen und -daten herunter zu laden, wenn das
System initialisiert wird oder wenn der Bereitschaftsabschnitt 300 anormal
arbeitet. Der Eingabe-/Ausgabeverarbeitungsmodul 28 erzeugt
ein Abschnittsumschaltungsausführungsergebnis
auf einem Drucker oder speichert das Abschnittsumschaltungsausführungsergebnis
auf den Festplatten 4A und 4B. Die Teilnehmerverarbeitungsmodule 38A und 38B überprüfen erneut
betriebene Teilnehmeranschlüsse,
um ein Problem der Verbindungssteuerungsinformationszerstörung aufgrund
der Abschnittsumschaltung zu lösen.
Die Teilnehmerverarbeitungsmodule 38A und 38B erzeugen
nämlich
die Antwortanforderungsnachricht zum Überprüfen der betriebenen Teilnehmeranschlüsse.
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Im Betrieb tauscht der Betriebsabschnitt 200 alle
Arten von hauptsächlichen
Informationen bei Normalbetrieb mit dem Bereitschaftsabschnitt 300 aus.
Besonders ü bergeben
die Sprach- und Datenverbindungstask 44 und 46 an
den Bereitschaftsabschnitt 300 Steuerungsinformation im
Fall eines Verbindungsaufbaus oder -abbaus, um so den Bereitschaftsabschnitt
zu befähigen,
die verbindungsbezogene Information zu erhalten und einen Verbindungsaufbau
oder -abbau auszuführen.
Ferner wird im Fall einer Veränderung
der Systemdatenbasis die Veränderungsinformation überfragen,
um die Datenbasis zwischen den Abschnitten identisch zu erhalten.
Daneben überwacht
die Systemüberwachungstask 42 des
Betriebsabschnitts 200 periodisch den Zustand des Bereitschaftsabschnitts 300 und
zeichnet die Überwachungsinformation
auf, um so die Systemstrukturierungstask 52 zu befähigen, eine
Neulade- oder Neustartoperation auszuführen, um so einen Normalbetrieb
des Bereitschaftsabschnitts 300 für den Fall zu erhalten, daß der Bereitschaftsabschnitt 300 anormal
ist.
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Falls während des Betriebs des Betriebsabschnitts 200 ein
schwerwiegender Hardware- oder Softwarefehler auftritt, erkennt
die Systemdiagnosetask 40 oder eine Hardwarefehlererkennung 70 den Fehler
und erzeugt eine Abschnittsumschaltungsunterbrechung. Andererseits
ist es möglich,
die nicht-maskierbare Abschnittsumschaltungsunterbrechung unter
Benutzung der Bedienungskommunikation 50 für den Bereitschaftsabschnitt 300 zu
erzeugen. Falls die Abschnittsumschaltungsunterbrechung erzeugt
wurde, sendet eine Abschnittsumschaltungsverarbeitungsroutine 72 ein
Abschnittsumschaltungskommando an die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask 48,
um die Steuerung an die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask
zu übertragen.
Dann führt
die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask 48 eine Abschnittsumschaltungsoperation aus,
die den Bereitschaftsabschnitt 300 befähigt, als neuer Betriebsabschnitt
zu arbeiten, um den fortschreitenden Dienst fortzusetzen. Nachdem
die Abschnittsumschaltung erfolgreich abgeschlossen wurde, sendet
der neue Betriebsabschnitt das Neulade- oder Neustartkommando an
den problematischen Betriebsabschnitt und sorgt für Wiederherstellung des
problematischen Betriebsabschnitts, um ihn so zu befähigen als
Bereitschaftsabschnitt zu arbeiten.
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Die ISDN-PCX nach einer Ausführungsform prüft das System
kontinuierlich mittels der Systemdiagnosefunktion oder der Systemüberwachungsfunktion,
um die Abschnittsumschaltung und -wiederherstellungsoperation durch
Anstoß der
Verdopplungstask auszuführen,
falls der vorbestimmte Hardware- oder Softwarefehler aufgetreten
ist. Ferner führt
die Bedienungskommunikation zwangsweise die Abschnitts umschaltungsfunktion
oder verschiedene Verdopplungsfunktionen über die Bedienungskommunikationsfunktion
aus.
