DE3620835A1 - Verfahren zur ueberwachung eines digitalen, hierarchisch gegliederten nachrichtenuebertragungsnetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines digitalen, hierarchisch gegliederten Nachrichtenübertragungsnetzes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Betriebssicherheit von Nachrichtenübertragungsnetzen ist es notwendig, die störungsfreie Übertragung zwischen im Nachrichtenübertragungsnetz liegenden Endstellen zu überwachen. Analoge und digitale Übertragungswege werden häufig auf die Einhaltung vorgegebener Qualitätsmerkmale hin überwacht.

In Trägerfrequenzsystemen und bei Übertragung über analoge Übertragungswege wird für die Überwachung der einzelnen Leitungsabschnitte des Nachrichtenübertragungsnetzes ein sogenannter Leitungspilot und für die End-Zu- End-Überwachung ein sogenannter Gruppenpilot verwendet. In Unterrichtsblätter der deutschen Bundespost, 2. erweiterte Auflage vom September 1960 "Trägerfrequenz-Fernsprechen auf Kabeln" ist in Teil IV "Die Überwachung des TF-Weitverkehrsnetzes durch Pilot- und Registriereinrichtungen", Seiten 63 bis 89 eine solche Überwachung ausführlich beschrieben, wobei bei Ausfall des Piloten oder Grenzwertüberschreitung des Pilotpegels eine Alarmmeldung erfolgt. Der Leitungs- bzw. Gruppenpilot ist ein getrenntes Signal, bezogen auf das eigentliche Trägerfrequenzsignal, wodurch es bei Ausfall des Pilotens möglich ist, den Übertragungskanal zu sperren, um eine erneute Belegung bzw. die Weiterleitung von Fehlinformation zu verhindern.

Aus der DE-AS 22 01 498 ist ein Überwachungsverfahren für digitale Übertragungswege bekannt, bei dem die Überwachung der einzelnen Übertragungsabschnitte anhand des Rahmenkennungsworts erfolgt. Das hierbei zugrundegelegte digitale Nachrichtenübertragungssystem ist unter der Systembezeichnung PCM 30/32 bekannt, wobei die einzelnen PCM-Übertragungsstrecken in jeder Übertragungsrichtung aus mehreren Übertragungsabschnitten besteht. Das als Überwachungssignal benutzte Rahmensynchronwort wird in jedem zweiten Pulsrahmen übertragen.

In den einzelnen Zwischenstellen der PCM-Übertragungsstrecke sind entsprechende Sender und Empfänger für das Rahmensynchronwort vorgesehen. Weicht das empfangene Rahmensynchronwort von der festgelegten Form ab, so dient dies als Kriterium für eine Qualitätsminderung der Übertragungsstrecke bzw. Erhöhung der Fehlerrate in dem vorausgehenden Streckenabschnitt.

Bei solchen digitalen Nachrichtenübertragungssystemen tritt also an die Stelle des Leitungspilotens die Überwachung bestimmter Coderegeln bzw. die Überwachung der Fehlerrate und an die Stelle des Gruppenpilotens tritt die Überwachung der Rahmenstruktur des übertragenen Digitalsignals. Dadurch ist es möglich, jeden Übertragungsabschnitt für sich vollständig auf Funktionsfähigkeit und korrekte Übertragung zu überprüfen. Mittels Auswerteschaltungen können abschnittspezifische Störungsmeldungen ausgewertet und gegebenenfalls eine abschnittsweise Umschaltung auf Ersatzgeräte und Ersatzstrecken vorgenommen werden. Als Überwachungsleitung kann beispielsweise der Dienstkanal im System PCM 30/32 oder eine besondere Verbindung oder Leitung verwendet werden.

