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TECHNISCHES
FELD
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Klasse von Einrichtungen, die als Einrichtungen "mit Reservenumschaltung"
bekannt sind. Es gibt viele Beispiele für Einrichtungen mit Reservenumschaltung
in Systemen, insbesondere in Elektroniksystemen und spezieller in
Kommunikationssystemen. Die hier gezeigte Ausführung nach der besten Methode
der vorliegenden Erfindung ist für
eine SONET-Einrichtung (Synchronous Optical NETwork), sowohl das
Verfahren als auch unabhängig
davon die Anordnung gelten jedoch auch für andere Arten von Einrichtungen
mit Reservenumschaltung und können
in diesen realisiert werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es gibt viele unterschiedliche Arten
von Einrichtungen in einer Klasse, die Einrichtungen "mit Reservenumschaltung"
genannt wird. Diese Klasse von Einrichtungen versucht eine Erhöhung der
Zuverlässigkeit und
Verfügbarkeit
ihrer Funktionen für
den Kunden zu erreichen, indem ihre Implementation strukturiert
wird: Diese Struktur wird als redundante Sätze von Modulen realisiert,
die Unter-Teile der Einrichtung sind und die Funktionen der Einrichtung
implementieren. Diese Einrichtung ist so strukturiert und gesteuert,
dass es für
jede Eigenschaft oder Gruppe von Eigenschaften, die für die Einrichtung
wichtig sind, redundante Module gibt. In dieser Struktur gibt es
mindestens zwei Module, die jede wichtige Funktion implementieren
können.
Diese Module werden normalerweise als redundante Module oder als
redundanter Modul-Satz bezeichnet. Lösungen für Einrichtungen mit Reservenumschaltung
werden aus einem oder mehreren Sätzen
dieser redundanten Module aufgebaut. Die Voraussetzung für diese
Struktur ist, dass wenn der aktuell ausgewählte Satz ausfällt, der andere
nicht ausgewählte
identische Satz schnell den ausgefallenen Satz ersetzen kann, und
die Einrichtung ihren/ihrem Kunden weiterhin Dienste bereitstellen
kann.
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Es ist ein Verfahren und eine Anordnung
erforderlich, um Informationen bezüglich der Steuerung der Funktion,
die entscheidet, welcher der redundanten Sätze der ausgewählte oder
aktive Satz ist, zu kontrollieren und zu kommunizieren. Wenn diese
Funktion so strukturiert ist, dass sie ohne Eingreifen einer separaten Einrichtung
oder von Personal arbeitet, wird sie in der Technik allgemein als
"Automatische Reservenumschaltung (APS)" bezeichnet. Wenn sie im
Zusammenhang mit der Reservenumschaltung von Kommunikationsanlagen
verwendet wird, hat sie eine Untermenge, die allgemein "Einrichtungs-Reservenumschaltung
(EPS)" genannt wird und in Zusammenhang mit der Reservenumschaltung
der Einrichtungs-Module selbst benutzt wird. Diese Umschaltungsentscheidungen
können
von einer zentralen Steuerung getroffen werden, eine Anordnung zur
Kommunikation mit einer zentralen Steuerung und die Warteschlangen
in Verbindung mit Multitasking-Lösungen
einer zentralen Steuerung können
jedoch Verzögerungen
der Rekonfiguration der Einrichtung zur Wiederherstellung des Teilnehmerdienstes
bewirken, der ausfällt,
wenn das aktive Modul eines redundanten Modulsatzes ausfällt. Auch
geht, wenn die Systemsteuerung ausfällt oder entfernt wird, die
Möglichkeit
zur Durchführung
des Rekonfigurationsprozesses verloren. Daher ist es wünschenswert,
die Steuerfunktion der automatischen Reservenumschaltung als redundante
verteilte Lösung
zu realisieren, so dass dieser Prozess, sowie die Teilnehmerdienste
gegen einzelne Fehler geschützt
sind.
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Ein automatisches System zur Reservenumschaltung
für Netzelemente
ist zum Beispiel bekannt aus ELECTRICAL COMMUNICATION, Band 64,
Nr. 2/3, 1990, Romford (GB), Seite 194–204, XP237654, H. AHMED ET
AL. "Synchronous Transmission Systems and Cross Connects for Broadband
Networks". Dieses bekannte automatische System zur Reservenumschaltung
umfasst redundante Anlagen-Einrichtungen, wobei ein erkannter Fehler
in einer der redundanten Seiten eine Umschaltung von einer redundantert
Seite auf die andere bewirkt. Bei einer solchen Umschaltung wird
die gesamte Linie von Reserveeinrichtungen auf einer Seite durch
die andere ersetzt, sogar wenn ein Fehler nur an einer Stelle des
Arbeitskanals auftritt. Dieses Verfahren ist etwas unflexibel, da
es die verfügbaren
Einrichtungen nicht maximiert.
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Darüber hinaus würde die
Umschalt-Entscheidung typischerweise von der Systemsteuerung getroffen,
aber alle Informationen, die für
die Umschalt-Entscheidung relevant sind, müssten dann zur Systemsteuerung
gesendet werden. Da die Systemsteuerung alle Informationen im System
bedient, wird zur Durchführung
der Umschaltung viel Zeit benötigt.
Es ist auch erforderlich, dass alle Elemente auf dem Datenpfad während der
Umschaltung umgeschaltet werden müssen.
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Somit wäre eine bessere Anordnung wünschenswert,
um die Information in einer Realisierung zur automatischen SONET-Reservenumschaltung
zu kontrollieren und zu kommunizieren.
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Darüber hinaus wäre es wünschenswert,
die so kommunizierte Information in dem Ausmaß zu nutzen, dass eine redundante
Umschalt-Architektur vollständig
bereitgestellt wird.
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OFFENLEGUNG
DER ERFINDUNG
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Diese Offenlegung zeigt eine Struktur
und ein Verfahren, die dazu benutzt werden können, eine automatische Reservenumschaltung
zwischen mehreren redundanten Modulen in dieser Klasse von Einrichtungen (Einrichtungen
"mit Reservenumschaltung" genannt) bereitzustellen. Dieses Verfahren
realisiert sowohl eine "automatische Reservenumschaltung" mit verteiltem
Multiprocessing als auch eine "Einrichtungs-Reservenumschaltung",
die eine Alternative und eine Verbesserung der vorhandenen Technik
der zentralisierten Umschaltverfahren und zu anderen Verfahren der
automatischen Reservenumschaltung mit verteilter Verarbeitung darstellt.
Diese Offenlegung zeigt auch eine Anordnung, welche die Intermodul-Kommunikation
implementiert, die zur Unterstützung
dieses Verfahrens zur verteilten automatischen Reservenumschaltung
erforderlich ist.
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Diese Offenlegung zeigt auch eine
Ausführung
dieses Verfahrens und dieser Anordnung in einer elektronischen SONET-Kommunikationseinrichtung.
Die Beschreibungen und Beispiele sind von diesem Punkt an spezifisch
für eine
SQNET-Kommunikationseinrichtung.
Sowohl das Verfahren und unabhängig
davon auch die Anordnung geltert jedoch für andere Arten von geschützten Einrichtungen
und können
in ihnen implementiert werden.
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Einrichtungen des Typs, wie er in
diesem Offenlegungs-Beispiel verwendet wird, werden üblicherweise
als Netzelement bezeichnet, wodurch ihr Einsatz als ein Element
des Telekommunikationsnetzes dargestellt wird. Netzelemente werden
allgemein mit redundanten Sätzen
von mehreren Modulen realisiert. Die in dieser Offenlegung verwendeten
mehreren redundanten Modul-Sätze
umfassen die folgenden Module: Schnittstellen-Module hoher Datenrate
(High Speed Interface Modules) (ein üblicherweise für SONET-Schnittstellen
benutzter Begriff), Crossconnect-Module und Drop-Module (ein üblicherweise
für Module
geringerer Datenrate oder Zuleitungs-Module benutzter Begriff).
Das in dieser Offenlegung beschriebene Verfahren und die Anordnung
sind unabhängig
von der speziellen Einrichtung, von der Ausstattung der Einrichtung
und der zur Beschreibung der in dieser Offenlegung beschriebenen
Beispiel-Einrichtung benutzten Terminologie.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Mittel und ein Verfahren bereitzustellen, das dazu verwendet
werden kann, eine automatische Reservenumschaltung zwischen mehreren
redundanten Modulen in einer Klasse von Einrichtungen durchzuführen, die
Einrichtungen "mit Reservenumschaltung" genannt wird.
