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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen und/oder zum Empfangen
von Daten, und spezieller eine Vorrichtung dieser Art, die Schutzeinrichtungen
enthält.
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Die Übertragung
digitaler Daten erfolgt über
eine große
Anzahl von Vermittlungs- oder Leitweglenkungs-Einrichtungen, in
denen Fehler auftreten können.
Die Fehler können
in den Verbindungen, d.h. in den Leitungen, die entweder elektrisch
oder optisch sind, oder in Einrichtungen, wie z.B. Anschlusskarten,
auftreten. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung ist eine Verbindung
ein Satz von zwei Leitungen, eine für eintreffende Daten, die andere
für die
gesendeten Daten. Diese beiden Leitungen können in einem einzigen Leiter integriert
sein, oder sie können
aus zwei getrennten Leitungen bestehen, zum Beispiel aus zwei optischen
Fasern.
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Erläuterungen
zur Ersatzumschaltung von Leitungen
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Im
Allgemeinen werden Daten zwischen Sende-/Empfangs-Einrichtungen, wie
z.B. Vermittlungsanlagen, die Einrichtungen zur Vermittlung oder
Leitweglenkung sind, übertragen,
wobei zwei Einrichtungen durch eine Vielzahl von Verbindungen gekoppelt
sind. Eine Gruppe von N Betriebs-Verbindungen ist normalerweise einer
Ersatzumschaltungs-Verbindung zugeordnet, wobei die Ersatzumschaltung
in diesem Fall mit 1:N bezeichnet wird. Wenn in einer Betriebs-Verbindung
ein Fehler oder eine Verschlechterung erkannt wird, wird diese entsprechende
Betriebs-Verbindung durch eine Ersatz-Verbindung ersetzt, was durch
einen Ersatzumschaltungs-Schaltkreis gesteuert wird, der als "Automatische Ersatzumschaltung" bezeichnet wird.
Entsprechend dem ITU-Standard Nr. G.783 kann die Anzahl von Ersatz-Verbindungen
zwischen 2 Sende-/Empfangs-Einrichtungen 1 Ersatz-Verbindung für maximal
15 Betriebs-Verbindungen sein.
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Nach
der Reparatur der ausgefallenen Betriebs-Verbindung kehrt entweder
diese reparierte Verbindung in den ursprünglichen Zustand zurück, oder
diese bisherige Betriebs-Verbindung
wird zur Ersatz-Verbindung.
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Eine
Ersatz-Verbindung ist normalerweise nicht völlig inaktiv. Sie wird dazu
benutzt, Signalisierungsdaten über
die Integrität
der Betriebs-Verbindungen zu übertragen.
Diese Signalisierungsdaten sind zum Beispiel die Bytes K1, K2 des
bereits erwähnten
ITU-Standards.
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Das
Ersatzumschaltungs-Verhältnis
der Betriebs-Verbindungen
ist variabel. Ein Ersatzumschaltungs-Verhältnis von 1:N bedeutet, dass
1 Ersatz-Verbindung für
N Betriebs-Verbindungen
bereitgestellt wird. Das Verhältnis
kann auch Null sein. In diesem Fall wird keine Einrichtung zur automatischen
Ersatzumschaltung bereitgestellt, und der Verkehr auf der ausgefallenen
Betriebs-Verbindung wird über
andere Verbindungen umgeleitet, die zum selben Ziel führen.
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Erläuterungen
zur Ersatzumschaltung von Leiterplatten An jedem Ende einer Verbindung
befindet sich eine Einrichtung zum Senden und Empfangen von Daten,
die "Anschlusskarte" genannt wird. Um
das Übertragungssystem
gegen Ausfälle
solcher Karten zu schützen,
werden im Allgemeinen zusätzliche
Anschlusskarten an jeder Seite bereitgestellt. Die zusätzlichen)
Karte(n), Ersatz-Karte(n) genannt, ersetzt/ersetzen eine aktive
Karte, wenn letztere ausfällt.
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Die
Anzahl der Ersatz-Karten kann von einer Einrichtung zur anderen
unterschiedlich sein. Sie kann von einer Ersatz-Karte für eine aktive Karte bis zu
einer Ersatz-Karte für
sieben aktive Anschlusskarten reichen.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass in den bekannten Einrichtungen
das Ersatzumschaltungs-Verhältnis
der Betriebs-Verbindungen vom Ersatzumschaltungs-Verhältnis der
Anschlusskarten abhängt.
Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil und stellt eine Vorrichtung
zum Übertragen
und/oder Empfangen von digitalen Daten bereit, die mit einem größeren Freiheitsgrad
konstruiert werden kann, wobei die Ersatzumschaltungs-Verhältnisse
der Verbindungen und der Anschlusskarten unabhängig voneinander gewählt werden können.
