DE3331446C2 - - Google Patents
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- DE3331446C2 DE3331446C2 DE3331446A DE3331446A DE3331446C2 DE 3331446 C2 DE3331446 C2 DE 3331446C2 DE 3331446 A DE3331446 A DE 3331446A DE 3331446 A DE3331446 A DE 3331446A DE 3331446 C2 DE3331446 C2 DE 3331446C2
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein PCM-Vermittlungsnetz
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind zahlreiche unterschiedliche PCM-Vermittlungsnetze
bekannt, mit denen die gegebene Anzahl von Kanälen eines
jeden der n ankommenden PCM-Zeitmultiplexrahmen, im folgenden
auch PCM-Systeme genannt getrennt und auf die
selbe gegebene Anzahl von Kanälen eines jeden der n ab
gehenden PCM-Systeme verteilt werden können. Wie zu jedem
anderen Vermittlungsnetz gehört hierzu eine Befehls-,
Kontroll- und ggfs. Diagnosestruktur, die nachfolgend als
Steuerstruktur bezeichnet wird. Bekannte Steuerstrukturen
enthalten zentralisierte Organe, die gewöhnlich aus einem
aus Zuverlässigkeitsgründen doppelt vorgesehenen Rechner
bestehen. Ferner sind verteilte Strukturen bekannt, die
aus mehreren, den Funktionseinheiten des Netzes zugeordne
ten Organen bestehen und hierarchisch oder nicht hierar
chisch geordnet sein können. Bei der hierarchischen Ord
nung können im allgemeinen nur die auf höherem Niveau
liegenden Einheiten mit der höchsten Datenverarbeitungs
kapazität mit Redundanz vorhanden sein. Bei der nicht
hierarchischen Ordnung verkehren die die Funktionseinhei
ten des Netzes steuernden "Logikeinheiten", d. h. binären
Schaltwerke miteinander im Dialogbetrieb über mindestens
einen Datenkanal, der eventuell zu den die einzelnen
Funktionseinheiten verbindenden Systemen gehören kann.
Ein PCM-Vermittlungsnetz mit einer zentralisierten Befehls
einheit ist beispielsweise aus der IT-PS 10 37 256 be
kannt, während eine nicht hierarchische verteilte Steuer
struktur beispielsweise in einem Artikel von R. Galimberti,
G. Perucca und P. Semprini, "Proteo System: An Overview",
International Switching Symposium 1981 Montreal,
September 1981, beschrieben wurde.
In einem PCM-Vermittlungsnetz ist sowohl die Überwachung
der richtigen Funktionsweise des Netzes als auch die Be
grenzung eventueller Störungen wichtig. Darum werden norma
lerweise mit Redundanz gestaltete Strukturen verwendet, die
auch bei Ausfall irgendeines Organes stets mindestens eine
Verbindung für alle ankommenden PCM-Kanäle vom Eingang zum
Ausgang gewährleisten. Je größer die Anzahl und/oder die
Bedeutung der gestörten Organe ist, um so höher ist der
Verlustgrad des gestörten Netzes.
Bei der aus der DE-OS 26 12 249 bekannten Schaltung sind
zwei Schaltmatrizen vorgesehen, deren Eingänge parallel an
die ankommenden Leitungen angeschlossen sind und deren Aus
gänge mit einer Zweigauswahlschaltung verbunden sind, die
unter Steuerung durch einen Rechner auswählt, welcher dieser
beiden Übertragungswege ausgewählt wird. Die DE-OS 24 27 668
beschreibt eine Steuerschaltung für eine Zeitmultiplex
koppeleinrichtung mit parallelgeschalteten Schaltnetzwerken
und bezieht sich insbesondere auf die Prüfung der einzelnen
ankommenden Signalabtastwerte auf Paritätsfehler nach dem
Umschalten durch das Schaltnetzwerk. Bei der DE-AS 26 07 676
sind mehrere Abschnitte eines Telefonschaltnetzwerkes
zyklisch miteinander verbunden, wobei jeder Teilnehmer an
einen Abschnitt angeschlossen ist. Ist ein solcher Abschnitt
nicht in Ordnung, so wird der betreffende Teilnehmer auf den
nächsten Abschnitt umgeschaltet, und wenn dieser überlastet
wird, auf den dann folgenden. Auf diese Weise wird der Tele
fonverkehr aller Teilnehmer gleichmäßig auf die intakten
Abschnitte verteilt.
