DE3806262C1 - Circuit arrangement for monitoring the state of switching points in a digital space-division switching network - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Zustandes von Koppelpunkten in einem digitalen Raum-Koppelfeld nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In einem Aufsatz mit dem Titel: "Ein Koppelfeldbaustein für 140 MBit/s in CMOS-Technologie" ist in der DE-Zeitschrift ntz, Band 39 (1986) Heft 5 ab Seite 312 abgedruckt. Es handelt sich dabei um eine matrixförmige Anordnung von elektronischen Koppelpunkten für Breitbandkommunikation. Ein Baustein enthält eine Durchschaltematrix in der Größe 16 × 16, sowie zusätzliche Schaltungsteile für das Einstellen der jeweils zu schaltenden Koppelpunkte. Die Koppelpunkte können einzeln adressiert werden, so daß jeder Eingang auf nur einen beliebigen Ausgang geschaltet werden kann. Außerdem ist eine Überwachungsschaltung vorgesehen, die nach Bild 1 mit den Ausgängen verbunden ist. Die Funktion dieser Überwachungsschaltung wird auf Seite 314 in der linken Spalte nur kurz erwähnt, so daß keine Einzelheiten zur Lösung einer derartigen Aufgabe angegeben sind.

Aus der DE 36 04 607 A1 ist eine Breitbandsignal-Raumkoppel­ einrichtung bekannt, wobei eine Koppelpunktmatrix in FET-Technik aus Koppelelementen besteht, die jeweils von einer dekodergesteuerten, koppelpunktindividuellen Speicherzelle gesteuert werden. Der Zustand dieser koppelpunktindividuellen Speicherzelle kann abgefragt werden, so daß erkannt werden kann, ob ein Koppelpunkt durchgeschaltet sein müßte oder nicht. Der Zustand einer koppelpunktindividuellen Speicherzelle gibt jedoch noch keinen Aufschluß darüber, ob der Koppelpunkt selbst ordnungsgemäß durchgeschaltet hat oder kein Signal durchläßt, wenn er gesperrt sein soll.

Aus der DE 29 51 450 C2 ist eine Schaltungsanordnung zur Funktionsüberwachung von Koppelfeldteilen und ihnen zuge­ ordneten peripheren Steuerungen in zentral gesteuerten Nachrichtenvermittlungsanlagen, insbesondere in programm­ gesteuerten Fernsprechwählanlagen bekannt. Es sind dabei besondere dezentrale Prüfeinrichtungen vorgesehen, welche an die Zugänge eines Koppelfeldteiles angeschlossen werden können. Diese Prüfeinrichtungen verursachen Belegungsan­ reize, wobei die Reaktionen der Vermittlungsanlage zeit­ lich überwacht werden. Wenn innerhalb einer vorgegebenen Bewertungszeit keine sogenannten Meldesignale festgestellt werden können, so wird ein Alarmsignal erzeugt. Diese Alarmsignale werden gezählt, und es werden Anzeigemittel aktiviert. Mit einer derartigen Schaltungsanordnung ist es nicht möglich, einen unmittelbaren Einfluß auf das Schaltverhalten von Koppelpunkten auszuüben, für den Fall, daß diese defekt sind.