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Um
dieses Ergebnis zu erhalten, enthält die Vorrichtung zum Übertragen
und Empfangen von digitalen Daten gemäß der Erfindung folgendes:
- – Eine
Vielzahl von Eingängen
und eine Vielzahl von entsprechenden Ausgängen für die entsprechende Kopplung
mit dem eintreffenden Teil und dem abgehenden Teil einer Vielzahl
von Verbindungen, wobei jedem Eingang und jedem Ausgang eine entsprechende
Vermittlungseinrichtung zugeordnet ist,
- – Für jedes
Paar von Eingängen
und Ausgängen
eine aktive Anschlusskarte zur Kopplung dieses Eingangs und dieses
Ausgang und zur Weiter-Übertragung
der Daten,
- – Mindestens
eine Ersatz-Anschlusskarte, die in der Lage ist, eine defekte aktive
Anschlusskarte zu ersetzen,
- – In
jeder Anschlusskarte Mittel zum Testen der Qualität der Verbindung,
der sie zugeordnet ist, und wenn diese Qualität nicht einem vorher festgelegten
Kriterium entspricht, erste Steuerungs-Mittel zum Austausch der
defekten Verbindung durch eine andere Verbindung, und
- – Zweite
Steuerungs-Mittel, die mit den aktiven und den Ersatz-Anschlusskarten
gekoppelt und angepasst sind, den Betrieb mindestens einer der Vermittlungseinrichtungen
so zu ändern,
dass im Fall eines Fehlers einer aktiven Anschlusskarte sie durch
die Ersatz-Anschlusskarte ersetzt wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass in dem Patent
US-A-5 663 949 (ISHIBASHI
RYOICHI ET AL) vom 2. September 1997 mit dem Titel "LINS PROTECTION SWITCHING
SYSTEM IN DUPLEXED FIBER INTERFACE SHELF" ebenfalls eine Vorrichtung zum Übertragen
und/oder Empfangen von Daten, die Ersatzumschaltungs-Mittel enthält, offen
gelegt wird.
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Dieses
bekannte Dokument offenbart spezieller ein Vermittlungssystem mit
Leitungs-Ersatzumschaltung eines Duplex-Faser-Schnittstellen-Baugruppenträgers, das
es einfach macht, Bedingungen von Duplex-Faser-Schnittstellen-Baugruppenträgern aufeinander
abzustimmen, bei denen eine Leitungs-Umschaltung durch Verwendung
von APS-Bytes in einem ISDN-Netzwerk durchgeführt wird. Das Vermittlungssystem
mit Leitungs-Ersatzumschaltung hat ein Paar von Duplex-Leitungs-Umschaltungs-Steuerungen,
die ein Leitungs-Umschaltungs-Steuersignal
senden, um die Übertragungsleitungen
und ein Paar von Duplex-Leitungs-Schnittstelleneinrichtungen, die
mit dem Paar von Duplex-Leitungs-Umschaltungs-Steuerungen funktionsfähig verbunden
sind, umzuschalten. Eine aktive Schnittstelleneinrichtung der Duplex-Schnittstelleneinrichtungen
empfängt
das Leitungs-Umschaltungs-Steuersignal
nur von einer aktiven Leitungs-Umschaltungs-Steuerung
der Leitungs-Umschaltungs-Steuerungen und sendet das empfangene
Steuersignal zurück zu
den Duplex-Leitungs-Umschaltungs-Steuerungen.
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Dieses
bekannte Dokument offenbart jedoch nicht die Eigenschaften der vorliegenden
Erfindung mit allen ihren Vorteilen, wie in der Spezifikation erwähnt.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass in diesem Dokument der Begriff "enthält" nicht so interpretiert
werden darf, als ob er auf die danach aufgelisteten Mittel begrenzt
wäre. Der
Umfang des Ausdrucks "eine
Vorrichtung, die Mittel A und Mittel B enthält" darf nicht auf Vorrichtungen begrenzt
werden, die nur aus den Komponenten A und B bestehen.
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Auf
gleiche Weise muss darauf hingewiesen werden, dass der Begriff "gekoppelt", der ebenfalls in
diesem Dokument verwendet wird, nicht so interpretiert werden darf,
als ob er nur auf direkte Verbindungen begrenzt wäre. Der
Umfang des Ausdrucks "eine
Vorrichtung A, die mit einer Vorrichtung B gekoppelt ist" darf nicht auf Vorrichtungen
oder Systeme begrenzt werden, bei denen ein Ausgang von Vorrichtung
A direkt an einen Eingang von Vorrichtung B angeschlossen ist. Er
bedeutet, dass eine Verbindung zwischen einem Ausgang von A und
einem Eingang von B vorhanden ist, möglicherweise über weitere
Vorrichtungen zwischen A und B.
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Mit
der Vermittlungseinrichtung oder den Vermittlungseinrichtungen der
vorliegenden Erfindung können
die Ersatzumschaltungs-Verhältnisse
der Verbindungen und der Anschlusskarten unabhängig voneinander gewählt werden.
Mit anderen Worten sind die Verbindungs-Ersatzumschaltung und die
Leiterplatten-Ersatzumschaltung orthogonal.
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In
der bevorzugten Ausführung
enthält
jede Vermittlungseinrichtung einen 2×2-Schalter oder einen ähnlichen
Schalter, wie z.B. einen 4×4-Schalter.
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Die
2×2-Schalter
haben jeweils vier Anschlüsse,
wovon einer mit einem Eingang oder Ausgang verbunden ist, ein anderer
Anschluss ist mit dem Eingang oder Ausgang einer aktiven Anschlusskarte
verbunden, und ein dritter Anschluss ist mit dem entsprechenden
Eingang oder Ausgang einer Ersatz-Anschlusskarte verbunden.
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Es
wurde beobachtet, dass das Design bekannter Einrichtungen oder Vermittlungsanlagen
manchmal so ist, dass einige Fehler nicht erkannt werden können, wie
z.B. Fehler in den Verbindungen, die zum Austausch einer Betriebs-Verbindung
durch eine Ersatz-Verbindung bereitgestellt werden, oder in einer
Verbindung zum Austausch einer aktiven Anschlusskarte durch eine
Ersatz-Anschlusskarte, in einer speziellen Ausführung nutzt die Erfindung die
Vermittlungseinrichtungen, spezieller die 2×2-Schalter oder ähnliche,
um die Funktion der Verbindung zwischen den Leitungen und den Ersatz-Anschlusskarten zu
testen, wobei in den Ersatz-Anschlusskarten eine Testfunktion enthalten
ist.