In den bekannten Strukturen mit Redundanz ist das Ver
mittlungssystem verdoppelt, d. h. es besteht aus zwei
Elementarnetzen, die von der Befehlseinheit nach dem
"master-slave-Prinzip" gesteuert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein PCM-Vermitt
lungsnetz mit zur Leistungserhöhung ausnutzbarer Redun
danz anzugeben, das einerseits einfach gesteuert, über
wacht und gewartet werden kann und andererseits auch bei
gravierenden Störungen noch mit sehr hoher Wahrschein
lichkeit betriebsfähig bleibt.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichne
te Vermittlungsnetz gelöst.
In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spiel wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Netzes gemäß der Er
findung, das von einer verteilten Steuerstruktur
hierarchischer Art gesteuert wird; und
Fig. 2 eine nicht einschränkende Ausführungsform des
von einer verteilten Steuerstruktur hierarchi
scher Art gesteuerten Netzes gemäß der Erfin
dung, das nur Zeitschaltmatrizen (Zeitvielfach-
Koppelmatrizen) enthält.
In Fig. 1 steuert ein binäres Schaltwerk UL ("Logikein
heit" z. B. in Form eines üblichen Prozessors) über eine
nicht dargestellte Befehls-, Kontroll- und Diagnose- oder
Steuerstruktur den Betrieb des gesamten Vermittlungsnetzes.
Mit IR ist die Gesamtheit der Empfangs-Interface-Schaltun
gen an sich bekannter Art bezeichnet, mit der die n ankom
menden PCM-Systeme F1...Fn verbunden sind, die parallel
an entsprechende Eingänge der beiden Abschnitte SI1, SI2
der Eingangsstufe geschaltet sind. An die jeweils m Ausgän
ge dieser beiden Abschnitte ist die mittlere Vermittlungs
stufe oder Zwischenstufe SINT geschaltet, die ihrerseits
die zwei Abschnitte SU1, SU2 der Ausgangsstufe mit je m Ein
gängen und n Ausgängen steuert, an welche die Gesamtheit
der Sende-Interface-Schaltungen ST angeschlossen ist. Zu
letzteren gehören u. a. die Formierungsschaltungen CF1
CFn, welche die n abgehenden PCM-Systeme F′1...F′n aus
bilden. Sie werden von dem binären Schaltwerk UL über die
Interfaceschaltung CIT vom Signal IC gesteuert. Die weite
ren Teile der Sende-Interfaceschaltungen sind an sich be
kannt und nicht dargestellt.
Das Schema der Fig. 1 ist unabhängig von der Art des PCM-
Vermittlungsnetzes, das eine der bekannten Zeitvielfach-
und/oder Raumvielfach-Strukturen einschließlich des ZRZ-
(TST) oder RZR- (STS)Typs haben kann. Die Abschnitte
SI1, SI2 und SU1, SU2 und die Zwischenstufe SINT können je
nach Bedarf ein- oder mehrstufig entsprechend den jeweiligen
besonderen Anforderungen ausgestaltet sein.
Jeder der Abschnitte SI1, SI2 der Eingangsstufe empfängt
n PCM-Systeme und überträgt mn PCM-Systeme, welche ohne
Verluste oder Ausfallmöglichkeiten von der Zwischenstufe
SINT vermittelt werden. Jeder Abschnitt SU1, SU2 der
Ausgangsstufe empfängt m PCM-Systeme und erzeugt seinerseits
wieder n Systeme.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist m< n, und keiner
der Abschnitte SI1, SI2, SU1, SU2 ist in der Lage, allein
den gesamten Verkehr der n PCM-Systeme zu bewältigen,
während das mit Redundanz versehene Vermittlungsnetz für
mehr als den tatsächlichen Verkehr ausgelegt ist. Das Schalt
werk UL verwertet die überschüssige Leistungsfähigkeit zur
Umgestaltung des Vermittlungsnetzes im Störungsfall, wobei
die Beeinträchtigung des Netzes durch die Betriebsstörung
mindestens einer der Funktionseinheiten des Netzes besei
tigt oder wenigstens begrenzt wird. Gemäß dem Prinzip der
Verkehrsaufteilung werden die Eingang-Ausgang-Verbindungen
für jeden PCM-Kanal über nur einen Eingangsabschnitt und
nur einen Ausgangsabschnitt ausgeführt. Das Schaltwerk UL
verteilt den Eingangsverkehr nach einem vorbestimmten Kri
terium auf die beiden Ein- bzw. Ausgangsabschnitte und
ändert dieses Kriterium je nach Anzahl und/oder Wichtigkeit
der im Netz ermittelten Störungen.