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Eine weitere Aufgabe ist es, eine
automatische Reservenumschaltungs-Architektur bereitzustellen.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung einer Anordnung zur Kommunikation
der Information für
die SONET-APS-Funktion.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Algorithmus zur automatischen Reservenumschaltung für ein redundantes
Paar von Sendemodulen realisiert und arbeitet auf dem Reserve-,
Backup- oder "B"-Modul. Dieser Algorithmus überwacht kontinuierlich den
Status der Signal-Information sowohl auf dem Modul A (Arbeits-Modul)
als auch auf Modul B (Reserve-Modul) und trifft die Entscheidung,
ob entweder das Modul A oder B ausgewählt wird, um die aktive Kopie
des Informations-Verkehrs zu übertragen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es nicht erforderlich, dass der Algorithmus zur automatischen
Reservenumschaltung, um diese Entscheidung zu treffen, mit einer
Steuerfunktion auf Systemebene oder mit irgendeinem der verteilten
Algorithmen zur automatischen Reservenumschaltung kommuniziert,
die sich in den anderen Sätzen
redundanter Module befinden.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
befindet sich zur Reservenumschaltung der Einrichtung ein Prozessorfehler-Algorithmus
auf beiden redundanten Seiten für
jedes redundante Modul-Paar. Anders ausgedrückt befindet sich zum Beispiel
für ein
redundartes Paar A und B von Schnittstellen hoher Datenrate (High Speed
Interface) der APS-Algorithmus
sowohl auf dem Schnittstellen-Modul hoher Datenrate A, als auch
B zur Kommunikation des jeweiligen Status untereinander, unabhängig von
allen anderen Modulen auf den Seiten A und B. Werden die Seiten
A und B miteinander quer verbunden, so dass die Ausgänge der
Module zur Vermittlungsstelle (Upstream) redundant auf quer verbundene
Art und Weise mit beiden redundanten Modulen in Richtung zum Teilnehmer
(Downstream) verbunden sind, wird eine Anzeige eines beliebigen
Moduls auf beiden Seiten, dass das andere einen Fehler hat, bewirken,
dass nur das Modul aus dem System genommen wird. Dies ist ein Unterschied
zum bisherigen Stand der Technik, wo ein erkannter Fehler bewirkt,
dass die gesamte Seite A oder B zu- oder abgeschaltet wird.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die APS-Funktionen asymmetrisch behandelt, indem die Algorithmen
zur Überprüfung des
Status sowohl der Seite A als auch B auf der Seite B (Reserve-Seite)
platziert werden. Somit werden gemäß der vorliegenden Erfindung
der Status bei Verlust des Signals, Rahmenverletzung, Verlust des
Pointers und einer zu hohen Bitfehlerrate auf der Reserve-Seite
(B) überprüft, während für Fehler
der Einrichtung eine mehr symmetrische Lösung genommen wird, bei der
jede spezielle Art von Modul mit dem selben Algorithmus wie sein
gleiches Modul einen Modulfehler in sich selbst sucht und seinen Status
zum anderen, gleichen Modul überträgt.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
hat ein Beispiel-Netzelement redundante Schnittstellen hoher Datenrate
(High Speed Interfaces), Crossconnects und Drop-Module, wobei jedes
Modul in Richtung zur Vermittlungsstelle auf einer redundanten Seite
ein Signal zum Modul in Richtung zum Teilnehmer und auch ein redundantes
Signal zum Modul in Richtung zum Teilnehmer auf der anderen redundanten
Seite sowohl in Sende als auch Empfangsrichtung liefert.
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Somit wird in der vorliegenden Erfindung
ein "verteiltes" Konzept eingesetzt, in dem ein Fehler in Richtung
zur Vermittlungsstelle zur Abschaltung des Moduls in Richtung zur
Vermittlungsstelle, in dem das Problem erkannt wurde, führen wird,
zur Umschaltung auf ein Reserve-Modul auf der selben Ebene in Richtung
zur Vermittlungsstelle, auf welcher der Ausgang des Ersatz-Moduls
in Richtung zur Vermittlungsstelle an beide Module in Richtung zum
Teilnehmer auf jeder redundanten Seite geliefert wird, so dass das
arbeitende Modul in Richtung zum Teilnehmer weiter arbeiten kann,
anstatt die ganze redundante Reserve-Seite gegen die arbeitende
Seite auszutauschen. Auf diese Weise werden das ersetzte Modul für die Richtung
zur Vermittlungsstelle und das ursprüngliche arbeitende Modul für die Richtung
zum Teilnehmer bis zu dem Zeitpunkt zusammenarbeiten, bis entweder
das ursprüngliche
Modul in Richtung zur Vermittlungsstelle repariert oder das Modul
für die
Richtung zum Teilnehmer als fehlerhaft erkannt wird. Im erstgenannten
Fall kann das ursprüngliche
Arbeits-Modul in
Richtung zur Vermittlungsstelle zurück in den vorherigen Modus
schalten und die Funktion für die
Richtung zur Vermittlungsstelle übernehmen.
Im letztgenannten Fall wird das Reserve-Modul in Richtung zum Teilnehmer
durch das primäre
Arbeits-Modul in Richtung zum Teilnehmer ersetzt. Auf diese Weise
wird die Unflexibilität
des bisherigen Standes der Technik, bei der eine gesamte redundante
Seite gesperrt würde, wenn
ein Problem in einem ihrer Module erkannt wird, vermieden und eine
flexiblere Lösung
wird angewendet, bei der Ressourcen maximiert werden können. Obwohl
wir ein Beispiel für
das Sperren einer Richtung zur Vermittlungsstelle gegeben haben,
was eine Umschaltung verursacht, muss erkannt werden, dass sich
das Konzept gleich gut für
das Sperren der Richtung zum Teilnehmer eignet. In anderen Worten
kann, wenn zum Beispiel eine Abschaltung in einem Zwischen-Modul
gefunden wird, das Modul durch ein redundantes Zwischen-Modul ersetzt
werden, aber die Arbeits-Module können die gleichen bleiben.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
können
die Umschalt-Entscheidungen auf den redundanten Modul-Sätzen getroffen
werden, welche die Fehler erkennen, und zu den Elementen auf dem
Datenpfad übertragen
werden. Steuerungen in den Arbeits- und in den Reserve-Schnittstellen
mit hoher Datenrate (High Speed Interfaces) kommunizieren über die
Umschalt-Entscheidungen.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
empfangen alle Elemente auf dem Datenpfad Nutzdaten sowohl von den
Arbeits- als auch den Reserve-SONET-Schnittstellen hoher Datenrate
(High Speed Interfaces). Die Entscheidung wird auf dem ersten Element
getroffen, das die Nutzdaten empfängt.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung
berücksichtigt
die Anordnung auch einen durch Selbstdiagnose erkannten Fehler der
gedruckten Leiterplatte.
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Diese und weitere Aufgaben, Eigenschaften
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte
Beschreibung einer besten Ausführung
deutlicher, wie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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1 zeigt
ein Beispiel für
eine verteilte Umschaltung, implementiert für das Umschalten einer SONET-Anlage
und der Einrichtungen, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
die manuelle Betriebsart, in der mit einer erzwungenen Umschaltung
die Einrichtung A gewählt
werden;
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3 zeigt
die manuelle Betriebsart mit einer erzwungenen Umschaltung auf die
Einrichtung B;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Reihe von gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgeführten Schritten
zeigt, die einem Anlagen-APS-Auswahl-Algorithmus entsprechen, der
in den 5–11 detaillierter erläutert wird;
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12 zeigt
ein Szenarium zur Einrichtungs-Auswahl, das gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird und einem APS-Modus-Einrichtungs-Reservenumschaltungs-Algorithmus entspricht,
der in den 13–17 detaillierter erläutert wird; Die 18 und 19 zeigen
ein Szenarium mit einem Ausfall der lokalen Steuerung, das am besten
verstanden werden kann, wenn man in 12 die 14 und 15 durch die 18 und 19 ersetzt.
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Die 20 und 21 zeigen ein Szenarium,
in dem ein nicht konfiguriertes Modul entfernt wird, das dem Szenarium
mit einem Ausfall des Nutzinformations-Pfades ähnlich ist und das ebenfalls
am besten verstanden werden kann, wenn man in 12 die 14 und 15 durch die 20 und 21 ersetzt.
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BESTE METHODE ZUR REALISIERUNG
DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Klasse von Einrichtungen, die als Einrichtungen "mit Reservenumschaltung"
bekannt sind. Es gibt viele Beispiele für Einrichtungen mit Reservenumschaltung
in Systemen, insbesondere in Elektroniksystemen und spezieller in
Kommunikationssystemen. Die hier gezeigte Ausführung nach der besten Methode
der vorliegenden Erfindung ist für
eine SONET-Einrichtung (Synchronous Optical NETwork), sowohl das
Verfahren als auch unabhängig
davon die Anordnung gelten jedoch auch für andere Arten von geschützten Einrichtungen
und können
in diesen realisiert werden.
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1 zeigt
eine Implementation einer verteilten APS-Umschaltung 10 für das Umschalten
einer SONET-Anlage und der Einrichtungen, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine SONET-Anlage, wie z. B. eine Fernsprechvermittlungsstelle,
liefert ein SONET-Signal, wie z. B. ein
OC-3-Signal auf einer Leitung 12 und ein OC-3-Reserve-Signal
auf Leitung 14, das ein Duplikat des Signals auf Leitung 12 ist
und als Reserve dient. Ein SONET-Netzelement
(im Industrie-Sprachgebrauch "Einrichtung"), wie in 1 gezeigt, kann eine SONET-Schnittstelle
A 16 zum Anschluss an die OC-3-Arbeitsleitung (OC3 Working Line) 12 haben
und hat auch eine SONET-Schnittstelle B, d. h. eine Reserve-Schnittstelle 18 zum
Anschluss an die Reserveleitung (Protection Line) 14. Eine
Kommunikationsverbindung (Communication Zink) 20 wird zwischen
der Schnittstelle A 16 und der Schnittstelle B 18 zur Übertragung
des Status aufgebaut. Es kann zum Beispiel sein, dass die Schnittstelle
mit hoher Datenrate (High Speed Interface) A 16 ein Problem auf
der OC-3-Leitung 12 erkennt wie durch ein "X" 22 angezeigt,
und über
die Kommunikationsverbindung (Communication Link) 20 der
Schnittstelle mit hoher Datenrate (High Speed Interface) B 18 anzeigt,
dass ein Problem vorliegt.