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Um eine solche Verdopplung des Systems zu
verwirklichen, ist vorgesehen: (a) ein Verfahren zur Bestimmung
eines Ausführungsbereichs
der Verdopplungstask, (b) ein Verfahren zur Zuweisung einer höchsten Prioritätsreihenfolge
der Verdopplungstask im Fall einer Systemanormalität, (c) ein
Verfahren zur Minimierung eines Verbindungssteuerungsinformationsverlustes
aufgrund der Abschnittsumschaltung, (d) ein Verfahren zur Lösung von
Sprach- oder Datenverlustproblemen aufgrund unvermeidbarer Verbindungssteuerungsinformationsverluste
und (e) ein Verfahren zur Lösung
eines Sprach- oder
Datenverlustproblems aufgrund der Abschnittsumschaltung. Nun wird
eine detaillierte Beschreibung der Verfahren (a) bis (e) für die Verdopplung
der ISDN-Vermittlung gegeben. Danach werden die Abschnittsumschaltungs-
und -wiederherstellungsfunktionen schließlich mit Bezug auf 5 beschrieben.
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(a) Verfahren zur Bestimmung
eines Ausführungsbereichs
der Verdopplungstask
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Eine Task (oder ein Prozeß), der
in dem System arbeitet, ist aufgeteilt in eine Systemtask, die in einem
System-(oder Kern-) bereich arbeitet, und in eine Anwendungstask,
die in einem Anwendungsbereich arbeitet, entsprechend dem Ausführungsbereich,
in dem die Task ausgeführt
wird. Um die Verdopplungsfunktion zu verwirklichen, sollte zuerst
bestimmt werden, ob die Verdopplungsfunktion durch eine Unterbrechungsdienstroutine
oder die Systemtask in dem Systembereich oder durch eine Anwendungstask
verwirklicht wird.
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Im Fall der Systemanormalität sollte
die Abschnittsumschaltungs- und – wiederherstellungsfunktion
unverzüglich
ausgeführt
werden. Bei der Verwirklichung der Verdopplungsfunktion in der Unterbrechungsdienstroutine
in dem Systembereich sollte deshalb die Verdopplungsfunktion in
der nicht-maskierbaren Unterbrechungsdienstroutine verwirklicht werden.
Um die Verdopplungsfunktion auszuführen, ist es daneben unvermeidbar,
einen Systemaufruf des Betriebssystems unter Benutzung eines Software-Traps
zu machen. Da jedoch ein Software-Trap mit der niedrigeren Prioritätsreihenfolge
hinsichtlich der Eigenschaften der nicht-maskierbaren Unterbrechung
blockiert wird, ist es unmöglich,
einen Systemaufruf des Betriebssystems zu machen. Die Verwirklichung
der Verdopplungsfunktion in der Unterbrechungsdienstroutine ist nämlich ungeeignet,
da es ein Prioritätsreihenfolgeproblem
verursacht. Bei einer Verwirklichung der Verdopplungsfunktion durch die
Systemtask in dem Systembereich wird ferner die Verdopplungstask
unter Beachtung der Konfiguration des Betriebssystems bei Erzeugung
der Abschnittsumschaltungsunterbrechung in einer Systemereignisliste
eingetragen, und wird durch eine Taskaktivierungsroutine aufgrund
der Erzeugung einer 10-ms-Zeitgliedunterbrechung oder nach einem Systemaufruf
des Betriebssystems angestoßen.
Die Verwirklichung der Verdopplungsfunktion durch die Systemtask
in dem Systembereich bedingt eine Zeitverzögerung durch die Taskaktivierungsroutine
zum Anstoß der
Verdopplungstask, so daß es
nicht den Anforderungen für
eine dringliche Ausführung
genügt.
Deshalb sollte die Verdopplungstask durch die Anwendungstask im
Anwendungsbereich verwirklicht werden.
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(b) Verfahren für die Zuweisung
einer höchsten
Prioritätsreihenfolge
der Verdopplungstask im Fall einer Systemanormalität
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Allgemein hat die Verdopplungstask
des Bereitschaftsabschnitts eine im Vergleich zu anderen Task relativ
niedrigere Prioritätsreihenfolge.