Unter normalen Betriebsbedingungen besteht eines der Kri
terien zur Aufteilung des Verkehrs darin, ungefähr den
gleichen Verkehr über die beiden Ein- und Ausgangsabschnit
te zu erreichen. Das Schaltwerk UL liefert deshalb wechsel
weise den Steuer- und Kontrollorganen nur jeweils eines
der beiden Ein- und Ausgangsabschnitte die Befehle zur
Weiterschaltung eines oder mehrerer Eingangs-PCM-Kanäle.
Jeder PCM-Kanal unterliegt einer Anfangsvermittlung in
einem Abschnitt der Eingangsstufe, einer Zwischenvermitt
lung in der Zwischenstufe SINT und einer Endvermittlung
in einem Abschnitt der Ausgangsstufe. Die erwähnten For
mierungsschaltungen CF stellen die Ausgangs-PCM-Systeme
wieder her, indem sie sich Kanal für Kanal mit dem Ab
schnitt der Ausgangsstufe verbinden, welcher von dem
Schaltwerk UL mit der Endvermittlung des betreffenden
Kanals betraut wurde.
Im Rahmen der Erfindung kann man aus Fig. 1 auch das
Schema eines Netzes mit einer verteilten Steuerstruktur
nicht hierarchischer Art ableiten, wobei die in der Be
schreibung der Fig. 1 von dem Schaltwerk UL ausgeübten
Funktionen von einer Gesamtheit der Steuereinheiten über
nommen wird, welche für die Betriebssteuerung der Abschnit
te SI1, SI2, SU1, SU2 und der Zwischenstufe SINT vorgesehen
sind.
In Fig. 2 ist eine nicht einschränkende Ausführungsform
eines Netzes gemäß der Erfindung gezeigt, das mit Zeit
schaltmatrizen (Zeitvielfach-Koppelmatrizen) realisiert und
von einer verteilten Steuerstruktur hierarchischer Art ge
steuert wird. Jeder Abschnitt der Eingangsstufe enthält eine
Anzahl h von a×b-Matrizen, wobei ab; n=h×a
und m=h×b. Die mittlere Vermittlungsstufe umfaßt eine
Anzahl von 2h×2h-Matrizen, während jeder Abschnitt
der Ausgangsstufe h Matrizen der Größe b×a enthält.
Die Matrizen der Ein- und Ausgangsstufen sind in der Regel
einstufig, diejenigen der Zwischenstufe dagegen vorzugswei
se mehrstufig. Nur beispielsweise besteht in einem Netz
für 2046 PCM-Systeme die mittlere Stufe aus 256×156-Ma
trizen, wenn die Ein- bzw. Ausgangsstufen mit Matrizen
mit 16 Eingängen bzw. Ausgängen versehen sind, oder
512×512-Matrizen, wenn die Matrizen der Ein- und Ausgangs
stufen 8 Eingänge bzw. Ausgänge haben. In beiden Fällen
erscheint ein zumindest dreistufiges Netz als die technisch
sinnvollste, wenn nicht notwendige Ausführungsform für die
Matrizen der Zwischenstufe.
Zur Realisierung des gesamten in Fig. 2 dargestellten
Vermittlungsnetzes kann daher eine größere Anzahl von
kleineren Elementarmatrizen, beispielsweise 8×8- oder
16×16-Matrizen untereinander verbunden werden. Es kann
hierbei vorteilhaft sein, eine auf das gesamte Netz bis
ins einzelne verteilte Steuerstruktur vorzusehen, deren
Organe hierarchisch niedrigeren Niveaus eine Elementar
matrize oder maximal ein Paar von Elementarmatrizen steuern
und überwachen. Die Steuerstruktur gehört an sich nicht
nur Erfindung und kann deshalb den jeweiligen Anforderun
gen entsprechend gewählt werden. Es bestehen alle bekann
ten Möglichkeiten von einem aus Zuverlässigkeitsgründen
verdoppelten zentralen Rechner, der direkt alle Elementar
matrizen steuert, bis zu einer nicht hierarchischen
Struktur, in welcher eine Mehrheit von binären Schaltwer
ken, die jeweils aus einem Mikroprozessor bestehen können
und jeweils eine oder maximal ein Paar von Elementar
matrizen steuern, untereinander über mindestens eines der
internen PCM-Systeme des Vermittlungsnetzes im Dialogbe
trieb verkehren.