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Die Befehle zur Modul-Auswahl werden
durch ein Byte K1* an einen Crossconnect A 24 übertragen, das von der Schnittstelle
hoher Datenrate (High Speed Interface) 16 in ein internes
SONET-ähnliches,
aber paralleles Signal eingefügt
wird und über
einen parallelen Datenpfad 28 übertragen, der zwischen der
Schnittstelle hoher Datenrate (High Speed Interface) A 16 und dem
Crossconnect A 24 vorhanden ist. Das Byte K1* ist ein internes APS-Byte,
das in derselben Byte-Position übertragen
wird, wie das SONET-K1-Byte. Ein Datenpfad wird auch auf einer Leitung 30 bereitgestellt,
um das Byte K1* von der Schnittstelle hoher Datenrate (High Speed
Interface) A 16 jederzeit zum Crossconnect B 26 zu übertragen.
Somit wird das Byte K1*, das unter Normalbedingungen die Anforderung
des ausgewählten
aktiven Moduls hoher Datenrate mit der OC-3-Arbeitsleitung (0C3 Working
Line) 12 anzeigt, auch über
die Schnittstelle hoher Datenrate (High Speed Interface) A 16 über Leitung 30 zum
Crossconnect B 26 übertragen.
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Auf gleiche Weise wird eine parallele
Datenleitung 32 zwischen der Schnittstelle hoher Datenrate (High
Speed Interface) B 18 und dem Crossconnect 26 bereitgestellt,
und eine weitere Datenleitung 34 wird zwischen der Schnittstelle
hoher Datenrate (High Speed Interface) B 18 und dem Crossconnect
A 24 bereitgestellt.
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Die Entscheidung zur Umschaltung
auf eines der anderen Module hoher Datenrate wird über diese Leitungen
im Byte K1* übertragen,
wie weiter unten beschrieben. Ein Byte K2* wird über ein Quittungssignal in
Gegenrichtung von den Crossconnects zu den Schnittstellen hoher
Datenrate bereitgestellt, um die Einwilligung oder deren Fehlen
anzuzeigen (nicht dargestellt).
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Da die Crossconnects 24, 26 jederzeit
auf eintreffende Daten sowohl von der Arbeitsleitung 12 als auch
der Reserveleitung 14 reagieren, kann jede Entscheidung,
auf die andere Schnittstelle hoher Datenrate umzuschalten, fast
sofort bewirkt werden, ohne hin und her zu kommunizieren, ohne eine
Steuerfunktion auf Systemebene und ohne dass ein Signalpfad aufgebaut
werden muss, wo vorher keiner vorhanden war. Darüber hinaus wird durch Bereitstellung
der Auswahl des Moduls in Richtung zur Vermittlungsstelle im Byte
K1 * selbst zu den Crossconnects keine zusätzliche Steuerungs-Funktionalität für die Entscheidung
und die Ausführung
der Auswahlfunktion benötigt.
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Weiterhin werden ein Paar von redundanten
Modulen in Richtung zum Teilnehmer 36, 38, wie
z. B. Drop-Module in Bezug zu den Crossconnects 24, 26 verteilt.
Anders ausgedrückt
reagiert Drop-Modul 36 jederzeit auf die Ausgangssignale von Crossconnect
A 24 und Crossconnect B 26, die auf den Signalleitungen 40,
bzw. 42 bereitgestellt werden. Auf gleiche Weise reagiert Drop-Modul 38 auf
die Ausgangssignale von Crossconnect A 24 auf einer Leitung 44,
während
es gleichzeitig auf das Ausgangssignal von Crossconnect B 26 auf
einer Leitung 46 reagiert. Die in Drop-Richtung gehenden
Signalpfade, wie in 1 gezeigt,
sind natürlich
auch in Gegenrichtung, in Hinzufügungs-Richtung,
anwendbar (nicht dargestellt).
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Die in 1 gezeigte
Architektur erlaubt eine verteilte Umschaltung nicht einsatzfähiger Hardware, wobei
zum Beispiel wenn Crossconnect A 24 als nicht einsatzfähig erkannt
wird, Crossconnect B benutzt wird, um auf das Signal auf Leitung 30 zu
reagieren, da ein kontinuierlicher Arbeitskanal in Richtung zur
Vermittlungsstelle mit dem Signal auf Leitung 32 weiter
seine Rolle als Reserve-Kanal erfüllt. Dies ist ein Unterschied zum
bisherigen Stand der Technik der automatischen Reservenumschaltung,
nach dem, wenn eine Komponente wie z. B. Crossconnect A als fehlerhaft
erkannt wurde, die gesamte Reihe von Modulen 16, 24, 36 außer Betrieb
genommen würde
und die Einrichtungen 18, 26, 38 als
Reserve hierfür
eingesetzt würden,
um eine komplette neue Reihe von Modulen zu bilden. Dies ist eine
ziemlich urflexible Lösung,
mit der die verfügbaren Einrichtungen
nicht maximiert werden. Unsere Lösung
erlaubt eine flexiblere und leistungsfähige gemeinsame Nutzung von
Komponenten, wodurch sich die Möglichkeiten
der automatischen Reservenumschaltung des Systems verbessern.
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In der vorliegenden Offenlegung wird überall auf
eine STS-1**-Schnittstelle Bezug genommen, bei der es sich um eine
firmeneigene Schnittstelle handelt, die in den Netzelement-Einrichtungen
des Anmelders als Anordnung zur Implementation der Intermodul-Übertragung
der SONET-Nutzinformation eingesetzt wird. Da die über Intermodul-Verbindungen
zur Verfügung
stehende Bandbreite größer ist
als die, welche für
die SONET-Nutzinformation selbst erforderlich ist, wird die STS-1**
auch als Anordnung zur Implementation mehrerer Systemfunktionen
benutzt. Diese Funktionen umfassen eine interne Überwachung des Verbindungsstatus
der STS-1**, eine automatische Einrichtungs-Reservenumschaltung (APS) und eine automatische
Reservenumschaltung der SONET-Anlage.
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A. STS-1**-Datenformat
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Das Format und der Informationsinhalt
von STS-1** ist im allgemeinen gleich dem der SONET-STS-1, wie in
ANSI T1.105–1990
definiert, die hier als Referenz aufgenommen wurde, mit der Ausnahme,
dass abhängig
von der Schnittstelle, die Kopfinformations-Bytes Informationen übertragen
können,
die identisch zu denen auf der entsprechenden STS-1-Verbindung sind,
zu intern erzeugten und/oder abgeschlossenen Signalen sind oder
zu Kopfinformations-Byte-Positionen, in denen Informationen undefiniert
oder unbenutzt sind. Jede STS-1**-Nutzinformations-Verbindung wird
von einem STS-1**-Sync-Signal mit 8 kHz begleitet, um die Lage des
STS-1**-Rahmens zu erkennen. Auch ist kein Teil des STS-1** verwürfelt.
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Die allgemeine Position und die Beschreibung
von Bytes im STS-1 ** wird im Folgenden für alle STS-1**-Verbindungen
definiert, einschließlich
optischer und elektrischer Schnittstellen, der Drop-Module und sowohl
STS-, als auch VT-Crossconnects.
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B. STS-1**-Verbindungs-Struktur
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Die STS-1**-Schnittstelle ist als
eine 8 Bit breite, STS-1-byteorientierte Parallelschnittstelle implementiert.
Die Byte-Grenzen der STS-1**-Schnittstelle sind so definiert, dass
SONET-Rahmenbildungs-Bytes, Kopfinformations-Bytes und Nutzinformations-Bytes
in einem einzigen Taktzyklus übertragen
werden. Die Taktrate des STS-1** beträgt 6,48 MHz (51,840 MHz geteilt
durch 8 Bit pro Byte). Die Lage des Al-Rahmenbildungs-Bytes wird durch ein
gleichzeitiges Ein-Bit-Sync-Signal mit 8 kHz erkannt.
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in Empfangsrichtung (die Richtung
von den Schnittstellen hoher Datenrate (High Speed Interfaces) und
den Drop-Schnittstellen-Modulen in Richtung zum Crossconnect) besteht
jede STS-1** aus einer 8 Bit breiten, STS-1-byteorientierten Parallelschnitstelle
und einem 1-Bit-STS-1**-Sync-Signal. Die zeitliche Lage des A1-Bytes
und des STS-1**-Sync-Signals
muss von diesen Schnittstellen-Modulen zu einem Zeitpunkt auf den
Bus gegeben werden, der drei 6,48-MHz-Taktzyklen hinter dem Zeitpunkt
liegt, zu dem die Schnittstellen das 2-kHz-Netzelement-Rahmen-Sync-Signal
vom Taktmodul empfangen haben. Die Position des A1-Bytes für Module,
welche das STS-1** empfangen, wird durch das 8-kHz-STS-1**-Rahmen-Sync-Signal
gekennzeichnet, welches das STS-1** als getrenntes Signal begleitet.