Zur abschnittsweisen Überwachung von PCM-Übertragungsstrecken ist es aus der DE-AS 24 43 523 bekannt, in jeder der am Anfang der Überwachungsabschnitte angeordneten Überwachungsstellen mindestens ein Bit zusätzlich zum Nachrichtensignal zu übertragen und am Ende jedes Überwachungsabschnittes dieses zusätzliche Bit (Meldebit) zu überwachen. Im Störungsfall wird von der auf den gestörten Überwachungsabschnitt folgenden Überwachungsstelle mindestens eines der Meldebits invers zu seinem Sollzustand zu der im Signalweg vor dem gestörten Überwachungsabschnitt liegenden letzten Überwachungsstelle zurückgesandt. Die Zurücksendung des Meldebits von der letzten Überwachungsstelle vor der Störungsstelle zur Umschaltung der gestörten Verbindung auf einen Ersatzkanal erfolgt über einen gesonderten Dienstkanal oder über eine außerhalb des Übertragungssystems befindliche Verbindung oder Leitung (beispielsweise über das öffentliche Fernsprechnetz).

Von den im System PCM 30/32 angeordneten Überwachungsstellen wird das fünfte bis siebte Bit des Meldeworts als Melde- und Kennzeichenbit sendeseitig abgegeben und empfangsseitig überwacht. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Übertragungsabschnitte im vermaschten Fernleitungsnetz zu überwachen, ohne daß zusätzliche Meldungsleitungen vermascht sein müssen.

Weiterhin ist aus der DE-AS 27 53 420 eine Einrichtung zur Ersatzschaltung von Betriebssystemen für digitale Signale bekannt, bei dem zur Einleitung einer Ersatzschaltung eines Betriebssystems das fünfte bis siebte Bit des Meldeworts durch die Adresse des umzuschaltenden Betriebssystems ersetzt wird. Von einer Leitungsendeinrichtung des Ersatzsystems wird diese Adresse als Quittungsmeldung in einer nicht für Adressen verwendeten Kombination an jene, die Adresse aussendende Leitungsentrichtung des Ersatzsystems zurückgesendet. Zur Überwachung der einzelnen Übertragungsabschnitte wird dabei das Rahmenkennungswort verwendet. Die Alarmmeldung erfolgt mittels eines sogenannten Alarmkennzeichens AIS (Alarm Indication Signal), welches von einem im Leitungsendgerät angeordneten AIS-Generatoren erzeugt wird und welches zur Unterdrückung von Folgealarmen auf den nachfolgenden Signalwegen verwendet wird. Dadurch wird vermieden, daß bei einer Störung im vorangegangenen Übertragungsabschnitt in den gesamten nachfolgenden Übertragungsabschnitten Alarmsignale auftreten.

Allen vorgenannten Verfahren zur Überwachung von Nachrichtenübertragungsnetzen ist es gemeinsam, daß zwar die Qualität des Übertragungsweges bzw. die Struktur eines standardisierten Signals überwacht wird nicht jedoch, ob das gesendete Signal auch bei einem bestimmten Empfänger ankommt oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungsverfahren derart anzugeben, daß auf einfache Art und Weise das Führen eines Netzbilds ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß in einem vermaschten digitalen Nachrichtenübertragungsnetz, in dem bei Ausfall einzelner Übertragungswege Ersatzschaltungen automatisch vorgenommen werden, digitale Signale von der Multiplexeinrichtung bis zur Demultiplexeinrichtung übertragungsspezifisch überwacht werden können und zwar einschließlich eventuell zwischengeschalteter Rangierverteiler und Ersatzschalteeinrichtungen. Auf die gleiche Weise können - falls erforderlich - Zwischenabschnitte des Übertragungswegs bezüglich ihrer Betriebsbereitschaft (nach Beseitigung einer Störung) überwacht werden.