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In
bekannten Einrichtungen sind entweder die Steuerung und die Umschaltung
der ausgefallenen Verbindungen, oder die Steuerung und die Umschaltung
der ausgefallenen Karten nicht zentralisiert. Dies führt zum
Austausch von Nachrichten über
verschiedene Karten, um die Umschalt-Funktion zu steuern und auszuführen. Dieser
Austausch von Nachrichten bedingt eine Zeitverschwendung und trägt das Risiko
des Datenverlustes.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, werden in einer Ausführung die
Ersatzumschaltungs-Steuerungselemente zentralisiert. Mit dieser
Architektur ist es daher möglich,
die Zeit zu minimieren, die zum automatischen Ersatz einer ausgefallenen
Abschlusskarte durch eine Ersatz-Anschlusskarte erforderlich ist,
und die Zeit zum Austausch einer ausgefallenen Betriebs-Verbindung
durch eine Ersatz-Verbindung zu minimieren. Folglich wird das Risiko
des Datenverlustes minimiert.
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Vorzugsweise
werden, um den Austausch der Vermittlungseinrichtungen, wie z.B.
der 2×2-Schalter, ohne
Unterbrechung des Verkehrs zu erlauben und die Herstellung und den
Einsatz solcher Vermittlungen zu vereinfachen, die 2×2-Schalter zusammen
mit den entsprechenden Steuerungs-Mitteln für diese Schalter auf einer
Platte installiert, die Applikations-Platte genannt wird.
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Aus
Gründen
der einfachen Herstellung und Verwendung sind die Leitungen oder
Fasern, welche die Umschalt-Einrichtungen mit der Anschlusskarte
verbinden, vorzugsweise auf einer einzigen Platte installiert, die
hier Rückplatte
genannt wird.
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Die
Anschlusskarten sind ebenfalls vorzugsweise auf einer gemeinsamen
Anschluss-Platte installiert.
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In
einer Ausführung
wird die Ersatzschaltung der Anschlusskarten von der Applikations-Platte
durchgeführt
und von der Anschluss-Platte gesteuert, und die Steuerungs-Operation zur Ersatzumschaltung
der Verbindungen wird auf der Anschluss-Platte durchgeführt. Es
wird hier daran erinnert, dass die Ersatzumschaltung einer Anschlusskarte
den Schritt des Austauschens der defekten Anschlusskarte gegen eine
Ersatz-Anschlusskarte durch geeignete Änderung der Verbindung(en)
zwischen den Vermittlungseinrichtungen und den Anschlusskarten umfasst.
Mit Ersatzumschaltung der Verbindungen ist hier gemeint, dass die
Erkennung von Fehlern einer Verbindung auf der entsprechenden Anschlusskarte
durchgeführt
wird, sowie die Erzeugung von Steuersignalen, welche den Austausch
einer Betriebs-Verbindung durch eine Ersatz-Verbindung anfordern, wie
z.B. die Übertragung
der Bytes K1 und K2 entsprechend
dem ITU-Standard Nr. G.783, wobei nach diesen Schritten die endgültige Kopplung
mit der Ersatz-Verbindung
durchgeführt
wird.
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Es
wird hier daran erinnert, dass bevor eine reparierte Karte wieder
in Betrieb genommen werden kann, sie normalerweise getestet werden
muss. Dieser Test wird herkömmlich
durch eine interne Schleife auf der Karte durchgeführt, aber
die Verbindungen zu den externen Leitungen werden nicht getestet.
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Die
Architektur dieser Erfindung bietet, dass eine (reparierte) Karte
einschließlich
der externen Verbindungen unabhängig
von den anderen (Test-) Karten getestet werden kann.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung
der hier beigefügten Zeichnungen
deutlicher, in denen:
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1 schematisch
eine Vermittlungsanlage gemäß der Erfindung
mit einer Betriebs-Verbindung, einer Ersatz-Verbindung, einer Anschlusskarte und
einer Ersatzkarte zeigt,
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2 dieselbe
Vermittlungsanlage wie die in 1 gezeigte,
aber in einer anderen Betriebsart zeigt, und
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die 3, 4, 5, 5a, 6,
und 7 schematische Zeichnungen sind, die andere Ausführungen
der Erfindung darstellen.
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Das
Beispiel der Erfindung, das mit den Zeichnungen erklärt wird,
ist eine Vermittlungs- oder Leitweglenkungs-Einrichtung zum Senden und Empfangen
von digitalen Daten, wie eine Einrichtung zum Senden und Empfangen
von Daten entsprechend dem Internet-Protokoll (IP). Sie kann jedoch
auch in ATM-, PSTN- oder STM-Netzwerken benutzt werden.
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In
dem Beispiel in 1 wird die Übertragung von Daten über bidirektionale
Verbindungen durchgeführt,
wobei jede bidirektionale Verbindung eine eintreffende Verbindung
und eine abgehende Verbindung umfasst. Jede eintreffende Verbindung
ist mit einem Eingang, zum Beispiel 101 und
jede abgehende Verbindung ist mit einem Ausgang, zum Beispiel 102 gekoppelt. In 1 wird jede
dieser bidirektionalen Verbindungen als zwei getrennte Leitungen,
zum Beispiel zwei optische Fasern, dargestellt, sie können aber
auch in einem Leiter oder in einer Faser integriert sein. In 1 werden
entsprechende Paare von eintreffenden und abgehenden Verbindungen
mit W und P bezeichnet.
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Verbindung
W wird im Folgenden als "Betriebs-Verbindung" bezeichnet, die
in einer Konfiguration mit 1:1-Ersatzumschaltung
immer mit einer "Ersatz-Verbindung" gekoppelt ist. In
einem späteren
Abschnitt wird der allgemeinere Fall der 1:n-Ersatzumschaltung behandelt,
womit gemeint ist, dass eine Ersatz-Verbindung für n Betriebs-Verbindungen bereitgestellt
wird.
