CN1890990A - 替代切换在空间上分开的交换系统的方法 - Google Patents

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Abstract

在现有技术中存在以下问题，即现代的交换系统通过冗余地提供重要的内部部件进而具有高度的内部运行安全性。可是如果出现了巨大的外部影响(例如自然灾害、恐怖袭击、战争影响等等)，则所采取的预防措施通常很少有用。根据本发明设置了一种1∶1冗余。依此给每个要保护的交换系统分配等同的克隆物作为具有等同硬件、软件和数据库的冗余伙伴。通过上级的、有实时能力的监视器来迅速、可靠和自动地实现转换，该监视器建立了通向成对布置的交换系统的通信。在通向激活的交换系统的通信损失时，利用网络管理和两个交换系统的中央控制装置的支持被转换到冗余交换系统。

Description

替代切换在空间上分开的交换系统的方法
现代的交换系统(交换机(Switch))通过冗余地提供重要的内部部件而具有高度的内部运行安全性。因此，在正常运行时达到了交换技术功能的很高的可支配性。可是，如果出现了巨大的外部影响(例如火灾、自然灾害、恐怖袭击、战争影响等等)，则为了提高运行安全性所采取的预防措施通常很少有用，因为交换系统的原始部件和替代部件位于相同的地点，并且因此在这种灾害情况下以高的概率毁坏了这两种部件或使这两种部件不能工作。
作为解决方案建议了一种地理上分离的1∶1冗余。依此规定了，给每个要保护的交换系统分配等同的克隆物作为具有等同硬件、软件和数据库的冗余伙伴。该克隆物处于已启动的状态，但是该克隆物在交换技术上仍然是未激活的。由在网络中位于上级的、有实时能力的监视器来控制这两个交换系统，该监视器控制转换过程。
本发明所基于的任务在于，说明一种用于替代切换(Ersatzschalten)交换系统的方法，该方法在故障情况下确保了有效地将失效的交换系统转换到冗余伙伴。
从在权利要求1的前序部分中所说明的特征出发，通过在特征部分中所要求的特征来解决该任务。
根据本发明，在1∶1冗余的过程中，由上级的监视器(该监视器可以硬件和/或软件来实现)建立通向成对布置的交换系统(1∶1冗余)的通信。在通向激活的交换系统的通信损失时，监视器利用网络管理和两个交换系统的中央控制装置的支持转换到冗余交换系统。
本发明的主要的优点可见于，由网络管理和所参与的交换系统的中央控制单元来支持将激活的交换系统转换到热备用交换系统的过程。因此，本发明尤其是可用于接合TDM信息的传统的交换系统。传统的交换系统通常无论如何具有这样的中央控制单元，以致在这里不需要更多的花费。因此，该解决方案是可以广泛采用的和经济的，因为基本上只产生监视器的花费。此外，该解决方案是极端稳定的，监视器的双重失效不成为问题。
在从属权利要求中说明了本发明的有利的扩展方案。
以下借助形象描绘的实施例来详细阐述本发明。在这种情况下，该图示出了本发明方法在其上得到运行的网络配置。依此规定了，给每个要保护的交换系统(例如S1)分配等同的克隆物作为具有等同硬件、软件和数据库的冗余伙伴(例如S1b)。该克隆物处于已启动的状态，但是该克隆物在交换技术上仍然是未激活的(“热备用”运行状态)。因此定义了交换系统的高度可支配的、分布在多个位置上的1∶1冗余。
由于交换系统S1、S1b接合TDM信息，所以附加地需要至少一个交叉连接装置CC，该交叉连接装置CC可以在交换系统S1和冗余交换系统S1b之间转换整个TDM通信。交换系统S1的TDM线路段在正常运行时在交叉连接装置CC的点CC1上进或出，而在点CCa上再次出或进。交换系统S1b的TDM线路段在点CC1b上进入交叉连接装置CC中，或在那里在返回方向上具有其源点。可是，不实现交叉连接装置CC中的接合。