In Digitalsignal-Richtfunksystemen ist es bekannt, in einen richtfunkeigenen Rahmen zusätzliche Informationen zu übertragen, z. B. Informationen über den Betriebszustand des betreffenden Übertragungsabschnittes. Ein solches Digitalsignal-Richtfunksystem ist beispielsweise in Fernmelde-Praxis, 1/86, Seiten 6 bis 19 beschrieben. Im richtfunkeigenen Rahmen werden von den eingefügten 20 zusätzlichen Bits drei Bits als RF-Kanalkennung verwendet. In Fernmelde-Praxis, 5/86, Seiten 172 bis 186, insbesondere Seiten 182, 183 ist angegeben, daß mittels der RF-Kanalkennung sichergestellt wird, daß der Empfänger nur das Signal verarbeitet, welches von dem ihm zugeordneten Sender stammt. Da während des Betriebs die drei RF-Kanalkennungsbit laufend überwacht werden, erkennt eine Auswerteschaltung jede falsche Bitkombination und falls viermal hintereinander eine fehlerhafte Dreibit- Kombination empfangen wird, wird das Digitalsignal nicht mehr weiter verarbeitet, das AIS-Signal anstelle des Datensignals zum Empfängerausgang durchgeschaltet und eine Störungsmeldung gesendet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nun der bei Digitalsignal- Richtfunksystemen aufgezeigte Weg weitergegangen und mittels der in einem Zeitkanal des Zeitmultiplexrahmens eingefügten Kennung wird in einer Überwachungsstelle ein Netzabbild geführt, wodurch erstmalig bei einem digitalen, hierarchisch gegliederten Nachrichtenübertragungsnetz sichergestellt wird, daß das von einer Multiplexeinrichtung zu einer Demultiplexeinrichtung gesendete Signal auch bei der vorbestimmten Demultiplexeinrichtung empfangen wird.

Stehen gemäß Patentanspruch 2 die Multiplex- und Demultiplexeinrichtung mit der zentralen Netzüberwachungseinrichtung in Verbindung, so ist der zusätzliche Schaltungsaufwand in den Multiplex- und Demultiplexeinrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gering. In heute verfügbaren Multiplex- und Demultiplexeinrichtungen ist die zur Übertragung von Zusatzinformationen erforderliche Schnittstellenschaltung bereits vorgesehen, so daß somit nur die Verbindung zur Netzüberwachungseinrichtung hergestellt werden muß.

Setzt sich gemäß Patentanspruch 4 die Kennung aus mehreren, in Zeitkanälen aufeinanderfolgender Zeitmultiplexrahmen übertragenen Worten zusammen, so wird eine Reduktion der Bitrate für die Kennungsübertragung bzw. eine Vergrößerung der Anzahl der Kanäle innerhalb des Zeitmultiplexüberrahmens erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Struktur des digitalen Nachrichtenübertragungsnetzes und

Fig. 2 für einen Anwendungsfall, das Schema des Zeitmultiplexrahmens gemäß der Erfindung.

In einem zukünftigen, von zentralisierten Überwachungseinrichtungen geführten und automatisch ersatzgeschalteten digitalen Nachrichtenübertragungsnetz ist es besonders wichtig, alle Übertragungswege vollständig und überschaubar überwachen zu können. Bei Fehlschaltungen muß auch eine automatische Sperrung des betroffenen Übertragungsweges gewährleistet sein. In Fig. 1 ist die Netzstruktur des digitalen Nachrichtenübernetzes dargestellt. Im digitalen Nachrichtenübertragungsnetz sind Multiplex-Demultiplexeinrichtungen MUX angeordnet. In diesen Einrichtungen MUX werden die an die Eingängen E zugeführten Nachrichtensignale der niedrigeren Hierarchiestufe mit zusätzlicher Information, insbesondere einem Rahmenkennungswort, in einem Zeitmultiplexrahmen zusammengefaßt und einem Rangierverteiler bzw. Ersatzschalteeinrichtung R bzw. einem Leitungsendgerät LE zugeführt.

Die Multiplex-Demultiplexeinrichtungen MUX, die Rangierverteiler R und die Leitungsendgeräte LE stehen mit einer zentralen Netzüberwachungseinrichtung NÜW in Verbindung.

Die Einfügung der Kennung in einem Zeitkanal des Zeitmultiplexrahmens kann im sendenden Multiplexer MUX (oder Leitungsendgerät LE) über einen Überwachungsdatenkanal Cl ferngesteuert durch die zentrale Netzüberwachungseinrichtung NÜW oder durch eine feste Einstellung am Multiplexer MUX bzw. Leitungsendgerät LE selbst erfolgen. Bei einer festen Zuordnung von Kennung und Multiplexeinrichtung MUX bzw. Leitungsendgerät LE kann diese Kennung von der zentralen Netzüberwachungseinrichtung NÜW abgefragt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden, für den Anwendungsfall bei einem 140 Mbit/s-Zeitmultiplex-Übertragungssystem, näher beschrieben und erläutert. Die Rahmenstruktur des 140 Mbit/s-Zeitmultiplex-Übertragungssystems gemäß der CCITT-Empfehlung G.751 ist in Fig. 2 dargestellt.