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Der
Eingang 101 ist mit einer Anschlusskarte 121 gekoppelt, und der Ausgang 102 sendet Daten von der Anschlusskarte 121 zum anderen Ende der Leitung (nicht
gezeigt), wo sich zum Beispiel eine Einrichtung befindet, die gleich
der in 1 gezeigten ist.
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Der
Betriebs-Verbindung W ist eine Ersatz-Verbindung P zugeordnet, die
auch eine Vorwärts-Verbindung,
die mit einem anderen Eingang 103 gekoppelt
ist, und eine Rück-Verbindung,
die mit einem anderen Ausgang 104 gekoppelt
ist, enthält.
Beide Leitungen können
wieder in einem einzigen Leiter integriert sein. Diese Ersatz-Verbindung
P ersetzt die Betriebs-Verbindung
W, wenn diese einen Fehler hat.
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Wenn
die Betriebs-Verbindung W korrekt arbeitet, wird die Ersatz-Verbindung
P dazu benutzt, Signalisierungsdaten zu übertragen, wie z.B. die Bytes
K1 und K2. Diese
werden dazu benutzt, die Ersatzumschaltung der Verbindung anzufordern, d.h.
einen Austausch der Betriebs-Verbindung durch die Ersatz-Verbindung, zum Beispiel
bei einem Fehler der Betriebs-Verbindung.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführung
der Erfindung ist jedem Leitungs-Ende ein 2×2-Schalter zugeordnet, und
alle 2×2-Schalter sind gekoppelt
und so gesteuert, dass bei einem Fehler einer Anschlusskarte 121 diese aktive Anschlusskarte 121 durch eine Ersatz-Anschlusskarte 122 ersetzt wird. Vorzugsweise werden
die 2×2-Schalter
dazu benutzt, von der Ersatz-Anschlusskarte
die reservierte(n) Verbindung(en) zu testen, die nur benutzt wird/werden,
wenn die aktive Anschlusskarte durch die Ersatz-Anschlusskarte 122 ersetzt wird.
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Wie
in 1 gezeigt, wird genauer gesagt der Eingangsseite 101 der Verbindung W ein optischer 2×2-Schalter 141 zugeordnet, der vier Anschlüsse 161 , 162 , 163 und 164 und
zweite Steuerungs-Mittel (261 und 41)
zur Änderung
der Verbindung zwischen diesen Anschlüssen enthält. Der Schalter 141 hat zwei Betriebs-Positionen: In der
ersten Betriebs-Position
ist der Anschluss 161 mit dem Anschluss 163 gekoppelt, und der Anschluss 162 ist mit dem Anschluss 164 gekoppelt, wie durch die dicken durchgezogenen
und gestrichelten Leitungen gezeigt wird, und in der zweiten Betriebs-Position
ist der Anschluss 161 mit dem Anschluss 164 gekoppelt, und der Anschluss 162 ist mit dem Anschluss 163 gekoppelt, wie durch die dünnen gestrichelten
Leitungen gezeigt wird.
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In
dem in 1 mit dicken Linien gezeigten Betriebs-Modus werden die
Verbindungen 161 –163 und 162 –164 benutzt. In dem in 2 gezeigten
Betriebs-Modus werden die Verbindungen 161 –164 und 162 –163 benutzt.
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Auf ähnliche
Weise wird der Ausgangsseite 102 der
Verbindung W ein 2×2-Schalter 142 zugeordnet, und zwei entsprechende
2×2-Schalter 143 und 144 werden
dem Eingang 103 und dem Ausgang 104 zugeordnet, die mit der Verbindung
P gekoppelt sind.
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In 1 ist
der Anschluss 163 des Schalters 141 mit einem Eingang 181 eines
Erkennungs-Schaltkreises 201 der
aktiven Anschlusskarte 121 gekoppelt.
Ein Ausgang 221 des Schaltkreises 201 ist mit dem Anschluss 16'3 des
Schalters 142 gekoppelt. Die Funktion
des Schaltkreises 201 ist einerseits
die Erkennung von Signalfehlern (SF) und Signalverschlechterungen
(SD) der an Eingang 101 empfangenen
Daten und andererseits das Senden der empfangenen Daten an einen
Sende/Empfangs-Schaltkreis 241 .
Wenn der Schaltkreis 201 einen
Signalfehler oder eine Signalverschlechterung erkennt, wird diese
SF- oder SD-Information an eine Steuerung 261 auf
der Anschlusskarte 121 gesendet,
und diese Steuerung 261 liefert
ein Steuersignal an einen Anforderungs-Schaltkreis 281 derselben Karte 121 .
Dieser Schaltkreis 281 erzeugt
K1- und K2-Anforderungen, welches
die standardisierten Bytes sind, die zur Anforderung des Austausches
einer Betriebs-Verbindung durch eine Ersatz-Verbindung verwendet
werden. Diese K1- und K2-Bytes
werden über
die Ersatz-Verbindung P übertragen,
wie durch die dicken schwarzen Linien zwischen den Schaltkreisen 281 und dem Eingang 103 und
dem Ausgang 104 gezeigt. Daher
ist ein Eingang 301 des Anforderungs-Schaltkreises 281 mit dem dritten Anschluss von Schalter 143 verbunden, und ein Ausgang 321 ist mit dem dritten Anschluss von
Schalter 144 verbunden.