由同一个网络管理系统NM来控制两个交换系统(交换系统S1和克隆物或者冗余伙伴S1b)。这样来实现该控制，使得两个交换系统S1、S1b的数据库和软件的当前状态保持等同。这通过在两个伙伴上等同地取出每个运行技术的指令、每个配置指令和每个包括临时电路(Patch)在内的软件更新来实现。因此定义了空间上远程的克隆物，该克隆物与处于运行中的、具有等同数据库和等同软件状态的交换机是等同的。
该数据库原则上包括了所有半永久性和永久性数据。在这种情况下，将永久性的数据理解为以下数据，即这些数据作为代码被存放在表格中并且只有通过临时电路或者软件更新才能被改变。将半永久性的数据理解为以下数据，即这些数据例如通过操作者接口到达系统中并且以输入的形式被存储在那里较长时间。除了系统的配置状态之外，一般不由系统本身来改变这些数据。在数据库中没有包括伴随呼叫的瞬时数据或者状态信息，交换系统仅短时地存储这些瞬时数据，并且这些瞬时数据超出一个呼叫的持续时间一般没有意义，这些状态信息是配置上预定的基本状态的瞬时的叠加/补充(因此端口虽然在基本状态下可能是激活的，但是由于瞬时的(暂时的)干扰而瞬间不能被访问)。
由外部的、即通过位于交换系统S1和交换系统S1b之外的、上级的有实时能力的监视器来激活交换系统S1、S1b。该监视器可以硬件和/或软件来实现，并且在故障情况下转换到克隆物。尤其是当监视器和网络管理之间未设置直接连接时，则应规定这种情况。根据本实施例，监视器被构造为控制设备SC，并且出于安全原因双重地(本地冗余)来构造。
具有在交换技术上激活的交换系统S1的配置应被视为缺省配置。这意味着，交换系统S1在交换技术上是激活的，而交换系统S1b处于“热备用”运行状态。该状态通过当前的数据库和所有部件的全部激活来产生影响，其中，交叉连接装置在正常状态下通过其切换状态来屏蔽冗余的交换系统S1b对有用数据和信令的访问或传输。
由于由交换系统S1来发送/接收TDM信息流，所以必需交叉连接装置CC。该交叉连接装置CC具有(至少)一个基于分组的(随时激活的)接口IFcc，并且与网络管理NM相连接。在这里不是必要地设置了通向控制设备SC的连接。网络管理NM随时具有这样来转换交叉连接装置CC的可能性，使得可以将交换系统S1的外围设备切换到交换系统S1b。能看作主要方面的是，两个地理上冗余的交换系统S1、S1b以及网络管理NM和本地加倍的控制设备SC应该分别在空间上明显分开。
控制设备SC向网络管理NM有规律地或者需要时按照请求传送交换系统S1和S1b的当前的运行状态(接口的激活(act)/备用状态)以及自己的运行状态。控制设备SC的功能可选地部分或者也完整地由网络管理NM来执行。网络管理NM出于安全原因应具有也可以随时手动引致上述转换的功能。可选地阻断自动转换，以致只可以手动执行该转换。
在本发明的改进方案中规定了，将其它交换系统的中央计算机用作控制设备SC。于是因此存在着具有最高可支配性的控制设备。此外，控制设备SC的功能性还可被减少到单纯识别替代切换情况的必要性。因此，用于通过网络管理NM进行转换的决定转移到操作者。位于之前的复用器和交叉连接装置不再直接由控制设备SC鉴于替代切换来控制，而是间接地通过网络管理系统来控制。
此外，还考虑到了在交换系统S1和交换系统S1b之间建立直接的通信接口。该通信接口可被用于更新例如鉴于SCI(用户控制的输入(Subscriber Controlled Input))的数据库和计费数据，以及也可被用于单个连接的瞬时数据的交换或主要的其它瞬时数据(例如H.248关联处理(Association Handle))的交换。因此从用户和运营商的角度可以最小化运行的干扰。