Ein Verfahren zur systematischen Prüfung eines einstufigen Koppelfeldes ist aus der DE 29 39 075 C2 bekannt. Bei die­ sem Prüfungsverfahren werden nacheinander alle möglichen Verbindungen von einer Spalte, an der ein Hörtonsender angeschaltet ist, über eine benachbarte Spalte zu einer bestimmten Zeile durchgeschaltet, woran eine Empfangsein­ richtung für den Hörton angeschlossen ist. Auf diese Weise werden nacheinander die Koppelpunkte aller Spalten geprüft. Dabei können ohne weiteres defekte Koppelpunkte festgestellt werden, wobei Alarmmeldungen abgegeben werden können. Beim Vorliegen einer Alarmmeldung können Zählerstellungen, welche den Koppelpunkt charakterisieren, zusammen mit einem Kenn­ zeichen über den Sollzustand des Koppelpunktes abgespeichert werden. Bei diesem Verfahren werden vom Betriebszustand ab­ weichende zusätzliche Prüfsignale benötigt, um feststellen zu können, ob Koppelpunkte fehlerhaft sind. Dies bedeutet, daß die Prüfung eines derartigen einstufigen Koppelfeldes nicht während des Betriebszustandes durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung vorzustellen, womit im normalen Betriebszustand, also ohne zusätzliche Prüfsignale, unter Anwendung der digitalen Nutzsignale der Zustand der gesamten Koppelpunktmatrix jederzeit festgestellt werden kann. Bei der im normalen Betriebszustand stattfindenden Prüfung soll ein fehlerhaftes Verhalten einzelner Koppelpunkte festgestellt werden können, und es sollen die zugehörigen Koppelpunkt-Adressen gespeichert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Schaltungsanordnung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß fehlerhafte Koppelpunkte erkannt und markiert werden können, so daß bei entsprechender Intelligenz der übergeordneten Steuereinrichtungen Verbindungswege so geschaltet werden können, daß defekte Koppelpunkte darin nicht enthalten sind. Damit ist es möglich, fehlerhafte Koppelpunkt-Bausteine, auch dann noch weiter in Betrieb zu halten, wenn einige Koppelpunkte defekt sind. Die in den Unteransprüchen angegebenen Weiterbildungen der Erfindung geben weitere Merkmale an, womit zusätzliche Vorteile erzielt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die gesamte in einem Koppelpunkt-Baustein befindliche Schaltungsanordnung,

Fig. 2 die Durchschalteanordnung eines mehrstufigen Koppelfeldes.

In der Fig. 1 ist eine digitale Koppelmatrix DKM dargestellt, deren Koppelpunkte jeweils eine Eingangsspalte mit einer Ausgangszeile verbinden können. Die Eingänge E und die Zusatzeingänge ZE sind an eine Eingangsschaltung ES angeschlossen, womit eine Entkoppelung der Koppelpunkte von den äußeren Zuführungen erreicht wird. Die Eingangsleitungen E 1 bis E 16 werden über eine Eingangssynchronisierschaltung ESYN geführt, damit eine Regeneration der ankommenden Bitströme stattfinden kann. Die Zusatzeingänge ZE 1 bis ZE 16 werden jeweils direkt auf nur einen Koppelpunkt geführt, so daß diese nur zu einem vorbestimmten Ausgang durchgeschaltet werden können. Diese Zusatzeingänge ZE dienen zur kaskadenartigen Zusammenschaltung von mehreren Koppelfeldbausteinen, wenn beispielsweise ein Koppelfeld mit 32 Eingängen und 16 Ausgängen realisiert werden soll.

Die Ausgänge der Koppelpunkte werden über eine Ausgangssynchronisierung ASYN geführt, so daß die einzelnen Signale taktgenau weitergegeben werden können. Die Ausgänge der Ausgangssynchronisierung ASYN sind mit den Eingängen von Treibern TR verbunden, woran die weiterführenden Ausgangskanäle A 1 bis A 16 angeschlossen sind.

Die Einstellbefehle für die Koppelpunkte werden von einer Prozessorschnittstelle PS empfangen und über einen internen Datenbus DB zu einem Haltespeicher HSP gebracht. Mit einer daran angeschlossenen Dekodierung Dec werden die Koppelpunkte direkt einzeln angesteuert. Für alle innerhalb des Koppelbausteins stattfindenden Steuerfunktionen zur Einstellung und Auslösung von Koppelpunkten sowie für die Überwachung der Koppelpunkte ist eine Steuereinrichtung STE zuständig.