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In
dem in 1 gezeigten Betriebs-Modus werden die Anschlüsse 162 (16'2 ) und 164 (16'4 ) des
Schalters 141 (142 )
und die entsprechenden Anschlüsse
der Schalter 143 und 144 nicht zur Übertragung von Daten oder zur
Signalisierung verwendet. Wie in 2 gezeigt,
werden diese Anschlüsse
jedoch zur Übertragung von
Daten und zur Signalisierung verwendet, wenn die Ersatzkarte 122 aktiv wird und die Karte 121 zur Ersatzkarte wird. Darüber hinaus
werden die Anschlüsse 162, 164 , 16'2 und 16'4 dazu
benutzt, die Verbindungen der Karte 122 zu
testen. Zu diesem Zweck werden die entsprechenden Anschlüsse 164 und 16'4 der jeweiligen Schalter 141 und 142 mit
entsprechenden Anschlüssen 182 und 222 des
Erkennungs- Schaltkreises 202 der Anschlusskarte 122 gekoppelt.
Auf ähnliche
Weise werden die vierten Anschlüsse
der Schalter 143 und 144 mit den Anschlüssen 302 und 322 des Anforderungs-Schaltkreises 282 der
Anschlusskarte 122 gekoppelt. Die Schaltkreise 202 und 282 der
Anschlusskarte 122 haben dieselben
Funktionen wie die Schaltkreise 201 und 281 der Anschlusskarte 121.
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Zum
Testen von: Leitung 361 zwischen
Anschluss 164 von Schalter 141 und Eingangs-Anschluss 182 von Schaltkreis 202 ;
von Leitung 362 zwischen Anschluss 16'4 von
Schalter 142 und Eingangs-Anschluss 222 von Schaltkreis 202 ;
von Leitung 363 zwischen dem vierten
Anschluss von Schalter 143 und
Anschluss 302 von Schaltkreis 282 ; und von Leitung 364 zwischen
dem vierten Anschluss von Schalter 144 und
Eingangs-Anschluss 322 von Schaltkreis 282 ist es erforderlich, dass die Leitungen 361 und 362 sich
in einer geschlossenen Schleife befinden und dass die Leitungen 363 und 364 sich
ebenfalls in einer geschlossenen Schleife befinden. Zu diesem Zweck
ist Anschluss 16'2 von Schalter 142 mit
Anschluss 162 von Schalter 141 verbunden und auf die gleiche Weise
ist der zweite Anschluss von Schalter 144 mit
dem zweiten Anschluss von Schalter 143 gekoppelt,
wie in 2 zu sehen ist.
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Daher
wird die Durchgangsprüfung
der Leitungen 361 und 362 durch Erkennungs-Schaltkreis 202 der Ersatz-Anschlusskarte 122 durchgeführt, und
die Durchgangsprüfung
der Leitungen 363 und 364 wird durch Anforderungs-Schaltkreis 282 der Ersatz-Anschlusskarte 122 durchgeführt.
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In 1 und 2 sind
die Leitungen, die für
Sendedaten und Signalisierung verwendet werden, als schwarze durchgezogene
Linien dargestellt, und die Leitungen, die getestet und nicht zur
Datenübertragung und
Signalisierung verwendet werden, sind als dick punktierte Linien
dargestellt.
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Die
2×2-Schalter 141 und 142 ,
die in einer Ausführung,
in der W und P optische Fasern sind, aus optischen Schaltern bestehen,
sind auf einer Karte 401 installiert.
Auf die gleiche Weise sind die optischen Schalter 143 und 144 auf
einer gemeinsamen Karte 402 installiert.
Die Karten 401 und 402 sind auf einer Platte 42 installiert,
die "Applikations"-Platte genannt wird.
Die aktiven Verbindungen oder Kopplungen 381 , 382 , 383 und 384 zur Karte 121 und
die reservierten Verbindungen 361 bis 364 werden auf einer Platte 44 realisiert,
die hier "Rückplatte" genannt wird. Die
Anschlusskarten 121 , 122 sind auf einer "Anschluss-Platte" 46 installiert.
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Mit
dieser Struktur kann jede Applikations-Karte 401 , 402 leicht ersetzt werden. Auf die gleiche
Weise kann jede Anschlusskarte 121 , 122 leicht ersetzt werden.
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Der
Austausch von Funktionen zwischen den Karten 401 und 402 und zwischen den Karten 121 und 122 erfolgt
automatisch. Insbesondere sendet, wenn die Steuerung 261 auf der aktiven Karte 121 einen Fehler erkennt, die Steuerung 261 der Karte ein Steuersignal an einen
Prioritätslogik-Schaltkreis 41 zwischen
den Karten 401 und 402 , um die Verbindungen oder Kopplungen
der Schalter 141 , 142 , und 143 , 144 zu ändern (umzuschalten). Mit diesen Änderungen
der Verbindungen, die in 2 gezeigt werden, wird die Anschlusskarte 122 , die bisher eine Ersatzkarte war,
eine aktive Karte, und umgekehrt wird die Anschlusskarte 121 , die bisher aktiv war, zur Ersatzkarte.
Mit diesen neuen Verbindungen oder Kopplungen werden die Daten und
die Signalisierung von der Karte 122 übertragen,
und die Karte 121 wird dazu benutzt,
die Verbindungen 381 bis 384 zu überprüfen, die in 2 als
dicke gestrichelte Linien dargestellt sind, während die Verbindungen 361 bis 364 in dieser 2 mit
schwarzen dicken Linien dargestellt sind.