于是可以由各自激活的交换系统将半永久性的和瞬时的数据以循环的时间间隔(更新)传输到冗余的备用交换系统中。SCI数据的更新具有以下优点，即在备用系统上避免了循环的重建，和在备用系统中随时控制着有关SCI数据的现实性。通过更新堆栈相关的数据(如H.248关联处理)，对于外围设备可以隐匿外围设备由等量参数系统的承接，并且还可以更强地降低失效时间。
以下根据附图来说明配置的失效情形：
在启动的过程中，两个交接系统尝试联系上控制设备SC。这是可能的，因为控制设备SC对于交换系统S1和S1b的各自的中央控制装置CP是已知的。与此同时，控制设备SC也尝试响应这两个交换系统S1和S1b。通过控制接口实现通信。该通信可以基于IP、基于TDM、基于ATM等等来构造。控制设备SC定义了，两个交换系统S1和S1b中的哪一个应占有“激活”和“备用”运行状态。根据本实施例，这应该是交换系统S1。由于该确定，交换系统S1b和控制设备之间的通信要么不开始进行，要么控制设备SC明确通知交换系统S1b，该交换系统S1b必须占有“备用”运行状态。
由于所述的网络结构，两个交换系统S1和S1b管理数据库中的相同的永久性和半永久性的数据，这两个交换系统S1和S1b被接通和启动。位于之前的交叉连接装置CC将外围设备与交换系统S1相连接。交叉连接装置CC和交换系统S1b之间的线路段被接通并且是无故障的，可是没有承载信令，并且也不引导通信。交换系统S1在交换技术上成为激活的。交换系统S1b同样被启动，并且在远距离的公共的和专用交换机的AN、DLU、中继线的方向上具有未受干扰的TDM线路段。可是，通向远距离的公共交换系统和PRI的AN、DLU、中继线的信令由于位于之前的交叉连接装置CC而分别受干扰。交换系统S1b由此不能接收交换通信。
从网络管理NM的角度，两个交换系统是可支配的，并且由该网络管理NM在正进行的运行中以相同的方式来更新。对于两个交换系统也通过网络管理NM来进行导致维修措施的警报。可是，交换系统S1b中的信令的完全失效是运行状态专用的，并且不会导致维修措施(空闲运行状态)。合宜地，当交换系统S1b从控制设备SC明确得到其具有备用功能的通知时，该交换系统S1b才根本不生成这些警报。
网络管理NM单独控制交叉连接装置CC。该交叉连接装置CC被双重实施，并且基本上代表了相关传输网的所必需的加倍部分。控制设备SC和两个交换系统S1和S1b的中央控制装置CP共同通过以几秒的间隔来交换测试消息来验证该配置。例如这可以实现，其方式是交换系统S1利用中央控制装置CP的支持周期性地向控制设备SC注册(melden)并且(例如每隔10s)得到一个肯定的签收，相反地，没有或以否定的签收来应答交换系统S1b向控制设备SC的周期性注册。
以下现在的出发点在于，在交换系统S1和控制设备SC之间的通信受到干扰。这意味着，交换系统S1失效，出现了网络问题，或者控制设备SC失效。作为实施例，应仅仅观察第一种情况(交换系统S1失效。)。
在控制设备SC(如果完好无损)和两个成对布置的交换系统S1、S1b的中央控制装置CP之间交换了周期性的测试消息。控制设备SC和激活的交换系统S1的中央控制装置CP之间的周期性的测试消息的交换实现，其方式是激活的交换系统S1利用其中央控制装置CP的支持周期性地向控制设备SC注册并且随即(例如每隔10s)得到一个肯定的签收。控制设备SC和热备用的交换系统S1b的中央控制装置CP之间的周期性的测试消息的交换实现，其方式是热备用的交换系统S1b利用其中央控制装置CP的支持周期性地向控制设备SC注册并且随即(例如每隔10s)没有得到或者得到一个否定的签收。