Für die Überwachung des Zustandes der Koppelpunkte in der digitalen Koppelmatrix DKM sind ein Eingangsmultiplexer EMUX und ein Ausgangsmultiplexer AMUX vorgesehen. Die Eingänge des Eingangsmultiplexers EMUX sind jeweils mit einer Spalte der digitalen Koppelmatrix DKM verbunden. Die Eingänge des Ausgangsmultiplexers AMUX sind parallel an die zwischen der Ausgangssynchronisierung ASYN und den Ausgangstreibern TR verlaufenden Verbindungsleitungen jeweils parallel angeschaltet. Die Ausgänge der beiden Multiplexer EMUX und AMUX sind an einen Vergleicher VG 1 angeschlossen, dessen Ausgang direkt zur Steuereinrichtung STE führt.

Die Steuereinrichtung STE schaltet nun über ein Leitungsbündel die beiden Multiplexer EMUX und AMUX zyklisch an die Eingänge bzw. Ausgänge der digitalen Koppelmatrix DKM an. Es wird dabei so vorgegangen, daß für einen Zeitraum, wo der Ausgangsmultiplexer AMUX an eine der Ausgangsleitungen angeschaltet ist, alle Eingangsspalten mindestens einmal über den Eingangsmultiplexer EMUX abgetastet werden. Selbstverständlich könnte die Prozedur auch umgekehrt so sein, daß der Eingangsmultiplexer EMUX so lange an einer Eingangsspalte angeschaltet bleibt, bis über den Ausgangsmultiplexer AMUX alle Ausgänge mindestens einmal mit dem Vergleicher VG 1 verbunden waren.

Bei dieser Prozedur gibt der Vergleicher VG 1 laufend Signale an die Steuereinrichtung STE ab, welche mit ihrem logischen Zustand der Steuereinrichtung STE mitteilen, ob die Eingangsbits mit den Ausgangsbits übereinstimmen oder nicht. Wenn die Steuereinrichtung STE aufgrund des Inhalts des Haltespeichers HSP feststellt, daß ein Koppelpunkt, der gerade von den Multiplexern EMUX und AMUX abgefragt wird, durchgeschaltet sein sollte, so werden Ausgangssignale des Vergleichers VG 1, die eine Ungleichheit signalisieren, registriert. Die Steuereinrichtung STE gibt dann eine Meldung an das Fehlerregister FR ab, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Fehlersignalen vom Vergleicher VG 1 angekommen sind.

Es kann jedoch auch ein Fehlersignal vorliegen, wenn der Vergleicher VG 1 Gleichheit zwischen dem jeweiligen Eingang und dem zugehörigen Ausgang feststellt, der Koppelpunkt aufgrund des Inhalts des Haltespeichers HSP aber nicht durchgeschaltet sein sollte. Bei jedem einzelnen Prüfschritt, der wie zuvor beschrieben ausgeführt wird, werden also die einzelnen Koppelpunkte sowohl auf ihr Durchschalteverhalten als auch auf ihr Sperrverhalten geprüft. Die dabei von der Steuereinrichtung STE ermittelten Kriterien werden in einem Statusregister STR abgespeichert. Gleichzeitig wird beim Feststellen eines Fehlers die Adresse des fehlerhaften Koppelpunktes im Fehlerregister FR festgehalten. Das Fehlerregister und das Statusregister sind von einer übergeordneten Steuereinrichtung aus über die Prozessorschnittstelle PS ansteuerbar, so daß die übergeordnete Steuereinrichtung Kenntnis von fehlerhaften Koppelpunkten erhält. Bei einem mehrstufigen Koppelfeld, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, kann dann durch Schalten anderer Wege ein defekter Koppelpunkt umgangen werden.

Es ist außerdem ein Vergleichsregister VR vorgesehen, welches parallel mit dem Haltespeicher HSP Informationen erhält. Die Ausgänge dieses Vergleichsregisters VR und die Ausgänge des Haltespeichers HSP sind an einen weiteren Vergleicher VG 2 angeschlossen. Dieser Vergleicher VG 2 teilt der Steuereinrichtung STE mit, ob im Vergleichsregister VR die gleiche Information enthalten ist wie im Haltespeicher HSP. Bei jedem einzelnen Abtastprüfschritt der Multiplexer EMUX und AMUX wird zusätzlich von der Steuereinrichtung STE der Ausgang des weiteren Vergleichers VG 2 abgefragt. Beim Feststellen einer Ungleichheit der für den jeweiligen Koppelpunkt zuständigen Einstelladressen im Vergleichsregister VR und im Haltespeicher HSP wird der betreffende Koppelpunkt, der gerade abgetastet wird und durchgeschaltet sein soll, nicht als fehlerhaft gekennzeichnet.