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Vorzugsweise
wird die automatische Ersatzumschaltung, die automatisch eine defekte
Betriebs-Verbindung durch eine Ersatz-Verbindung ersetzt, nur von
der Abschlusskarte 121 oder 122 mit den Schaltkreisen 281 und 261 durchgeführt, die
zusammen die ersten Steuerungs-Mittel bilden. Die Erkennung von
Defekten wird von Erkennungs-Schaltkreis 201 durchgeführt, und
die Anforderung zur Umschaltung von der Betriebs- Verbindung auf die Ersatz-Verbindung
wird durch die ersten Steuerungs-Mittel durchgeführt, die aus 281 und 261 bestehen
und die sich alle auf derselben Karte befinden. Folglich kann die
Zeit für
die Umschaltung minimiert werden, was auf die Tatsache zurückzuführen ist,
dass keine Verzögerung
zum Senden der erforderlichen Steuersignale auftritt, da diese Schaltkreise
sich alle auf derselben Karte befinden und keine Schnittstelle zu
anderen Prozessoren haben. Diese dezentralisierte Lösung dient
weiterhin zur Geschwindigkeitserhöhung.
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Wenn
eine neue Anschlusskarte 121 eine
zuvor defekte Karte ersetzt, während 122 bereits übernommen hat, werden die Verbindungen 381 , 382 , 383 und 384 und
die Schaltkreise 201 und 281 der neuen Karte 121 dazu
benutzt, die korrekte Funktion dieser neuen Karte zu überprüfen. Diese Überprüfungs-Operation
kann in einer minimierten Zeit durchgeführt werden, da der Überprüfungs-Schaltkreis
auf der Anschlusskarte 121 selbst
implementiert wird, wie in 2 gezeigt.
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Die
Minimierung der Austauschzeit und der Überprüfungszeit ist natürlich günstig für die Minimierung von
Datenverlusten.
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Die
Vermittlungsanlage gemäß der Erfindung
kann entweder mit 1:1- oder mit 1+1-Betrieb verwendet werden. Wie
bekannt ist, werden beim 1:1-Betrieb die Daten nur auf der Betriebs-Verbindung übertragen
und nicht auf der Ersatz-Verbindung. Beim 1+1-Betrieb werden die
Daten auf beiden Verbindungen übertragen, und
auf der Empfangsseite werden die Daten ausgewählt, die mit der besten Qualität empfangen
werden.
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Im
Fall der automatischen Ersatzumschaltung wird ein Teil der Funktionen
der Schaltkreise 201 und 281 ausgetauscht, und ein Schalter 251 verbindet den Datenübertragungs-Schaltkreis 241 von Schaltkreis 201 zum
Schaltkreis 281 .
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Das
mit 1 und 2 beschriebene Beispiel ist
das einfachste Beispiel einer Ausführung der Erfindung mit einer
Ersatz-Verbindung für
eine Betriebs-Verbindung und einer Ersatz-Karte für eine aktive
Anschlusskarte. Allgemeiner ist es möglich, die Anzahl der Ersatz-Verbindungen
und die Anzahl der Betriebs-Verbindungen nach Belieben auszuwählen; die
Anzahl der aktiven und der Ersatz-Anschlusskarten kann auch nach
Belieben ausgewählt
werden, und die Ersatzumschaltungs-Verhältnisse
der Verbindungen und der Anschlusskarten können unabhängig voneinander gewählt werden.
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In
der in 3 gezeigten Ausführung werden auf der Applikations-Karte 42 zwei
Betriebs-Verbindungen und zwei Ersatz-Verbindungen bereitgestellt.
Mit anderen Worten wird jeder Betriebs-Verbindung eine Ersatz-Verbindung
zugeordnet. Die Vorwärts-Betriebs-Verbindungen
W1, W2 sind mit
den Eingängen 501 und 502 verbunden,
und die entsprechenden Vorwärts-Ersatz-Verbindungen
P1, P2 sind mit
den Eingängen 503 und 504 verbunden.
Die Rückwärts-Betriebs-Verbindungen
W'1,
W'2 sind
mit den Ausgängen 505 und 506 verbunden, und
die entsprechenden Rückwärts-Ersatz-Verbindungen
P'1,
P'2 sind
mit den Ausgängen 507 und 508 verbunden.
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Die
Anschluss-Platte 46 ist mit einer aktiven Anschlusskarte 52 und
einer identischen Ersatz-Anschlusskarte 54 ausgestattet.
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Jede
Anschlusskarte 52, 54 ist mit einer Anzahl von
Schaltkreisen 20, 28 ausgestattet, die gleich
der Anzahl von Betriebs- und Ersatz-Verbindungen ist. Genauer gesagt
ist die aktive Anschlusskarte 52 mit einem ersten Daten-
oder Erkennungs-Schaltkreis 20 für die Betriebs-Verbindung (W1, W'1), einem ersten Anforderungs-Schaltkreis 28 für die Ersatz-Verbindungen (P1, P'1), einem zweiten Daten Schaltkreis 20' für die zweite Betriebs-Verbindung
(W2, W'2) und mit einem zweiten Anforderungs-Schaltkreis 28' zum Anschluss
und zur Ersatzumschaltung der zweiten Ersatz-Verbindung (P2, P'2) ausgestattet.
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Die
Anschlüsse
der 2×2-Schalter 14'1 der
Applikations-Platte 42 sind
auf die gleiche Weise wie die Anschlüsse 161 , 162 , 163 und 164 in 1 und 2 angeschlossen,
insbesondere ist der zweite Anschluss 16''2 des 2×2-Schalters 14'1 mit
dem entsprechenden Schalter-Anschluss 14'5 an der
Rückleitung
W'1 verbunden.
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Im Übrigen ist
die Funktion der in 3 gezeigten Vermittlungsanlage
dieselbe wie die Funktion der anhand von 1 und 2 beschriebenen
Vermittlungsanlage.
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In
der in 4 gezeigten Ausführung wird für drei Betriebs-Verbindungen
W''1,
W''2 und
W''3 nur
eine Ersatz-Verbindung
P'' bereitgestellt.
Auf der Anschluss-Platte 46'' wird für die aktive
Karte eine Ersatz-Karte bereitgestellt.