Dieses Sync-Signal ermöglicht
es jeder Empfangs-Schnittstelle, einen Rahmenbildungs-Schaltkreis
zu implementieren, um jedoch die Kompatibilität zu einigen vorhandenen ASICs
(nicht gezeigt) beizubehalten, bleibt es in diesem Fall für jeden
STS-1**-Sender erforderlich,
einen A1-, A2-Rahmenbildungs-Generator zu implementieren. Man beachte,
dass die zeitliche Lage des STS-1** und seines Sync-Signals getrennt
ist und vom 2-kHz-Sync-Signal
des Netzwerkelementes positioniert wird, das von einem Synchronisations-Subsystem (nicht
gezeigt) von allen STS-1**-erzeugenden, Nutzinformation übertragenden
Modulen empfangen wird.
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In Senderichtung (die Richtung vom
Crossconnect zu den Schnittstellen hoher Datenrate (High Speed Interfaces)
und den Drop-Schnittstellen-Modulen) ist die Definition und Funktion
des STS-1** gleich wie in Empfangsrichtung. Das STS-1**-Signal besteht
aus einer 8 Bit breiten, STS-1-byteorientierten Parallelschnittstelle
und einem 1-Bit-STS-1 **-Sync-Signal.
Die Position des A1-Bytes wird durch ein 8-kHz-STS-1**-Rahmen-Sync-Signal
gekennzeichnet, welches das STS-1** als getrenntes Signal begleitet.
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C. STS-1**-Fehlerüberwachung
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Jede STS-1 **-Schnittstelle. enthält einen
gültigen
BIP-8-Paritäts-Code
in der B2-Position
des STS-1**-Rahmens. Dieses B2-Byte wird als B2* bezeichnet. Das
B2*-Byte ist ein BIP-8 mit ungerader Parität (im Gegensatz zum SONET B2,
das eine gerade Parität
hat), wird über
alle Bytes der STS-1**-Leitungs-Kopfinformation und der STS-Nutzinformation
berechnet und bietet eine Vollzeit-Überwachung der STS-1**-Verbindung
im Betrieb. Jede STS-1**-Verbindung verwendet B2* zur Erkennung
einer Verschlechterung des Signalzustandes auf jedem der 8 parallelen
Bits. Durch Überwachung
von B2* wird die Fähigkeit
jedes STS-1 ** zur Übertragung
von fehlerfreien Nutzinformationen kontinuierlich beurteilt. Dieses
Verfahren bietet Mechanismen zur Erkennung des Verlustes eines STS-1
**-Signals und eines
Rahmenverlustes, erkennt Fehler durch fest auf 0 und auf 1 liegende
Bits auf einer oder mehreren Leitungen und erkennt zufällige oder
deterministische Bitfehler in der Kopfinformation und in der STS-Nutzinformation.
Diese Information steht den Funktionen zur automatischen Reservenumschaltung
der Einrichtungen und der Anlage (APS) und den Wartungsfunktionen zur
Verfügung.
Die B2*-Funktion liefert die Primär-Bedingung für die APS,
um die Nutzinformation in einer Duplex-Einrichtung umzuschalten,
die auf STS-1**-Schnittstellen-Fehler
und auf das Entfernen nicht konfigurierter Module eingestelltist.
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B2* wird erkannt und für alle STS-1**-Empfänger ausgewertet.
Ein erkannter Fehler in einer beliebigen der 8 BIP-Fehler-Positionen
in einem STS-1**-Rahmen wird als ein einzelner STS-1**-Verbindungs-Fehler
gezählt.
Das Auftreten eines Einzelfehlers wird in einem STS-1**-Fehlerprotokoll-Register
mit einem Bit gespeichert. Auf dieses Register kann die lokale Steuerung
(nicht gezeigt) zugreifen, es kann von der Steuerung gelesen und
von ihr zurückgesetzt
werden. Die Erkennung eines STS-1**-Verbindungs-Fehlers kann durch
einen Interrupt der Steuerung begleitet sein.
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STS-1**-Verbindungs-Fehler liefern
auch ein Eingangssignal für
einen STS-1**-Status-Mechanismus. Diese
Funktion bietet eine Anzeige des langfristigen Zustandes jeder STS-1**-Verbindung.
Diese Funktion wird durch einen 5-Bit-Aufwärts-/Abwärts-Zähler ohne Über-/Unterlauf (Division durch
32) implementiert. Der Zähler
zählt für jeden
STS-1**-Rahmen,
der ohne STS-1**-Verbindungs-Fehler empfangen wurde, in Schritten von
1 herunter bis auf Null(aber nicht über die Null hinaus). Für jeden
STS-1**-Rahmen, der mit einem STS-1 **-Verbindungs-Fehler empfangen
wurde, wird der Zähler
um 4 bis 32 (aber nicht über
32 hinaus) inkrementiert. Wenn der Wert des Zählers 16 überschreitet,
wird die STS-1-Verbindung als fehlerhaft betrachtet. Dieser Status
ist das B2*-Eingangssignal für
die Funktion zur automatischen Einrichtungs-Reservenumschaltung,
und es wird eine Anderung des Status des B2*-Zustandes als Interrupt-Ereignis
an die lokale Steuerung gesendet. Diese Eigenschaft wird in der
oben zitierten, vom gleichen Anmelder eingereichten Patentanmeldung
U. S. Seriennummer (Atty. Docket No. 907–121) weiter offen gelegt und
als Patent beansprucht.
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D. STS-1**-Auswahlmechanismus
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Alle Nutzinformation übertragenden
Modul-Schnittstellen bestehen aus einem redundanten Satz von STS-1**-Sende-
und Empfangs-Datenverbindungen A und B. Die Auswahl einer aktiven
Verbindung aus diesen redundanten Sätzen A und B von STS-1**-Eingängen erfolgt
an jedem STS-1**-Schnittstellen-Empfänger. Die Auswahl basiert auf
zwei Modi von Auswahlmechanismen:
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- 1) Manueller Modus (Auswahlmechanismus durch lokale Steuerung)
- 2) APS-Auswahl-Modus (geführter
Auswahlmechanismus)
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Diese Auswahlmechanismen werden im
Folgenden detailliert diskutiert. Sie werden nach Zweck, Funktionalität und Priorität bewertet.
Jedes der in Kürze
erscheinenden ADM-150-Produkt-Module
des Anmelders, die eine STM-1**-Schnittstelle empfangen, müssen die
STS-1**-Empfänger-Auswahlfunktion
haben, die in der Lage ist, beide oben angegebenen Modi des Auswahlmechanismus
abzuschließen.
Module, welche die STS-1**-Schnittstelle erzeugen, können einen
APS-Erzeugungs-Mechanismus mit vollem Funktionsumfang implementieren
oder nicht, zum Beispiel würde
der Anlagen-APS-Erzeugungs-Algorithmus in Anlagen-Schnittstelleninodulen,
welche die redundante Anlagen-Reservenumschaltung nicht anbieten,
nicht implementiert. Diese Module würden nur den Einrichturigs-APS-Teil
des Umschalt-Algorithmus erzeugen. Die Zustandstabelle für die STS-1**-Auswahl
ist in der unten stehenden Tabelle I sowohl für den manuellen als auch den APS-Modus
zusammengefasst.
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TABELLE
I STS-1**-APS-Auswahl-Algorithmus
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D.1. Manueller Modus (Auswahlmechanismus
durch lokale Steuerung)
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Der manuelle Modus bietet ein Verfahren
für die
lokale Steuerung oder das Modul, welches eine STS-1**-Auswahlfunktion
durchführt,
alle anderen Auswahlmechanismen zu überschreiben und vorzuschreiben,
ob der STS-1**-Empfänger
den STS-1**-Eingang A oder B auswählt. Dies ist der Auswahlmechanismus mit
der höchsten
Priorität,
und alle anderen Auswahlmechanismen werden ignoriert, wenn diese
Funktion aufgerufen wird. Diese Funktion wird hauptsächlich eingesetzt,
um die Herausnahme eines Moduls aus dem Dienst zu erleichtern. Alle
Module, die ein STS-1** von dem zur Entfernung ausgewählten Modul
empfangen, können
diesen Mechanismus verwenden, um ihre aktiven Empfangs-Nutzinformations-Pfade über den
alternativen Duplex-Einrichtungs-Satz zu leiten. Wenn alle aktiven
Nutzinformations-Pfade um das ausgewählte Modul herum umgeleitet
wurden, kann das Modul entfernt werden, ohne dass der Satz von Alarmmeldungen erzeugt
wird, der das nicht konfigurierte Entfernen eines Moduls begleitet.
In Übereinstimmung
mit der beabsichtigten Verwendung steht, dass bei Einsatz dieser
Funktion zum Überschreiben
der Einrichtungs- und/oder Anlagen-APS-Mechanismen ein Verlust der
aktiven Nutzinformation auftreten kann. Man beachte, dass bei Aufrufen
des manuellen Modus alle Einrichtungs- und Anlagen-APS-Algorithmen
noch arbeiten und gültige STS-1**-Auswahl-Anforderungen
und Antworten übertragen.