Es sollen nun die Folgen einer Störung eines Organes des
Netzes erläutert werden. Die Störung einer der h Matrizen
in einem Abschnitt der Eingangsstufe (oder der Ausgangs
stufe) bewirkt die Übertragung des Verkehrs der a ankom
menden (bzw. abgehenden) PCM-Systeme, die an diese
Matrix angeschlossen sind, auf die entsprechende (gleich
namige) Matrize des anderen Abschnitts. Die Steuerstruktur
kann die Belastung der beiden Abschnitte der Eingangs
stufe (bzw. der Ausgangsstufe) ausgleichen, d. h. gleichmäßiger
verteilen, indem die Verteilung des Verkehrs der anderen
Matrizen der beiden Abschnitte geändert wird. Die Störung
einer der b Matrizen der Zwischenstufe bewirkt dagegen
eine Erhöhung des Verlustgrades, die von der Art der
(ein- oder mehrstufigen) Matrix und im Falle von mehr
stufigen Matrixen von der defekten Stufe abhängig ist, al
so davon, ob es sich um eine Eingangs-, Ausgangs- oder
Zwischenstufe handelt. Im schlimmsten Fall fällt eine
Matrix der Zwischenstufe aus, was von der Steueranordnung
berücksichtigt wird, indem sie beispielsweise den anderen
Matrizen der Stufe einen Bruchteil des Gesamtverkehrs der
Ordnung 1/(b-1) zuweist.
Eine Störung einer Matrix eines Abschnitts der Eingangs-
bzw. Ausgangsstufe bewirkt also die Unbrauchbarkeit die
ses Abschnitts für die ankommenden bzw. abgehenden a PCM-
Systeme, die an die betreffende Matrix angeschlossen sind.
Die Störung einer Matrix der Zwischenstufe erhöht ledig
lich den Verlustgrad des Abschnitts, welchem sie angehört,
und somit des hier beschriebenen Netzes. Die Wahrschein
lichkeit des Ausfalls dieses Netzes ist vom Verkehr und
von der Anzahl b der Matrizen abhängig, die die Zwischen
stufe der beiden Abschnitte bilden. Dabei muß von Fall zu
Fall anhand von in der Fernsprechtechnik gebräuchlichen
Formeln der Wert von b ermittelt werden, bei dem die für
einen bestimmten Verkehrsumfang erforderliche Leistungs
fähigkeit gegeben ist. (Die Fernsprechtechnik ist das
bevorzugte Anwendungsgebiet des hier beschriebenen Netzes.)
Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde, sind
in dem beschriebenen Vermittlungsnetz zur Wiederherstel
lung der Ausgangs-PCM-Systeme entsprechende Formierungs-
Schaltungen nötig, die sich unter Steuerung durch die
Steuerstruktur Kanal um Kanal mit dem Ausgang des Abschnit
tes der Ausgangsstufe verbinden, wo die Endvermittlung
jedes Kanals erfolgt. In einer in Fig. 2 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform enthält jede Formierungs
schaltung einen als Multiplexer dargestellten Koppler
Mx1...Mxn, dessen Eingänge an die entsprechenden Ausgänge
der beiden Abschnitte der Ausgangsstufe angeschlossen und
dessen Ausgang mit den anderen Teilen der Ausgangs-Inter
face-Schaltungen verbunden sind, und der von einem zykli
schen Speicher M1... Mn (oder einer zyklischen Matrix)
mit einer der Anzahl der das PCM-System F′1...F′n
bildenden Kanäle entsprechenden Anzahl von Zellen gesteuert
wird. Die Steuerstruktur schreibt über eine Interface-
Schaltung CIT in jeder eindeutig einem Kanal zugeordneten
Zelle die Adresse des Abschnittes, von welchem die jeweils
einen Ausgangs-PCM-Kanal bildenden 8-Bit-Gruppen ent
nommen werden müssen.
Claims (3)
1. Redundantes PCM-Vermittlungsnetz, das den Verkehr
von n ankommenden PCM-Zeitmultiplexrahmen auf n abgehende
PCM-Zeitmultiplexrahmen verteilt und von einer mit einer
Befehls-, Steuer- und Diagnosestruktur aufgebauten Steuerschaltung
gesteuert wird,
mit einer Eingangsstufe, einer Zwischenstufe, einer Ausgangsstufe sowie n Formierungsschaltungen zur Bildung der n abgehenden Rahmen,
wobei die Eingangsstufe in zwei gleiche Abschnitte mit parallelgeschalteten Eingängen für die n ankommenden Rahmen und die Ausgangsstufe in zwei gleiche Abschnitte mit parallelgeschalteten Ausgängen für die n abgehenden Rahmen unterteilt sind und der Gesamtverkehr auf diese Abschnitte aufgeteilt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den beiden Abschnitten (SI₁, SI₂ bzw. SU₁, SU₂) der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe gemeinsame Zwischenstufe (SINT) eine Anzahl von jeweils 2m Eingängen und Ausgängen hat, wobei mn ist,
daß jeder der beiden Abschnitte (SI₁, SI₂) der Eingangsstufe eine Anzahl von m Ausgängen hat, die mit entsprechenden der 2m Eingänge der Zwischenstufe (SINT) verbunden sind,
daß jeder der beiden Abschnitte (SU₁, SU₂) der Ausgangsstufe m Eingänge hat, die mit entsprechenden der 2m Ausgänge der Zwischenstufe (SINT) verbunden sind, und an seine n Ausgänge je eine der n Formierungsschaltungen (CF₁ . . . CFn) angeschlossen sind,
und daß jeder Kanal der ankommenden Rahmen (F₁ . . . Fn) von jeweils nur einem Abschnitt (SI bzw. SU) der Eingangs- und Ausgangsstufen übertragen wird, welcher Kanal für Kanal von der Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Belegungszustand und der Leistungsfähigkeit der Baugruppen des Vermittlungsnetzes bestimmt wird,
und daß die Steuerung der Formierungsschaltungen (CF1 . . . CFn) durch die Steuerstruktur der Steuerschaltung (UL) bestimmt ist.