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Daher
ist auf jeder Anschlusskarte 58, 60 die Anzahl
von Schaltkreisen zur automatischen Ersatzumschaltung (APS), die
den Schaltkreisen 201 (Daten oder
Erkennung) und 281 (Anforderung)
in 1 entsprechen, vier: Einer für jede Betriebs-Verbindung
und einer für
die Ersatz-Verbindung. Diese APS-Schaltkreise haben die Referenznummern 64, 66, 68 und 70.
Die Schaltkreise 64, 66 und 68 sind Daten-Schaltkreise
(gleich dem Schaltkreis 201 in 1)
und der Schaltkreis 70 ist ein Anforderungs-Schaltkreis
(gleich dem Schaltkreis 281 in 1).
Zusätzlich
dazu ist ein gemeinsamer Prozessor, der 261 ähnlich ist,
ebenfalls auf der Anschlusskarte vorhanden, obwohl er in der Figur
nicht dargestellt ist, damit die Darstellung nicht überladen
wird. Zu den Daten-Schaltkreisen 64, 66, 68 und 70 gehört ein Schalter 72,
der die gleiche Funktion hat wie der Schalter 251 in 1,
d.h. der Schalter 72 sorgt normalerweise für die Übertragung
der Daten durch die Schaltkreise 64, 66 und 68,
aber wenn die Betriebs-Verbindung durch die Ersatz-Verbindung P'' ersetzt wird, sendet der Schalter 72 die
Daten über
den Schaltkreis 70 für
die Betriebs-Verbindung, die durch die Ersatz-Verbindung ersetzt
wurde.
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Wegen
der Tatsache, dass für
drei Betriebs-Verbindungen nur eine Ersatz-Verbindung vorhanden
ist, ist es erforderlich, Prioritäts-Regeln für die Karten 58 und 60 aufzustellen,
um festzulegen, welche Betriebs-Verbindung zu ersetzten ist, wenn
mehr als eine Betriebs-Verbindung defekt ist.
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Die
Verbindungen zwischen den 2×2-Schaltern
und zwischen der Applikations-Platte und der Anschluss-Platte sind
gleich den anhand von 1 und 3 beschriebenen.
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Obwohl
in 4 die Anzahl der Betriebs-Verbindungen drei ist,
ist es klar, dass diese Anzahl von Betriebs-Verbindungen jeden Wert haben kann,
zum Beispiel bis zu sieben, wie im ITU-Standard Nr. G.783 angegeben.
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Wie
bereits erwähnt,
ist es nicht absolut erforderlich, dass eine automatische Ersatzumschaltung
bereitgestellt wird. Mit anderen Worten kann die Anzahl der Ersatz-Verbindungen
Null sein. Ein Beispiel für
eine solche Ausführung
ist in 5 gezeigt. In dieser Ausführung wird eine Ersatz-Anschlusskarte 80 für drei aktive Anschlusskarten 82, 84, 86 bereitgestellt.
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Da
keine Ersatz-Verbindung vorhanden ist, unterscheidet sich die Verbindung
zwischen den 2×2-Schaltern
leicht von der in 1 bis 4 gezeigten
Verbindung. Genauer gesagt ist auf den Vorwärts-Leitungen W'''1, W'''2, W'''3 der vierte Anschluss 16'''4 von Schalter 14'''1 mit dem zweiten Anschluss 162 von Schalter 14'''2 verbunden, und der vierte Anschluss
des Schalters 14'''2 ist mit
dem zweiten Anschluss des Schalters 14'''3 verbunden.
Auf ähnliche
Weise sind die Schalter 14'''1r , 14'''2r , 14'''3r der
Rückleitung
W'1,
W'2, und
W'3 in
Reihe geschaltet, d.h. der zweite Anschluss von Schalter 14'''3r ist mit dem vierten Anschluss des Schalters 14'''2r verbunden, und der zweite Anschluss
des Schalters 14'''2r ist
mit dem vierten Anschluss des Schalters 14'''1r verbunden.
Der zweite Anschluss des Schalters 14'''1r ist
mit dem zweiten Anschluss 16'''2 des Schalters 14'''1 verbunden.
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Die
dritten Anschlüsse
der Schalter 14'''1 und 14'''1r sind mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen der
Anschlusskarte 82 verbunden. Auf dieselbe Weise sind die
dritten Anschlüsse
der Schalter 14'''2 und 14'''2r mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen der
Anschlusskarte 84 verbunden, und die dritten Anschlüsse der
Schalter 14'''3 und 14'''3r sind mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen der
Anschlusskarte 86 verbunden. Die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse der
Ersatz-Anschlusskarte 80 sind
jeweils mit den vierten Anschlüssen
der Schalter 14'''3 und 14'''3r verbunden.
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5a zeigt
die Funktion der Einrichtungen in 5 für den Fall
von Fehlern der Anschlusskarten 82 und 84.
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In
diesem Fall werden die Schalter 14'''2r und 14'''2 so gesteuert, dass die Verbindung
W'''2, W'''2r mit der Ersatz-Anschlusskarte 80 gekoppelt
wird.
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Trotz
des Fehlers der Anschlusskarte 82 bleiben die entsprechenden
2×2-Schalter 14'''1 und 14'''1r in ihrer
vorherigen Position. Mit anderen Worten wird in diesem Fall die
zweite defekte Anschlusskarte nicht sofort automatisch ersetzt,
weil zusätzliche
Ersatz-Karten fehlen. In dieser Situation arbeiten die Steuerungs-Schaltkreise
so, dass sie eine Prioritäts-Tabelle
aufbauen, um die Verbindung auszuwählen, die im Fall eines Fehlers einer
Anzahl aktiver Karten, die größer ist
als die Anzahl von Ersatz-Karten, umgeschaltet wird.