Im manuellen Modus werden die Auswahl-Anforderungen des APS-Auswahl-Algorithmus
einfach ignoriert und durch die Auswahl des manuellen Modus ersetzt.
Diese Funktion ist wichtig, wenn der manuelle Modus verlassen und
in den APS-Modus zurückgekehrt wird.
Da die APS-Algorithmen niemals unterbrochen werden, kennt die lokale
Steuerung den korrekten STS-1**-Auswahl-Zustand, in den zurückgekehrt
werden muss.
-
D.2. APS-Auswahl-Modus (geführter Auswahlmechanismus)
-
Der APS-Auswahlmechanismus bietet
ein Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, das es dem STS-1**-Empfänger als Auswahlpunkt für die APS-Funktion
zu agieren. Daher stellt eine Umschaltung von STS-1** A auf STS-1**
B eine Umschaltung vom primären
Pfad (normalerweise als #1, A oder Primär-Pfad bezeichnet) auf den
sekundären
Pfad (normalerweise als Reserve- B- oder Sekundär-Pfad bezeichnet) dar. In allen
Modulen des Anmelders, in denen ein Verfahren zur Duplex-Einrichtungs-
und/oder Anlagen-Reservenumschaltung
implementiert ist, wird dieser Mechanismus verwendet. Der APS-Auswahlmechanismus
wird durch den Auswahlmechanismus der lokalen Steuerung überschrieben.
Die Zustandstabelle für
die STS-1**-Auswahl ist in Tabelle I sowohl für den manuellen als auch den
APS-Modus zusammengefasst.
-
Wie oben angedeutet, kommuniziert
der APS-Auswahlmechanismus zwischen dem Modul zur STS-1**-Erzeugung
und dem STS-1** empfangenden (Auswahl-) Modul unter Verwendung der
Bytes K1* und K2* der STS-1**-Verbindung. Diese Bytes befinden sich
in der STS-1**-Kopfinformatioan derselben Position wie die Bytes
K1 und K2, welche die Anlagen-APS-Funktion in der SONET-Anlage implementieren,
haben aber eine einzigartige Definition und Behandlung. Jedes K1*-
und K2*-Byte des STS-1** wird unabhängig für drei Rahmen integriert (drei
aufeinander folgende identische Werte), bevor es als gültig betrachtet
wird. Ein Interrupt wird an die lokale Steuerung gesendet, wenn
der integrierte Wert von K1 und/oder K2* sich ändert. Der Auswahlmechanismus
benutzt dann die A/B-STS-1**-Auswahlanforderung
im Byte K1 * der arbeitenden STS-1**-Schnittstelle(n) gemäß der in
Tabelle I angegebenen Auswahl-Zustandstabelle.
-
K1*-Anforderungen, die sowohl von
den STS-1**-Eingängen
A und B empfangen werden, als auch der aktuelle STS-1**-Auswahlzustand
werden in Gegenrichtung im Byte K2* zurückgegeben. Dies erlaubt es
dem STS-1**-Umschaft-Erzeugungs-Mechanismus, den aktuellen Zustand
seiner Duplex-Einheit und des STS-1**-Empfängers in Richtung zum Teilnehmer
zu kennen.
-
Das Byte K1* ist der Befehlskanal
des APS-Mechanismus. Er verwendet die drei niederwertigsten Bits (LSB)
des Bytes, um APS-Auswahl-Anforderungen zu signalisieren. Die Anforderungen
sind für
Auswahl A, Auswahl B und Keine Präferenz. Keine Präferenz wird
benutzt, um zu signalisieren, dass vom STS-1**-erzeugenden Modul
ein lokaler Fehler erkannt wurde, und dass der Empfänger der
APS-Anforderung von der Duplex-Einheit Folge leisten soll. Auch
kann jede Anforderung zwei Werte haben, wobei einer die Invertierung
des anderen ist (d. h. Code Auswahl A = 001 oder 110). Dies dient
zur Erkennung von versteckten Fehlern im APS-Auswahl-Datenpfad.
Die K1*-Anforderungs-Bits werden im Byte K2* vom empfangenden Ende
reflektiert. Durch Senden des invertierten Codes für die aktuelle
APS-Anforderung
kann der neue Code im zurückgesendeten
Byte K2* gesehen werden, wodurch der Datenpfad überprüft wird, ohne die aktuelle
APS-Auswahl zu beeinflussen. Die Codes 000 und 111 werden nie erzeugt,
und wenn sie empfangen werden, werden sie eine Fehlerbedingung anzeigen
und als Keine Präferenz
behandelt. Tabelle II enthält
eine Zusammenfassung der Definition und der Werte des gesendeten
und empfangenen Bytes K1*.
-
TABELLE
II Definitionen des Bytes K1 * (Befehlsbyte)
-
Das Byte K2* ist der Status-Rückkanal
des APS-Mechanismus. Es sendet die von jedem Modul gesendeten K1*-Auswahl-Anforderungs-Bits
und den Empfangseinheits-Modus des Duplex-Moduls (manuell erzwungen
oder APS) zurück.
Dies erlaubt es dem APS-Algorithmus
in jedem Modul, den Status der Empfangseinheit in Richtung zum Teilnehmer
und seiner Duplex-Partnereinheit zu kennen. Die empfangenen K1*-Anforderungs-Bits werden
im Byte K2* reflektiert, es sei denn es wird ein B2*-Verbindungsfehler
in dieser Verbindung erkannt, in diesem Fall wird ein Code 111 zurückgesendet,
um zu signalisieren, dass ein Verbindungsfehler erkannt wurde. Ein
Code 000 wird niemals erzeugt, und falls er empfangen wird, zeigt
er eine Fehlerbedingung an. Tabelle III enthält eine Zusammenfassung der
Definition und der Werte des gesendeten und des empfangenen K2*-Bytes.
-
Die in jedem K2*-Byte enthaltene
Information ist ein vollständiger
Satz der Auswahl-Anforderungen von
den redundanten Modulen A und B, und außerdem der Zustand des Auswahl-Mechanismus
im Modul in Richtung zum Teilnehmer. Diese Information kann von
einem Überprüfungs-Algorithmus
bewertet werden, der eine Untermenge des APS-Algorithmus ist, um nachzuweisen, dass
der vom APS-Algorithmus erzeugten Auswahlentscheidung tatsächlich in
allen Modulen, die an dem APS-Prozess beteiligt sind, Folge geleistet
wurde. Dieser Überprüfungs-Algorithmus
kann somit nachweisen, ob jede der Kommunikationsverbindungen zwischen
den zu dem APS-Prozess gehörenden
Modulen korrekt arbeitet. Er kann auch nachweisen, dass jedes redundante
Modul Umschalt-Zustands-Anforderungen
von der Kommunikationsverbindung zwischen den redundanten Modulen
zu den Modulen in Richtung zum Teilnehmer, welche die Auswahlfunktion
durchführen, korrekt überträgt. Durch
Ersatz der redundanten Werte der Auswahl-Anforderungen kann der Überprüfungs-Algorithmus
auch den Status (in Betrieb oder ausgefallen) aller Nachrichtenverbindungen
und Nachrichten-Übertragungsfunktionen
nachweisen. Da jeder der Umschalt-Anforderungs-Zustände einen
redundanten Satz von Werten hat, können diese Tests kontinuierlich
ausgeführt
werden, ohne dass der Teilnehmerverkehr beeinflusst wird. Daher
liefert diese Erfindung die Methodik und den Mechanismus zur Bereitstellung
einer umfassenden, kontinuierlichen, im Dienst durchgeführten Selbstdiagnose
der APS-Funktion, welche die Teilnehmerdienste nicht beeinträchtigt.
-
TABELLE
III Definitionen des Bytes K2* (Status)
-
Eine wichtige Eigenschaft der STS-1**-Schnittstelle
ist, dass die gewählte
A/B-STS-1**-Information, die
vom Byte K2* über
die STS-1**-Verbindung in Gegenrichtung übertragen wird, vom APS-Prozess
benutzt werden kann, um den Schutz der Einrichtungen über die
STS-1 **-Verbindungen auszudehnen.
-
D.3 Beschreibung des STS-1**-Auswahl-Algorithmus
-
Es folgt eine Beschreibung der verschiedenen
Zustände
des STS-1**-Auswahl-Algorithmus, die in Tabelle I angegeben sind.
-
Unter normalen Betriebsbedingungen
haben die A/B-STS-1**-Umschalt-Anforderungs-Bits
im Byte K1* von den A- und B-STS-1** erzeugenden Modulen denselben
Wert, und der Umschalt-Anforderung muss Folge geleistet werden,
wenn der beschriebene K1*-Überprüfungs-Algorithmus
erfüllt
wurde.