In der Fig. 2 ist ein mehrstufiges Koppelfeld dargestellt, welches insgesamt 64 Eingangsleitungen und 64 Ausgangsleitungen aufweist. Das Koppelfeld besteht aus 3 Stufen, wovon jede einzelne Stufe aus je 4 Koppelfeld­ bausteinen mit je 16 Eingängen und 16 Ausgängen besteht, so wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind. Die Ausgänge der ersten und der zweiten Stufe sind jeweils in Vierergruppen so aufgeteilt, daß ein Bündel von je 4 Leitungen zu verschiedenen Koppelfeldbausteinen der nächsten Stufe führt. Wie aus der Zeichnung deutlich erkannt werden kann, sind jeweils Umgehungsmöglichkeiten gegeben, wenn eine direkte Durchschaltung beispielsweise der ersten Eingangsleitung des gesamten dreistufigen Koppelfeldes über die jeweils ersten Ausgänge bis zur ersten Ausgangsleitung des gesamten dreistufigen Koppelfeldes nicht stattfinden kann. Wenn auf dieser Wegstrecke beispielsweise in der ersten oder in der zweiten Stufe ein fehlerhafter Koppelpunkt liegen sollte, so wird dies, wie zuvor beschrieben worden ist, einer übergeordneten Steuerein­ richtung mitgeteilt, welche für die gesamte Steuerung eines mehrstufigen Koppelfeldes zuständig ist. Da innerhalb eines Koppelfeldbausteins jeder Eingang mit jedem Ausgang verbunden werden kann, könnte also eine Verbindung der ersten Eingangsleitung mit der ersten Ausgangsleitung auch so geschaltet werden, daß sie beispielsweise über den dritten Koppelfeldbaustein der zweiten Stufe verläuft. Auf diese Weise ist es möglich, ein mehrstufiges Koppelfeld auch dann noch weiter in Betrieb zu halten, wenn einzelne Koppelpunkte defekt sind.