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Im
Folgenden wird auf 6 Bezug genommen, die eine Vermittlungsanlage
gemäß der Erfindung zeigt,
in der eine Ersatz-Verbindung für
drei Arbeits-Verbindungen bereitgestellt wird und eine Ersatz-Anschlusskarte
für drei
aktive Anschlusskarten bereitgestellt wird.
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Um
die Darstellung zu vereinfachen, wurden die Hin- und Rückleitung
jeder Verbindung als eine einzige Leitung dargestellt. Folglich
werden das Paar von 2×2-Schaltern,
die jeweils der Hin- und der Rückleitung zugeordnet
wurden, durch einen einzigen Block 90i dargestellt.
Zum Beispiel enthält
der Block 901 in 6, der
dem Ende der Verbindung W10 zugeordnet ist,
zwei 2×2-Schalter,
die tatsächlich
so angeschlossen sind, wie die Schalter 14'''1 uns 14'''1r in, die in 5 gezeigt
werden.
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Diese
Vermittlungsanlage enthält
auf der Applikations-Platte 92 drei
identische Sätze
oder Karten 911 , 942 und 943 von
Einrichtungen, die jeweils Paare von 2×2-Schaltern 90i und die entsprechenden Steuerungs-Schaltkreise
zur Ersatzumschaltung der Einrichtungen auf der Anschluss-Platte 96 haben.
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Die
Karte 941 ist mit drei Betriebs-Verbindungen
W10, W20, W30 und einer Ersatz-Verbindung P10 gekoppelt
und enthält
vier Paare von 2×2-Schaltern, 901 , 902 , 903 und 904 ,
d.h. acht optische 2×2-Schalter.
Auf die gleiche Weise ist die Karte 942 mit
drei Betriebs-Verbindungen W'10, W'20, W'30 und einer Ersatz-Verbindung P'10 gekoppelt,
und die Karte 943 ist mit den Verbindungen
W''10,
W''20,
W''30 und
P''10 gekoppelt.
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Auf
der Anschluss-Platte 96 werden vier Anschlusskarten bereitgestellt, 981 , 982 , 983 und 984 ,
wobei die Karten 981 , 982 und 983 aktive
Karten sind, und die Karte 984 eine
Ersatz-Karte ist.
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Jede
dieser Anschlusskarten enthält
Verbindungen mit automatischer Ersatzumschaltung, wie die der Referenz 201 und 281 und 261 , wie anhand von 1 beschrieben.
Die Schaltkreise zur automatischen Ersatzumschaltung 1001 , 1002 , 1003 und 1004 sind
den Verbindungen W10, W20,
W30 und P10 zugeordnet.
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Da
die Anschluss-Platte 96 nur eine Ersatzkarte 984 zur Ersatzumschaltung der drei Sätze von
Betriebs-Verbindungen W10, W20,
W30 enthält,
ist es erforderlich, die Schalter der Karten 941 , 942 und 943 in
Reihe zu schalten. Genauer gesagt werden die Schalter 901 der Karte 941 in
Reihe zum Schalter 901 der beiden
anderen Karten 942 und 943 geschaltet, damit alle diese Sätze von
Schaltern 901 mit den Ersatzumschaltungs-Schaltkreisen 1001 der Ersatzkarte 984 gekoppelt
sind.
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Diese
Reihenschaltung oder Kopplung ist ähnlich der anhand von 5 beschriebenen.
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Der
Betrieb dieser in 6 gezeigten Vermittlungsanlage
ist ähnlich
dem Betrieb der anhand von 4 und 5 beschriebenen
Vermittlungsanlagen.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass es wie für die Ausführung in 5 erforderlich
ist, Prioritäts-Regeln
für die
Ersatzumschaltung der Sätze
von Verbindungen bereitzustellen, die den Karten 941 , 942 und 943 zugeordnet
sind, weil nur eine Ersatzkarte 984 für diese
drei aktiven Karten 981 , 982 und 983 vorhanden ist
und bei einem Ausfall von mehr als einer aktiven Karte die Prioritätsreihenfolge
automatisch festlegen muss, welcher der Verbindungssätze für die Ersatzumschaltung
gewählt
wird.
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Obwohl
in der anhand von 6 beschriebenen Ausführung eine
Ersatz-Verbindung für
N Betriebs-Verbindungen bereitgestellt wird, und eine Ersatz-Karte
für dieselbe
Anzahl N aktiver Karten bereitgestellt wird, ist es möglich, die
Anzahl n von Betriebs-Verbindungen, die durch eine Ersatz-Verbindung geschützt werden,
und die Anzahl m von aktiven Karten, die durch eine Ersatz-Karte
geschützt
werden, voneinander unabhängig
zu wählen.
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7 zeigt
die allgemeine Konfiguration einer Vermittlungsanlage, in der p
Applikations-Karten 921 , ..., 92p bereitgestellt werden. Auf jeder Applikations-Karte 92i sind m Sätze von n Verbindungen angeschlossen,
und diesen m Sätzen
von n Verbindungen sind m aktive Karten 981 ,
..., 98m und eine Ersatz-Karte 98m+1 zugeordnet.
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Die
Anzahl von 2×2-Schaltern
auf den p Applikations-Platten
kann leicht berechnet werden: Jeder Verbindung entsprechen zwei
optische 2×2-Schalter;
daher ist die Gesamtzahl von Schaltern 2xnxmxp.
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Gemäß dem aktuellen
Stand der Technik kann der Maximalwert von n 8 sein, der Maximalwert
von m kann 7 sein, und der Maximalwert von p kann 3 sein. Natürlich werden
diese Maximalwerte nur als Beispiel angegeben. Fig. 1
Active | Aktiv |
Spare | Ersatz |