-
Im normalen transienten Fall (wobei
die A/B-STS-1**-Umschalt-Anforderungs-Bits im Byte K1* nicht in exakt
die selben Rahmen passen, eine normale Bedingung bei der Umschaltung)
oder wenn ein Ausfall einer Einrichtung eine widersprüchliche
Umschalt-Anforderung
von den A- und B-STS-1**-Generatoren liefert, behält der A/B-STS-1**-Umschalt-Auswahl-Mechanismus
den Zustand "Keine Änderung"
bei (wenn gerade STS-1** A ausgewählt wurde, fährt er mit
der Auswahl von STS-1** A fort, dasselbe erfolgt bei der Auswahl von
STS-1** B), bis dieser widersprüchliche
A/B-STS-1**-Auswahl-Umschalt-Zustand
beseitigt ist.
-
Wenn beide STS-1**-Auswahl-Anforderungs-Generatoren
den Zustand "Keine Anforderung" anzeigen, behält der Auswahl-Mechanismus
den oben beschriebenen Zustand "Keine Änderung" bei.
-
Wenn ein einzelner STS-1**-Verbindungsfehler
erkannt wird, folgt der STS-1**-Auswahl-Algorithmus den
A/B-STS-1**-Anforderungs-Bits der STS-1**-Verbindung, die noch ohne
Fehler arbeitet, sogar wenn die A/B-STS-1**-Umschalt-Anforderungs-Bits
die fehlerhafte. Verbindung auswählen
(dies sollte eine vorübergehende
Bedingung sein). Dieses Auswahlkriterium kann die Auswahl einer
nicht funktionierenden oder sogar nicht vorhandenen Anlagen-Schnittstelle
erzwingen, was zum Verlust von Nutzinformationen führen kann,
dies ist jedoch konsistent zu den Anlagen-APS-Szenarien.
-
Wenn beide STS-1**-Verbindungen ausgefallen
sind, behält
der Auswahl-Mechanismus
den oben beschriebenen Zustand "Keine Änderung" bei.
-
Wenn der Auswahlmechanismus im manuellen
Modus dem Auswahlmechanismus den Befehl gibt, die A- oder B-STS-1
** auszuwählen,
folgt der Auswahlmechanismus dem Befehl, sogar wenn die Auswahl-Anforderung
im Widerspruch zur Auswahl-Anforderung im APS-Modus steht, die im
Byte K1 * empfangen wird.
-
D.4. STS-1**-Auswahl-Szenarien
-
Im Folgenden werden spezielle Beispiele
von STS-1**-Ereignissen angegeben.
-
D.4.1 Manueller Modus Auswahl-Szenarien
der lokalen Steuerung
-
Es gibt zwei Zustände des Auswahlmechanismus
der Steuerung, den Zustand Auswahl STS-1 ** A und den Zustand Auswahl
STS-1 ** B. Beispiele für
diese beiden Zustände
sind in den 2, bzw.
3 gezeigt. Die folgenden Ereignis-Beschreibungen beschreiben diese
beiden.
-
Manueller Modus, Auswahl STS-1**
A (2)
-
- 1. Anfangszustand: Der Anfangszustand kann ein beliebiger
der STS-1**-Auswahl-Zustände sein
- 2. Eine Steuerfunktion auf Systemebene konfiguriert die Steuerung
zur Auswahl von STS-1** A: Dies kann eine Reaktion auf einen am
Bedienterminal eingegebenen Befehl oder einen Betriebssystem-Befehl
oder auf eine lokale Test- oder Wartungsroutine sein.
- 3. Die lokale Steuerung konfiguriert den STS-1**-Auswahl-Algorithmus
zur Auswahl von STS-1** A: Dieser Befehl ist absolut und überschreibt
alle anderen Eingangsparameter für
den Auswahlmechanismus.
- 4. Zustand STS-1** A: Der Mechanismus zur STS-1**-Auswahl befindet
sich nun im Zustand Auswahl von STS-1** A und bleibt hier, bis eine
andere Konfiguration erfolgt.
-
Manueller Modus, Auswahl STS-1 **
B (3)
-
- 1. Anfangszustand: Der Anfangszustand kann ein beliebiger
der STS-1**-Auswahl-Zustände sein
- 2. Eine Steuerung auf Systemebene konfiguriert die Steuerung
zur Auswahl von STS-1** B: Dies kann eine Reaktion auf einen am
Bedienterminal eingegebenen Befehl oder einen Betriebssystem-Befehl
oder auf eine lokale Test- oder Wartungsroutine sein.
- 3. Die lokale Steuerung konfiguriert den STS-1**-Auswahl-Algorithmus
zur Auswahl von STS-1** B: Dieser Befehl ist absolut und überschreibt
alle anderen Eingangsparameter für
den Auswahlmechanismus (Zustand K1* und B2*).
- 4. Zustand STS-1** B: Der Mechanismus zur STS-1**-Auswahl befindet
sich nun im Zustand Auswahl von STS-1** B und bleibt hier, bis eine
andere Konfiguration erfolgt.
-
D.4.2. APS-Modus Szenarien
für die
geführte
Auswahl
-
Es gibt zwei Arten von APS-Modus-Auswahl-Algorithmen,
einen Anlagen-APS-Auswahl-Algorithmus und
einen Algorithmus zur Einrichtungs-Reservenumschaltung. APS-Auswahl-Algorithmen
zur Anlagen-Reservenumschaltung werden in den Anlagen-Schnittstellenmodulen
von Anlagen mit Duplex-Anlagen-Reservenumschaltung (hauptsächlich SONET-Anlagen)
ausgeführt.
Algorithmen zur Anlagen-Reservenumschaltung zeichnen sich durch
die Eigenschaft aus, dass sie in Anlagen-Schnittstellen arbeiten,
in denen kein Prozessor- oder Einrichtungs-Fehler vorliegt. Wenn
ein Fehler einer Einrichtung erkannt wird, übernimmt der Algorithmus zur
Einrichtungs-Reservenumschaltung den APS-Prozess. Algorithmen zur
Einrichtungs-Reservenumschaltung sind in allen Modulen mit Duplex-Einrichtungs-Reservenumschaltung
implementiert (einschließlich
Module mit Anlagen-Reservenumschaltung).
Die folgenden Abschnitte enthalten Beispiele für beide Arten der Reservenumschaltung
im APS-Modus.
-
D.4.3. APS-Modus, Szenarium
zur Anlagen-Auswahl
-
Das Szenarium zur Anlagen-Auswahl
wurde konstruiert, um zu demonstrieren, wie der STS-1**-Auswahl-Mechanismus
die Funktion der Auswahl von STS-1** A (Arbeitsleitung) oder STS-1**
B (Reserveleitung) implementiert. Der APS-Modus des STS-1**-Auswahl-Mechanismus
wird benutzt, um die Auswahl der Anlagen-Reservenumschaltung für eine Anlage
zu implementieren, die über
eine Duplex-Anlagen-Reservenumschaltung
verfügt
(üblicherweise
als 1 : 1 oder 1 + 1-Anlagen-Reservenumschaltung bezeichnet). SONET-Schnittstellen
sind Beispiele für
Anlagen, die normalerweise mit Duplex-Anlagen-Reservenumschaltung konstruiert
werden, dieser Mechanismus funktioniert jedoch mit allen Anlagen-Schnittstellen,
wenn sie einen Modus zur Duplex-Anlagen-Reservenumschaltung implementiert haben.
-
SONET-Schnittstellen sind die einzigen
Anlagen-Schnittstellen, die zurzeit für einen Betrieb im Modus zur
Duplex-Anlagen-Reservenumschaltung konstruiert werden, daher ist
dieses Szenarium für
die OC-N-Schnittstelle geschrieben. Man beachte, dass gemäß der Erfindung
die OC-N-Anlagen-APS ein unsymmetrischer Algorithmus zur Reservenumschaltung
ist, d. h. Anlagen-Fehler auf der Arbeitsleitung werden anders behandelt
als Artlagen-Fehler auf der Reserveleitung. Da der Fehler auf der
Reserveleitung keine Aktion durch den STS-1**-Auswahl-Mechanismus
erfordert, wenn die Nutzinformation über die Arbeitsleitung übertragen
wird, gibt es für
dieses Ereignis kein explizites Szenarium zur STS-1 **-Auswahl. Durch
den Ausfall der Reserve-Strecke ausgelöste Aktionen stehen unter diesen
Bedingungen hauptsächlich
in Zusammenhang zu Alarmen.
-
Der Ausfall der Reserveleitung, wenn
die Arbeitsleitung ausgefallen ist, eine Umschaltung zur Reserveleitung
stattgefiunden hat, der Fehler der Arbeitsleitung beseitigt wurde
und auf eine manuelle Wiederherstellung gewartet wird, ist eine
Variation des Szenariums des Ausfalls einer Arbeitsleitung und wird
als Untermenge dieses Szenariums abgedeckt.
-
- 1. Anfangszustand (Initial State) 100: (4 & 5)
Die Steuerfunktion auf Systemebene gibt den lokalen Steuerungen
der entsprechenden Duplex-Anlagen-Schnittstellen und dem STS-1 **-Auswahl-Mechanismus
den Befehl, im APS-Modus
zu arbeiten. Sowohl Arbeits- als auch Reserveleitung sind funktionsbereit,
und beide Duplex-Anlagen-Schnittstellen (in diesem Beispiel OC-N-Schnittstellen) sind
in Betrieb und für
einen Betrieb im APS-Modus konfiguriert. In diesem Zustand implementieren
beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck der in 5 gezeigten Auswahl-Zustandstabelle
und wählen
STS-1 ** A (die Arbeitsleitung). Man beachte, dass die über die
Arbeitsleitung auf OC-N-Schnittstelle
A empfangene Nutzinformation sowohl von den Duplex-Einrichtungs-Sätzen des
Crossconnect A als auch B ausgewählt
wird.