mit einer Eingangsstufe, einer Zwischenstufe, einer Ausgangsstufe sowie n Formierungsschaltungen zur Bildung der n abgehenden Rahmen,
wobei die Eingangsstufe in zwei gleiche Abschnitte mit parallelgeschalteten Eingängen für die n ankommenden Rahmen und die Ausgangsstufe in zwei gleiche Abschnitte mit parallelgeschalteten Ausgängen für die n abgehenden Rahmen unterteilt sind und der Gesamtverkehr auf diese Abschnitte aufgeteilt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den beiden Abschnitten (SI₁, SI₂ bzw. SU₁, SU₂) der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe gemeinsame Zwischenstufe (SINT) eine Anzahl von jeweils 2m Eingängen und Ausgängen hat, wobei mn ist,
daß jeder der beiden Abschnitte (SI₁, SI₂) der Eingangsstufe eine Anzahl von m Ausgängen hat, die mit entsprechenden der 2m Eingänge der Zwischenstufe (SINT) verbunden sind,
daß jeder der beiden Abschnitte (SU₁, SU₂) der Ausgangsstufe m Eingänge hat, die mit entsprechenden der 2m Ausgänge der Zwischenstufe (SINT) verbunden sind, und an seine n Ausgänge je eine der n Formierungsschaltungen (CF₁ . . . CFn) angeschlossen sind,
und daß jeder Kanal der ankommenden Rahmen (F₁ . . . Fn) von jeweils nur einem Abschnitt (SI bzw. SU) der Eingangs- und Ausgangsstufen übertragen wird, welcher Kanal für Kanal von der Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Belegungszustand und der Leistungsfähigkeit der Baugruppen des Vermittlungsnetzes bestimmt wird,
und daß die Steuerung der Formierungsschaltungen (CF1 . . . CFn) durch die Steuerstruktur der Steuerschaltung (UL) bestimmt ist.
2. Vermittlungsnetz nach Anspruch 1, das aus Zeitschalt-
Matrizen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Abschnitt (SI1, SI2) der Eingangsstufe eine Anzahl h von a×b-Matrizen enthält, wobei n=a×h und m=b×h;daß die Zwischenstufe (SINT) b Matrizen der Größe 2h×2h enthält;
und daß jeder Abschnitt (SU1, SU2) der Ausgangsstufe die An zahl h von b×a-Matrizen enthält.
daß jeder Abschnitt (SI1, SI2) der Eingangsstufe eine Anzahl h von a×b-Matrizen enthält, wobei n=a×h und m=b×h;daß die Zwischenstufe (SINT) b Matrizen der Größe 2h×2h enthält;
und daß jeder Abschnitt (SU1, SU2) der Ausgangsstufe die An zahl h von b×a-Matrizen enthält.
3. Vermittlungsnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Formierungsschaltung (CF) einen
Koppler (Mx1 . . . Mxn) enthält, dessen Eingänge an die ent
sprechenden Ausgänge der beiden Abschnitte (SU1, SU2) der
Ausgangsstufe angeschlossen sind, und der von einem zykli
schen Speicher (M1 . . . Mn) mit einer der Anzahl der den PCM-
Zeitmultiplexrahmen bildenden Kanäle entsprechenden Anzahl
von Zellen gesteuert wird, und daß die Steuerstruktur in
jede dieser Zellen, die eindeutig je einem PCM-Kanal zuge
ordnet sind, die Adresse des Abschnittes (SU1 oder SU2) der
Ausgangsstufe schreibt, dem die den Ausgangs-PCM-Kanal
bildenden Abtastproben zu entnehmen sind.
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