Die Bitstellen 1 bis 12 enthalten das Rahmensynchronisationswort, Bit 13 wird zur Fehlermeldung an das ferne Ende (entgegen der Übertragungsrichtung) verwendet. Zur Übertragung von Daten (zusätzlichen Informationen) stehen Bit 14 bis 16 zur Verfügung, wobei im Bereich der Netze der deutschen Bundespost Bit 14 bereits für nicht dringende Fehlermeldungen vergeben ist. Bit 17 bis 2928 enthalten die eigentliche Nutzinformation.

Von den zur Einfügung der Kennung in einen Zeitkanal des Zeitmultiplexrahmens zur Verfügung stehenden Bits, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich eines der beiden Bits 15 oder 16 verwendet, so daß noch ein Datenkanal für anderweitige Verwendung verbleibt.

Die Kennung (binäres Bitmuster, mit einem Bit pro 21 us-Zeitmultiplexrahmen) wird im Zeitkanal beispielsweise des Bit 15 eingefügt und von der Multiplexeinrichtung MUX bzw. dem Leitungsendgerät LE z. B. im Start/Stop-Verfahren gesendet. In der Demultiplexeinrichtung MUX bzw. im Leitungsendgerät LE wird überwacht, ob das dort eingespeicherte, identische Bitmuster (Kennung) pro vorgegebener Zeiteinheit mit einer Mindesthäufigkeit empfangen wird.

Wird nun in der Demultiplexeinrichtung MUX bzw. im Leitungsendgerät LE ein Signal empfangen, das nicht das AIS-Signal ist und wird nicht innerhalb der vorgegebenen Zeiteinheit das Bitmuster mit einer Mindesthäufigkeit empfangen wird, so werden gesteuert durch die zentrale Netzüberwachungseinrichtung NÜW folgende Schaltungen vorgenommen:

• - Senden von AIS auf den abgehenden Kanälen (f 2-Seite netzabwärts)
• - Setzen des Alarmbits (Bit 13) auf 1 (f l-Seite netz aufwärts)
• - Fehlermeldung (über cl) an die zentrale Netzüberwachungseinrichtung NÜW.

Wird das Bitmuster pro vorgegebener Zeiteinheit wieder mit einer Mindesthäufigkeit empfangen, so werden gesteuert durch die zentrale Netzüberwachungseinrichtung NÜW die vorgenommenen Schaltungen rückgängig gemacht.

Claims (5)

1. Verfahren zur Überwachung eines digitalen, hierarchisch gegliederten Nachrichtenübertragungsnetzes, bei dem mittels Multiplexeinrichtungen (MUX) die zugeführten Nachrichtensignale der niedrigeren Hierarchiestufe mit zusätzlicher Information, insbesondere einem Rahmenkennungswort, in einem Zeitmultiplexrahmen zusammengefaßt werden und über Leitungsendgeräte (LE) zu Demultiplexeinrichtungen (MUX) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Multiplexeinrichtung (MUX) in einem Zeitkanal des Zeitmultiplexrahmens zur Überwachung des Nachrichtenübertragungsnetzes eine Kennung eingefügt wird, welche in der Demultiplexeinrichtung (MUX) von den Nachrichtensignalen wieder getrennt und ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einfügung und Auswertung der Kennungen die Multiplex- und Demultiplexeinrichtungen (MUX) mit einer zentralen Netzüberwachungseinrichtung (NÜW) in Verbindung stehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer festen Zuordnung von Kennung und Multiplexeinrichtung (MUX) und/oder Leitungsendgerät (LE), diese Kennung von der zentralen Netzüberwachungseinrichtung (NÜW) abgefragt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kennung aus mehreren, in Zeitkanälen aufeinander folgender Zeitmultiplexrahmen übertragenen Worten zusammensetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlender Kennungsübertragung im Zeitkanal die Übertragung zusätzlicher Daten erfolgt.