- 2. Ausfall der Arbeits-Anlage (Working Line Fails) 102: (4 & 6)
Die lokale Steuerung in der OC-N-Schnittstelle A erkennt den Ausfall
der Anlage. Die lokale Steuerung in OC-N A meldet den Ausfall der
Arbeitsleitungs-Anlage an die lokale Steuerung in OC-N B. Die Steuerung
in OC-N B gibt diesen Parameter in den Anlagen-APS-Algorithmus ein,
der auf OC-N B läuft
und entscheidet, ob eine Änderung
der Modul-Auswahl-Anforderung ausgelöst wird oder nicht. Man beachte,
dass OC-N A nicht autonom K1* mit einer Umschalt-Auswahl-Anforderung in den
Zustand STS-1** B sendet. In diesem Zustand implementieren beide
STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck der in 6 gezeigten Auswahl-Zustandstabelle und
wählen
STS-1** A (die Arbeitsleitung).
- 3. Der Anlagen-APS-Algorithmus gibt einen Befehl für eine APS
an die Reserveleitung (OC-N B commands APS to B Side) 104:
(4 & 7) Die Steuerung in OC-N B konfiguriert
das K1*-Byte auf ihren beiden STS-1**-Sendern, um eine Anforderung zur Umschaltung
auf STS-1** B anzuzeigen. Sie sendet außerdem einen Befehl an die
Steuerung der OC-N-Schnittstelle A, um eine Umschaltung auf STS-1**
B anzufordern. In diesem Zustand implementieren beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 7 gezeigten Auswahl-Zustandstabelle,
erkennen widersprüchliche
Auswahl-Anforderungen und bleiben in ihrem Anfangszustand (keine Änderung),
wodurch die Nutzinformation weiterhin von STS-1** A (der Arbeitsleitung)
ausgesendet wird.
- 4. OC-N A führt
die Umschalt-Anforderung von OC-N B durch (OC-N A executes switch
request from OC-N B) 106: (4 & 8):
Die Steuerung in OC-N A empfängt
den Befehl, eine Anforderung zur Umschaltung auf STS-1** B (die
Reserveleitung) auszusenden. Die Steuerung konfiguriert das K1*-Byte
auf ihren beiden STS-1**-Sendern, um eine Anforderung zur Umschaltung
auf STS-1** B anzuzeigen. In diesem Zustand implementieren beide
STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 8 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle und wählen
STS-1** B (die Reserveleitung). Dies ist der langfristige Zustand
der Anlagen-Schnittstelle mit einem Fehler der Arbeitsleitung, bis
die Funktion der Arbeitsleitung wieder hergestellt ist und ein Befehl
zur Rückkehr
zur Arbeitsleitung von der Steuerung empfangen wird.
- 5. Anlagen-Fehler beseitigt (Facility Failwe clears) 108: (4 & 9)
Die lokale Steuerung in der OC-N-Schnittstelle A erkennt, dass der
Anlagen-Fehler beseitigt ist. Die lokale Steuerung in der OC-N-Schnittstelle
A meldet den Status der Arbeitsleitungs-Anlage an die lokale Steuerung
in OC-N B. Die Steuerung in OC-N
B gibt diesen Parameter in den Anlagen-APS-Algorithmus ein, der
auf OC-N B läuft
und entscheidet, ob eine Änderung
der Modul-Auswahl-Anforderung ausgelöst wird oder nicht (die Anlagen-Umschaltung
wird nicht ausgelöst,
wenn der APS-Algorithmus ein nicht zurückkehrender Algorithmus ist).
Man beachte, dass OC-N A nicht autonom K1* mit einer Umschaltung
in den Zustand STS-1 A sendet. In diesem Zustand implementieren
beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 9 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle und wählen STS-1**
B (die Reserveleitung).
- 6. Rückkehr-Anforderung
wurde Folge geleistet und vom Anlagen-APS-Algorithmus ausgeführt oder
Fehler der Reserveleitung (Revert request from NEP honored by APS
algorithm in OC-N A) 110: (4 & 10) Wenn ein
Befehl zur Rückkehr
zur Arbeitsleitung vom Anlagen-APS-Algorithmus in OC-N B empfangen
wird, konfiguriert die Steuerung in OC-N B das K1 *-Byte auf ihren
beiden Sendern so, dass eine Anforderung zur Umschaltung auf STS-1
** A angezeigt wird. Sie sendet außerdem einen Befehl an die
Steuerung der OC-N-Schnittstelle A, um eine Umschaltung auf STS-1**
A anzufordern. In diesem Zustand implementieren beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 10 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle, erkennen widersprüchliche Auswahl-Anforderungen
und bleiben in ihrem Anfangszustand (keine Änderung), wodurch die Nutzinformation
weiterhin von STS-1** B (der Reserveleitung) ausgesendet wird.
- Fehler der Reserveleitung zeigen auch die in diesem Abschnitt
beschriebene Reaktion mit der Ausnahme, dass der APS-Algorithmus
die Umschaltung durch den Fehler der Reserveleitung auslöst, anstatt
auf einen Befehl zur Rückkehr
zu warten.
- 7. OC-N A führt
die Umschalt-Anforderung von OC-N B durch (OC-N A executes switch
request to A side) 112: (4 & 11): Die Steuerung in OC-N
A empfängt
den Befehl, eine Anforderung zur Umschaltung auf STS-1** A (die
Arbeitsleitung) auszusenden. Die Steuerung konfiguriert das K1*-Byte
auf ihren beiden STS-1**-Sendern, um eine Anforderung zur Umschaltung
auf STS-1** A anzuzeigen. In diesem Zustand implementieren beide
STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 11 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle und wählen
STS-1** A (die Arbeitsleitung). Dies ist der Anfangszustand der
Anlagen-Schnittstelle.
-
D.4.4. APS-Modus Szenarien
zur Auswahl von Einrichtungen
-
Die folgenden Abschnitte liefern
Beispiele für
die drei Haupt-Szenarien eines Ausfalls von Einrichtungen. Das erste
Beispiel demonstriert die Reaktion auf den Ausfall eines Einrichtungs-Nutzinforinations-Pfades, das
zweite Beispiel demonstriert die Reaktion auf den
-
Ausfall einer lokalen Steuerung und
das dritte Beispiel demonstriert die Reaktion auf das nicht konfigurierte
Herausnehmen eines Moduls. Die Szenarien zur Auswahl von Einrichtungen
sind konstruiert, um zu demonstrieren, wieder STS-1**-Auswahl-Mechanismus
die Funktion der Auswahl von STS-1** A (A oder Primäre Einrichtung)
oder STS-1** B (B oder Reserve-Einrichtung) implementiert. Die Einrichtungs-APS-Auswahl-Klasse
des STS-1**-Auswahl-Mechanismus wird benutzt; um die Auswahl der
Einrichtungs-Reservenumschaltung für eine Einrichtung zu implementieren,
die über
eine Duplex-Einrichtungs-Reservenumschaltung verfügt (üblicherweise
als Duplexoder redundante Reservenumschaltung bezeichnet).
-
Der Einrichtungs-APS-Algorithmus
ist ein symmetrischer Algorithmus zur Reservenumschaltung, Einrichtungs-Fehler
auf den Arbeits-Einrichtungen werden auf dieselbe Weise behandelt
wie Einrichtungs-Fehler auf der Reserveleitung. Da ein Fehler irgendeines
Einrichtung-Satzes keine Aktion durch den STS-1**-Auswahl-Mechanismus
erfordert, wenn die Nutzinformation auf den Duplex-Einrichtungen übertragen
wird, gibt es für
dieses Ereignis kein explizites Szenarium zur STS-1**-Auswahl. Durch
den Ausfall des Satzes nicht benutzter Einrichtungen ausgelöste Aktionen
stehen unter diesen Bedingungen hauptsächlich in Zusammenhang zu Alarmen,
siehe daher den Abschnitt über
die Einrichtungs-Diagnose in der Beschreibung jedes Einrichtungs-Satzes
für die
Reaktionen auf den Ausfall eines nicht benutzten Satzes. Der Ausfall
des redundanten Einrichtungs-Satzes, wenn der Arbeits-Einrichtungs-Satz
ausgefallen ist, eine Umschaltung zum redundanten Satz stattgefunden
hat, der Fehler der Arbeits-Einrichtungen beseitigt wurde und auf
eine manuelle Wiederherstellung gewartet wird, ist eine Variation
des Szenariums des Ausfalls des Arbeitsfinrichtungs-Satzes und wird
als Untermenge dieses Szenariums abgedeckt.