Wenn innerhalb eines Koppelfeldbausteins ein fehlerhafter Koppelpunkt mit seiner Adresse im Fehlerregister FR festgehalten ist, so wird von dort aus über die Steuereinrichtung STE veranlaßt, daß der damit verbundene Ausgang permanent abgeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird der betreffende Treiber TR durch einen Befehl gesperrt, so daß der betreffende Ausgang der digitalen Koppelmatrix DKM von der weiterführenden Leitung abgetrennt ist. Durch diese im normalen Betrieb selbsttätig stattfindenden Prüfmaßnahmen, wobei jeweils die Bits von Nutzdaten miteinander verglichen werden, werden einzelne defekte Koppelpunkte so eliminiert, daß sie keinen Einfluß auf die gesamte Anordnung ausüben können. Wenn also defekte Koppelpunkte vorliegen, so muß ein an den Eingängen erscheinendes Signal auf einen anderen Ausgang geschaltet werden, so daß bei einer Koppelanordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, zwangsläufig andere Durchschaltwege bestehen, wobei trotzdem wieder die gleiche Ausgangsleitung wie zuvor erreicht werden kann.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung des Zustandes von Koppelpunkten in einem digitalen Raum-Koppelfeld mit matrixförmigem Aufbau und vollkommener Erreichbar­ keit innerhalb einer einstufigen Matrix, wobei die Verbindungen im Koppelfeld herstellenden Koppelpunkte einzeln ansteuerbar sind mit Adresseninformationen, die in einen Haltespeicher oder in ein Einstellregister eingegeben werden, und wobei jeweils ein Eingang mit nur einem beliebigen Ausgang verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Eingangsmultiplexer (EMUX) für die Abfrage aller Eingänge und ein Ausgangsmultiplexer (AMUX) für die Abfrage aller Ausgänge der digitalen Koppelmatrix (DKM) vorgesehen sind, wobei beide Multiplexer (EMUX, AMUX) zeitlich nacheinander an die jeweiligen Ein- und Ausgänge angeschaltet werden und jeweils einer der Multiplexer (EMUX oder AMUX) so lange an einem der Eingänge oder Ausgänge angeschaltet bleibt, bis mit dem jeweils anderen Multiplexer (AMUX oder EMUX) alle Ausgänge oder Eingänge mindestens einmal abgefragt wurden,
daß die Abfrage der Ein- und Ausgänge der digitalen Koppelmatrix (DKM) während des normalen Betriebs des Koppelfeldes (beliebiger Vermittlungszustand der Matrix) mit den ankommenden bzw. abgehenden Datensignalen (Nutzsignalen) durchgeführt wird,
daß die Ausgänge der beiden Multiplexer (EMUX, AMUX) an einen Vergleicher (VG 1) angeschlossen sind, der ein Fehlersignal abgibt, wenn im Falle eines durchgeschaltet gemeldeten Koppelpunktes die Ausgangsinformation nicht mit der Eingangsinformation übereinstimmt,
und daß dann die Adresse des fehlerhaften Koppelpunktes in einem Fehlerregister (FR) festgehalten wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vergleichers (VG 1) mit einem Statusregister (STR) verbunden ist, wo das Auftreten eines Fehlers zwischengespeichert und von dort zu einer das Koppelfeld steuernden Einrichtung weitergegeben wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen der digitalen Koppelpunktmatrix (DKM) die Einstellinformation außer in einen Haltespeicher (HSP) bzw. ein Einstellregister auch in ein Vergleichsregister (VR) geladen wird, daß ein zweiter Vergleicher (VG 2) vorgesehen ist, der den Inhalt des Haltespeichers (HSP) mit dem des Vergleichsregisters (VR) vergleicht, und daß dessen Ausgangssignal so mit dem Fehlersignal verknüpft wird, daß nur dann auf einen fehlerhaften Koppelpunkt erkannt wird, wenn der zweite Vergleicher (VG 2) eine Übereinstimmung feststellt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vergleichers (VG 2) ebenfalls mit dem Statusregister (STR) verbunden ist, wo das Auftreten eines Fehlersignals zwischengespeichert und zu einer das Koppelfeld steuernden Einrichtung weitergeleitet wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung eines fehlerhaften Koppelpunktes der betreffende Ausgangstreiber (TR) über eine bestimmte Codierung im Haltespeicher (HSP) bzw. Einstellregister und dem Vergleichsregister (VR) gesperrt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Statusregister (STR) über eine Prozessor­ schnittstelle (PS) abgefragt werden kann, so daß bei einem mehrstufigen Koppelnetzwerk (Fig. 2) von einer übergeordneten Steuereinrichtung andere Verbindungswege durchgeschaltet werden können, wenn defekte Koppelpunkte vorhanden sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem einzelnen Prüfschritt festgestellt wird, ob der gerade mit dem Eingangsmultiplexer (EMUX) und dem Ausgangsmultiplexer (AMUX) erfaßte Koppelpunkt aufgrund des Inhalts des Haltespeichers (HSP) durchgeschaltet sein muß oder nicht, und daß ein Fehler festgestellt wird, wenn der Vergleicher (VG 1) eine Gleichheit erkennt, obwohl der betreffende Koppelpunkt nicht durchgeschaltet sein sollte.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle zur Überwachung und Einstellung des Zustandes der Koppelpunkte vorgesehenen Schaltungsteile zusammen mit der digitalen Koppelmatrix (DKM) deren Steuereinrichtung (STE) sowie den übrigen Schaltungsteilen in einem Gehäuse untergebracht sind.