Deshalb kann eine dringliche Verdopplungstask wegen der niedrigeren
Prioritätsreihenfolge
nicht zeitgerecht ausgeführt
werden, und dadurch ergibt sich ein Verhungerungsproblem. Deshalb
ist es notwendig, der Verdopplungstask im Fall einer Systemanormalität die höchste Prioritätsreihenfolge
zuzuweisen. Da die Verdopplungstask eine dringliche Operation zur
Behebung des in dem System erzeugten schwerwiegenden Fehlers ausführen soll,
sollte deshalb die Verdopplungstask die höchste Prioritätsreihenfolge behalten,
während
die Abschnittsumschaltungs- und -wiederherstellungsoperation ausgeführt wird.
Falls die Verdopplungsfunktion die höchste Prioritätsreihenfolge
während
der Abschnittsumschaltungs- und -wiederherstellungsoperation nicht
behält,
können verschiedene
Arten von unerwarteten Problemen wegen der Prioritätsreihenfolge
der Task verursacht werden.
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Da die Abschnittsumschaltungsunterbrechung
nicht maskierbar ist, ist es unmöglich,
einen Systemaufruf des Betriebssystems in der Dienstroutine zu machen.
Deshalb kann die Prioritätsreihenfolge
der Verdopplungstask nicht direkt verändert werden. Daher sollte
eine dringliche Nachricht an die Verdopplungstask 74 und 48 geschickt
werden, um sie zu befähigen,
die höchste
Prioritätsreihenfolge
zu haben. D.h., die Dring lichkeitsnachrichtenfunktion erlaubt der
korrespondierenden Task, die höchste
Prioritätsreihenfolge
beim Versenden der Nachricht zu haben, so daß die Nachricht schnell empfangen
werden kann. Jedoch wird die Prioritätsreihenfolge der Verdopplungstask
bei Empfang der Nachricht auf die ursprüngliche Prioritätsreihenfolge
zurückgesetzt,
so daß die
Verdopplungstask die Steuerung an eine andere Task abgeben kann.
Deshalb sollte die Verdopplungstask ihre Prioritätsreihenfolge selbst durch
sofortige Benutzung des Systemaufrufs nach Empfang der Nachricht
verändern,
um die höchste
Prioritätsreihenfolge
zu erhalten. Wenn die Abschnittsumschaltungs- und -wiederherstellungsoperation
erfolgreich beendet wurde und der Bereitschaftsabschnitt als neuer
Betriebsabschnitt arbeiten kann, sollte die Verdopplungstask ihre
Prioritätsreihenfolge
zur ursprünglichen
Prioritätsreihenfolge
zurück
verändern.
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(c) Verfahren für die Minimierung
eines Verbindungssteuerungsinformationsverlustes aufgrund der Abschnittsumschaltung
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Die Sprach- oder Datenverarbeitungstask 44 oder 46 des
Betriebsabschnitts 200 schickt Steuerungsinformation an
den Bereitschaftsabschnitt für den
Fall eines Verbindungsaufbaus oder -abbaus, um den Bereitschaftsabschnitt 300 so
zu befähigen, die
Verbindungssteuerungsinformation zu erhalten und die Verbindungsaufbau-
oder – abbauoperation durchzuführen. Da
die Steuerungsinformation für
das Erhalten des identischen Zustands zwischen den Abschnitten wegen
der Abschnittumschaltung verloren gehen kann, ist jedoch ein Verfahren
zur Minimierung des Verbindungssteuerungsinformationsverlustes notwendig.
Zu diesem Zweck überträgt die Bereitschaftsabschnittsverdopplungstask 48 an
ihre eigene Nachrichtenwarteschlange eine Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
zurück,
die die Abschnittsumschaltungsunterbrechungsdienstroutine 72 über die
Dringlichkeitsnachrichtenwarteschlange übertragen hat. Auf diese Weise
ist es möglich,
die Verbindungssteuerungsinformation wieder zu holen, die der Betriebsabschnitt 200 in
die FIFO2-Warteschlange 62 eingespeichert hat.