-
APS-Modus Ausfall der Einrichtungen
des Nutzinformations-Pfades
-
1. Anfangszustand (Initial state)
114: (12 & 13) Die Steuerung gibt
den lokalen Steuerungen der entsprechenden Duplex-Einrichtungs-Schnittstellen
und dem STS-1**-Auswahl-Mechanismus den Befehl, im APS-Modus zu
arbeiten. Sowohl Primär-
als auch Reserve-Einrichtungs-Sätze
sind betriebsbereit und für
einen Betrieb im Einrichtungs-APS-Modus konfiguriert. In diesem
Zustand implementieren beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck
der in 13 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle und wählen
STS-1** A (den primären
Einrichtungs-Satz). Man beachte, dass die vom primären Einrichtungs-Satz
empfangene Nutzinformation ausgewählt wird, indem sowohl Einrichtungs-Satz
A als auch Duplex-Einrichtungs-Satz B ausgewählt wird.
-
2. Ausfall der primären Einrichtung
(Primary equipment A fails) 116: (12 & 14 )
Die lokale Steuerung im primären
Eiririchtungs-Satz erkennt den Ausfall einer Einrichtung. Die Steuerung
auf dem primären Einrichtungs-Satz
A konfiguriert das K1 *-Byte auf ihren beiden STS-1 **-Sendern so,
dass eine Umschalt-Anforderung "Keine Präferenz" angezeigt wird. Die
lokale Steuerung im primären
Einrichtungs-Satz
A meldet den Ausfall der Einrichtung an die lokale Steuerung im
Reserve-Einrichtungs-Satz
B. Die Steuerung im Reserve-Einrichtungs-Satz B gibt diesen Parameter
in den Einrichtungs-APS-Algorithmus ein, der auf dem Reserve-Einrichtungs-Satz
B läuft
und entscheidet, ob eine Änderung
der Modul-Auswahl-Anforderung
ausgelöst wird
oder nicht. In diesem Zustand implementieren die STS-1**-Auswahl-Mechanismen
den Ausdruck der in 14 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle
und wählen
STS-1** A (den primären
Einrichtungs-Satz).
-
3. Der Einrichtungs-APS-Algorithmus
gibt einen Befehl für
eine APS auf den Reserve Einrichtungs-Satz (APS algorithm in equipment
B commands APS to equipment B side) 120: (12 & 15)
Die Steuerung im Reserve-Einrichtungs-Satz
B konfigurtert das K1*-Byte auf ihren beiden STS-1**-Sendern, um
eine Anforderung zur Umschaltung auf STS-1** B anzuzeigen. In diesem
Zustand implementieren beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck
der in 15 gezeigten
Auswahl-Zustandstabelle und wählen STS-1**
B (den Reserve-Einrichtungs-Satz). Dies ist der langfristige Zustand
der Einrichtung mit einem Fehler des primären Einrichtungs-Satzes, bis
die Funktion des primären
Einrichtungs-Satzes wieder hergestellt ist.
-
4. Anlagen-Fehler beseitigt (A equipment
failure clears) 122: (12 & 16)
Die lokale Steuerung im primären
Einrichtungs-Satz A erkennt, dass der Einrichtungs-Fehler beseitigt
ist. Die lokale Steuerung im primären Einrichtungs-Satz A meldet
den Status des primären
Einrichtungs-Satzes an die lokale Steuerung im Reserve-Einrichtungs-Satz
B. Die Steuerung im Reserve-Einrichtungs-Satz B gibt diesen Parameter
in den Einrichtungs-APS-Algorithmus ein, der auf dem Reserve-Einrichtungs-Satz
B läuft
und entscheidet, ob eine Änderung
der Modul-Auswahl-Anforderung
ausgelöst
wird oder nicht (die Einrichtungs-Umschaltung wird nicht ausgelöst, wenn
der APS-Algorithmus ein nicht zurückkehrender Algorithmus ist).
Man beachte, dass der primäre
Einrichtungs-Satz A nicht autonom K1* mit einer Umschaltungs-Anforderung
in den Zustand STS-1** A sendet. In diesem Zustand implementieren
beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck der in 16 gezeigten Auswahl-Zustandstabelle
und wählen
STS-1** B (den primären
Einrichtungs-Satz).
-
5. Rückkehr-Anforderung wurde Folge
geleistet und vom Einrichtungs-APS-Algorithmus ausgeführt oder Fehler des Reserve-Einrichtungs-Satzes
(Revert request from NEP honored by APS algorithm in equipment A & B) 124: ( 12 & 17) Wenn ein Befehl zur
Rückkehr
zur Einrichtung A (Arbeits-Seite) von beiden lokalen Steuerungen
empfangen wird, konfigurieren die Steuerungen auf beiden Einrichtungs-Sätzen die K1*-Bytes
auf ihren jeweiligen STS-1**-Sendern so, dass eine Anforderung zur
Umschaltung auf STS-1** A angezeigt wird. In diesem Zustand implementieren
beide STS-1**-Auswahl-Mechanismen den Ausdruck der in 17 gezeigten Auswahl-Zustandstabelle
und wählen
STS-1** A (den primären
Einrichtungs-Satz). Dies ist der Anfangszustand der Einrichtungs-Schnittstelle.
-
Fehler des Reserve-Einrichtungs-Satzes
lösen ebenfalls
eine Umschaltung zurück
zum prtimären
Einrichtungs-Satz A aus. Die Reaktion auf diesen Fehler arbeitet
wie in den oben stehenden Punkten 2 und 3 beschrieben,
mit der Ausnahme, dass die Bezeichnungen A und B vertauscht sind.
-
D.4.5 APS-Modus, Ausfall
der lokalen Steuerung
-
Das Szenarium bei Ausfall der lokalen
Steuerung ist gleich dem Szenarium beim Ausfall eines Nutzinformations-Pfades
mit der Ausnahme, dass beim Ausfall einer lokalen Steuerung der
Prozessor nicht mehr den Zustand "Keine Präferenz" in das gesendete K1*-Byte einfügen und
nicht mehr den Einrichtungs-Status "Nicht OK" zur Duplex-Steuerung
programmieren kann. Dieser Fehler wird durch den Hardware-Ausgang
des Watchdog-Timers behandelt, der aktiv ist, wenn die lokale Steuerung
ausfällt,
wodurch das gesendete K1*-Byte und die Duplex-Einrichtungs-Status-Leitung
auf den Zustand K1 * = alle auf 1 (Keine Präferenz), bzw. "Nicht OK" gezwungen
werden.
-
Das Einrichtungs-Status-Signal und
die Fähigkeit,
K1 * auf den Zustand "Keine Präferenz"
zu zwingen, müssen
auf eine Weise implementiert werden, die es nicht erfordert, dass
der Mikroprozessor oder seine serielle Verbindung betriebsbereit
sind und die zum Betrieb so wenig Hardware wie möglich erfordert. Diese Zustände müssen in
der Lage sein, durch die lokale Steuerung auf aktiv gesetzt zu werden
oder durch den Watchdog-Timer oder einen ähnlichen Mechanismus auf aktiv
gezwungen zu werden.
-
Das komplette Szenarium dieses Typs
von Fehlerereignis wird beschrieben, indem man in der Folge der
Schritte von 12 die 14, bzw. 15 durch 18 und 19 ersetzt. Die Beschreibungen
dieser Ereignisse unterscheiden sich nur darin, dass Einrichtung
A anstelle der Auswahl-Anforderung "Keine Präferenz" 011 ein nur aus Einsen
bestehendes Signal (interpretiert als eine Anforderung "Keine Präferenz")
im K1*-Byte sendet, wenn der Prozessor ausfällt.
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D.4.6. APS-Modus Nicht konfiuriertes
Herausnehmen eines Moduls
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Das Szenarium beim nicht konfigurierten
Herausnehmen eines Moduls ist gleich dem Szenarium beim Ausfall
eines Nutzinformations-Pfades mit der Ausnahme, dass beim Ausfall
einer lokalen Steuerung der Prozessor nicht mehr den Zustand "Keine
Präferenz"
in das gesendete K1 *-Byte einfügen
und nicht mehr den Einrichtungs-Status "Nicht 0K" zur Duplex-Steuerung
programmieren kann. Dieser Fehler wird durch einen Mechanismus,
wie z. B. Pull-Up-Widerstände
auf den Modulen, welche diese Signale empfangen, behandelt, mit
denen der Zustand der Eingangsleitungen der empfangenden Module
automatisch auf den Zustand K1 * = alle auf 1 (Keine Präferenz),
bzw. "Nicht OK" gezwungen wird, wenn das Duplex-Modul entfernt wird.
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Alle Daten- und Statusleitungen für STS-1**-Schnittstellenmodule
müssen
Mechanismen und Signalmessungs-Definitionen haben, so dass jedes
Herausnehmen eines STS-1**-Moduls zum Einfügen von "Alle auf 1" (AIS)
in den Nutzinformations-Pfad und "Nicht OK" für alle Statusleitungen führt.
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Das komplette Szenarium dieses Typs
von Fehlerereignis wird beschrieben, indem man die 14, bzw. 15 durch 20, bzw. 21 ersetzt. Die Beschreibung
dieser Ereignisse unterscheiden sich nur darin, dass die Einrichtung,
die STS-1** A empfängt
anstelle der Auswahl-Anforderung "Keine Präferenz" 011 ein nur aus Einsen
bestehendes Signal (interpretiert als eine Anforderung "Keine Präferenz")
im K1 *-Byte empfängt,
wenn der Prozessor ausfällt.