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Mit besonderem Bezug auf die 3 und 4 wird die schlechteste Bedingung angenommen,
daß der
Systemfehler aufgetreten ist, der die nicht-maskierbare Abschnittsumschaltungsunterbrechung
auslöst,
wenn der Betriebsabschnitt 200 die Verbindungssteuerungsinformation
in der FIFO2-Warteschlange 62 speichert und die FI- FOTX2-Unterbrechung
an den Bereitschaftsabschnitt 300 absetzt. Die FIFORX2-Unterbrechungsverarbeitungsroutine
wird vorübergehend
durch die nicht-maskierbare Abschnittsumschaltungsunterbrechung
angehalten, und die Abschnittsumschaltungsunterbrechungsverarbeitungsroutine 72 überträgt die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
an die Dringlichkeitsnachrichtenwarteschlange der Verdopplungstask 48,
damit die Verdopplungstask 48 zur Verdopplungstask mit
höchster
Priorität
wird. Danach wird die angehaltene FIFORX2-Unterbrechungsverarbeitungsroutine
fortgesetzt, um die aus der FIFO2-Warteschlange ausgelesene Verbindungssteuerungsinformation
in den FIFORX2-Puffer zu speichern und das FIFORX2-Ereignis in der
Systemereignisliste einzutragen. Dann verarbeitet die Taskaktivierungsroutine
des Betriebssystems das FIFORX2-Ereignis, das die Verbindungssteuerungsinformation
von dem FIFORX2-Puffer in die Normalnachrichtenwarteschlange der
Verdopplungstask überträgt, und
danach wird die Verdopplungstask 48, die die höchste Prioritätsreihenfolge
hat, aufgrund einer Taskplanung angestoßen. Obgleich die Verdopplungstask 48 die Abschnittsumschaltungsnachricht
aus der Dringlichkeitsnachrichtenwarteschlange verliert, falls die
Abschnittsumschaltungsoperation unverzüglich ausgeführt wird,
geht die Verbindungssteuerungsinformation in der zuvor übertragenen
Normalnachrichtenwarteschlange verloren. Deshalb sollte die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
vorübergehend
aufgehoben werden. Die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
wird nämlich
wieder zur Normalnachrichtenwarteschlange übertragen, um die zuvor übertragenen
Verbindungssteuerungsnachrichten zu verarbeiten. Danach wird die Abschnittsumschaltungs-
und – wiederherstellungsoperation
durchgeführt.
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(d) Verfahren für die Lösung von
Sprach- oder Datenverlustproblemen aufgrund unvermeidbarer Verbindungssteuerungsinformationsverluste
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Obgleich das vorgeschlagene Verfahren
(c) den Verbindungssteuerungsinformationsverlust aufgrund der Abschnittsumschaltung
minimieren kann, kann immer noch ein unvermeidbarer Verlust auftreten.
Um den identischen Zustand zwischen den Abschnitten zu erhalten, überträgt der Betriebsabschnitt 200 die
Verbindungsaufbau-/-abbausteuerungsinformation an den Bereitschaftsabschnitt 300 über die FIFO2-Warteschlange 62.
Falls die Abschnittsumschaltung im Lauf der Übertragung der Steuerungsinformation
durchgeführt
wird, geht die in dem FIFOTX2-Nachrichtenpuffer gespeicherte Verbindungssteuerungsinformation
verloren, und dadurch werden unerwartete Probleme verursacht. (Hier
wird die Verbindungssteuerungsinformation, die im Verlauf des Lesens
von dem Bereitschaftsabschnitt 300 erzeugt und in der FIFO2-Warteschlange 62 gespeichert
wurde, vorübergehend
in dem FIFOTX2-Nachrichtenpuffer
gespeichert). Damit besteht ein Bedarf für die Lösung der unerwarteten Probleme.
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Falls die Verbindungsaufbausteuerungsinformation
im Verlauf der Ausführung
der Abschnittsumschaltung verloren gegangen ist, erkennt die Vermittlung,
daß es
eine neue Verbindungsanforderung durch den Benutzer nach der Abschnittsumschaltung
gibt, und erzeugt den Wählton.
Da jedoch die Abschnittsumschaltung der Vermittlung während einer
sehr kurzen Zeitspanne erreicht wurde, die der Benutzer nicht wahrnehmen
kann, kann der Benutzer den Wählton
während
einer sehr kurzen Zeitspanne hören,
während
er den Rufton von dem Teilnehmer an der Gegenstelle hört. Dies
ist kein schwerwiegendes Problem. Im Fall der Verbindungsabbausteuerungsinformation
jedoch wird das Problem schwerwiegend. Falls die Abschnittsumschaltung
ausgeführt
wird, wenn der Benutzer die Verbindung beendet, geht die Verbindungsabbausteuerungsinformation
verloren. Dann verbleibt der Bereitschaftsabschnitt 300 kontinuierlich
in einen Belegt-Zustand und verursacht dadurch ein vergrößertes Kostenbelastungsproblem.
Um das Verbindungsabbausteuerungsinformationsverlustproblem zu lösen, sollte
die Antwortanforderungsnachricht an jeden Teilnehmeranschluß übertragen
werden, der in einem Belegt-Zustand ist, um direkt zu überprüfen, ob
es während
der Abschnittsumschaltung irgendwelche Verbindungsauflösungen gegeben
hat oder nicht.
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(e) Verfahren für die Lösung eines
Sprach- oder Datenverlustproblems aufgrund der Abschnittsumschaltung
-
Nicht nur die Steuerungsinformation
sondern auch die Daten oder die Sprache können aufgrund der Abschnittsumschaltung
verloren gehen. Obgleich die in Echtzeit übertragene Sprache oder Daten
verloren gegangen sind, sollte deshalb die Vermittlung derart gesteuert
werden, daß der
Benutzer den Sprach- oder Datenverlust nicht wahrnehmen kann. Der
Sprachverlust aufgrund der Abschnittsumschaltung ist eng mit der
Abschnittsumschaltungszeit verbunden, und der Datenverlust ist eng
mit dem Daten kommunikationsprotokoll verbunden. Obgleich die Daten
in Paketen gesendet und empfangen werden, und das Paket während der
Verbindung aufgrund von Leitungsstörungen oder der Abschnittsumschaltung der
Vermittlung verloren gegangen ist, werden die Daten durch ein Ende-Ende-Kommunikationsprotokoll
des Sende-/Empfangsendgeräts
wieder übertragen,
was kein schwerwiegendes Problem darstellt. Falls jedoch die Sprache
für mehr
als 50 ms verloren geht, wird das als Geräusch gehört. Im schlimmsten Fall, falls
nämlich
eine Silbe oder ein Wort verloren geht, kann es schwierig sein,
die Sprache zu hören. Deshalb
sollte die Abschnittsumschaltungszeit kleiner als 50 ms sein.
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Schließlich wird die Abschnittsumschaltungs-
und -wiederherstellungsfunktion beschrieben. Die Abschnittsumschaltungs-
und -wiederherstellungsfunktion, die den Kern der Verdopplung bildet, wird
ausgeführt,
wenn der Software- oder Hardwarefehler auftritt oder wenn die Bedienungskommunikation
die Abschnittsumschaltung anfordert, so daß der Bereitschaftsabschnitt
als neuer Betriebsabschnitt den Benutzer mit Diensten kontinuierlich
versorgt.
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Die Abschnittsumschaltungs- und -wiederherstellungsfunktion
wird ausgeführt,
wie in den Schritten (1) bis (10) in 5 gezeigt
wird. 5 veranschaulicht
ein Flußdiagramm
der Steuerung der Abschnittsumschaltung und -wiederherstellung nach einer
Ausführungsform,
in der zur Erleichterung des Verständnis angenommen wird, daß der Abschnitt
A aus 1 der Betriebsabschnitt 200 und
der Abschnitt B der Bereitschaftsabschnitt 300 ist.
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- (1) Falls die Abschnittsumschaltung durch einen Systemfehler
des Betriebsabschnitts 200 oder durch die Bedienungskommunikation 50 angefordert
wird, erzeugt der zentrale Verarbeitungsmodul 2A des Betriebsabschnitts 200 die
nicht-maskierbare Abschnittsumschaltungsunterbrechung für den Bereitschaftsabschnitt 300.
- (2) Die Abschnittsumschaltungsunterbrechung 72 erzeugt
die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht an eine Dringlichkeitsnachrichtenwarteschlange 80 der
Verdopplungstask, um zu erreichen, daß die Verdopplungstask 48 eine
Task mit höchster
Prioritätsreihenfolge
wird.
- (3) Nach Empfang der Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
aus der Dringlichkeitsnachrichtenwarteschlange 80 verändert die
Verdopplungstask 48 ihre Pri oritätsreihenfolge in die höchste Prioritätsreihenfolge,
zeichnet eine Abschnittsumschaltungsstartzeit auf und überträgt die Abschnittsumschaltungsnachricht
unter Benachrichtigung des Signalverarbeitungsmoduls 12B,
daß der
gegenwärtige
Abschnitt zum Betriebsabschnitt geworden ist, um eine minimale Umgebung
zu bilden, in der die Verdopplungstask 48 arbeitet.
- (4) Verschiedene Arten von Steuerungsnachrichten zur Erhaltung
eines identischen Zustands werden in die Normalnachrichtenwarteschlange 82 der
Verdopplungstask 48 durch die Taskaktivierungsroutine des
Betriebssystems eingetragen.
- (5) Um die Abschnittsumschaltungsoperation erst auszuführen, nachdem
zuerst die übertragenen, verschiedenen
Arten von mit der Verdopplung zusammenhängenden Nachrichten verarbeitet
worden sind, wird die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht
wieder an die Normalnachrichtenwarteschlange 82 der Verdopplungstask 48 übertragen.
- (6) Nach dem Auslesen der Nachrichten aus der Normalnachrichtenwarteschlange 82 und
Verarbeiten der verschiedenen Arten von Steuerungsnachrichten liest
die Verdopplungstask 48 die Abschnittsumschaltungsanforderungsnachricht, um
die Abschnittsumschaltungsoperation zu beginnen.
- (7) Eine Systemneuanstoßstartnachricht
wird an die Teilnehmerverarbeitungsmodule 38A und 38B für die Abschnittsumschaltung übertragen,
und die Antwortanforderungsnachricht wird an alle Teilnehmeranschlüsse in den
Teilnehmerverarbeitungsmodulen übertragen,
die gegenwärtig
im Belegt-Zustand sind, um zu prüfen
ob es irgendwelche, im Verlauf der Ausführung der Abschnittsumschaltung
ausgelösten
Verbindungen gibt oder nicht.
- (8) Eine Abschnittsumschaltungserfolgsnachricht wird an eine Überwachung,
den Eingabe-/Ausgabeverarbeitungsmodul 28 und an die Festplattenlaufwerke 4A und 4B der
Bedienungskommunikation 50 geschickt, um das Abschnittsumschaltungsergebnis
zu erzeugen.
- (9) Eine Dienstanforderung von einem Teilnehmer, die in einen
neuen Betriebsabschnitt nach Abschluß der erfolgreichen Abschnittsumschaltung
wiederhergestellt wurde, wird kontinuierlich erfüllt. Nach der normalen Abschnittsumschaltung überträgt der neue
Betriebsabschnitt das Neulade- oder Neustartkommando an den problematischen
Betriebsabschnitt, um den problematischen Betriebsabschnitt wiederherzustellen,
und um ihn zu befähigen,
Bereitschaftsabschnitt zu werden. Obgleich das Neulade- oder Neustartkommando
zu Beginn der Abschnittsumschaltung übertragen wird, um schnell
den anormalen Abschnitt wiederherzustellen, werden beide Abschnitte
angehalten, falls die Abschnittsumschaltung im Verlauf der Ausführung der
Abschnittsumschaltung oder wegen anderer Probleme von dem problematischen
Abschnitt verlangt wird. Dementsprechend sollte die Wiederherstellung
des problematischen Abschnitts als abschließender Schritt der Abschnittsumschaltung
durchgeführt werden.
- (10) Eine Abschnittsumschaltungsabschlußzeit wird aufgezeichnet und
die Prioritätsreihenfolge der
Verdopplungstask wird wieder auf die ursprüngliche Prioritätsreihenfolge
der Verdopplungstask eingestellt.
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Wie vorstehend beschrieben kann die ISDN-PCX,
die einen Sprach- und Datenkommunikationsdienst bietet, den fortschreitenden
Teilnehmerdienst im Fall einer Anormalität aufrecht erhalten, und dadurch
die Fehlertoleranz verwirklichen. Die hauptsächlichen Teile der Vermittlung
sind verdoppelt in den Betriebsabschnitt und den Bereitschaftsabschnitt.
Wenn unerwartete Hardware- oder Softwarefehler in der ISDN-PCX auftreten, gibt
es so keine Möglichkeit,
daß beide
Abschnitte gleichzeitig angehalten werden. Der Betriebsabschnitt überträgt gelegentlich
verschiedene Arten von Informationen an den Bereitschaftsabschnitt,
während
die Dienste entsprechend den Benutzeranforderungen vorgesehen werden,
um so den identischen Zustand zwischen den gegenseitigen Abschnitten
zu erhalten, und um den Bereitschaftsabschnitt zu befähigen, zur
Erhaltung des Dienstes in einen neuen Betriebsabschnitt geschaltet
zu werden, falls der Betriebsabschnitt einen Fehler hat.