控制设备SC(如果完好无损)现在(失效)将所验证的、不允许长地持续的通信损失以对于向交换系统S1b的替代切换的希望向网络管理NM通报。由于控制设备SC在过去已监控了交换系统S1b的可支配性，并且该交换系统S1b看起来未受干扰，所以该希望建立在可以转换到可支配的交换系统S1b的期望上。网络管理NM向控制设备SC确认该转换请求，并且将所属的切换指令发出给交叉连接装置CC或传输层。这可以自动地或随着操作者介入来实现。控制设备SC以网络管理系统NM的肯定的签收来肯定地应答交换系统S1b的周期性请求，并且因此利用中央控制装置CP的支持明确地将交换系统S1b切换到交换技术上激活的状态。此外，控制设备SC还在得到时未来否定地应答交换系统S1的周期性请求，并且因此利用中央控制装置CP的支持明确地将交换系统S1切换到交换技术上未激活的状态。
通过交叉连接装置CC的转换连续地消除了信令失效。通过建立通向控制设备SC的通信或控制设备SC的肯定的签收，从此以后合宜地在网络管理NM上可以对交换系统S1b中的信令失效进行报警。交换系统S1b进入运行，并且将交换系统S1与外围设备和远距离层分开。
在修理失效的交换系统S1之后(或者在控制设备SC和交换系统S1之间的通信干扰结束之后)，控制设备SC识别了重新可支配性，并且对于稍后的失效情形来监控这种重新可支配性。不强制性地实现自动返回切换到交换系统S1上，因为鉴于可能的连接损失这是不利的，并且否则也不会引起益处。
交换系统S1在与控制设备SC的通信干扰之前或在其失效之前曾具有无故障的运行并且具有与控制设备SC的接触。在修理之后或在通信干扰结束之后的重新起动之后，交换系统S1通过控制设备SC隐含地或者明确地获知其“备用”运行状态。如果交换系统S1因此曾是失效的，则该交换系统S1在修理之后采纳(“备用”)运行状态，该(“备用”)运行状态的特征在于，该交换系统S1不能建立与控制设备SC的接触(隐含地)。选择性地，由控制设备SC将“备用”运行状态通知给该交换系统S1(明确地)。通过调节位于之前的传输网，将交换系统S1与其在网络中的伙伴分开，并且交换系统S1不能建立信令连接。在第一种情况下，交换系统S1对协议失效发出警报，在第二种情况下，该交换系统S1可以抑制或收回这些警报，因为这些警报是配置的明确的后果而不是故障。
如果该转换曾仅应归因于控制设备SC和交换系统S1之间的通信的临时的干扰，则交换系统S1必须对随着交换系统S1b上的TDM线路段的断开而出现的信令失效发出警报。在控制设备SC和交换系统S1之间的通信重新可支配时，在明确的备用配置的情况下，可以通过控制设备SC重新收回警报。
如果交换系统S1/S1b是具有用户的本地交换机，则将进入分别激活的交换系统S1/S1b中的用户自己输入信息(SCI)从激活的交换系统的星期保护措施中馈入到备用系统的数据库中。因此达到了，SCI数据以可承受的工作量和仍然几乎当前地在备用交换系统中是可支配的。在单纯的中继线交换机的情况下，不需要来自激活的交换机的用户数据的备份和备用交换机的重建。
如已经谈及的那样，本发明的解决方案也可用于交换系统S1和控制设备SC之间的受干扰的通信，只要交换系统S1作为平台还有工作能力。在这种情况下，控制设备SC没有与交换系统S1的接触，但是却有与交换系统S1b的接触。但是，交换系统S1在交换技术上仍然是未激活的，并且具有与其交换技术的网络伙伴的接触。现在，控制设备SC在察觉到交换系统S1的(假定的)失效之后激活了冗余的交换系统S1b，但是不能将交换系统S1去激活。可是，这事实上通过转换位于之前的传输网来实现。

Claims (10)

1.用于替代切换在空间上分开的交换系统的方法，所述交换系统以1:1冗余成对地布置，其中，一个交换系统(S1)处于激活的运行状态(“act”)，而剩余的冗余的交换系统(S1b)处于热备用的运行状态(“空闲的”)，
其特征在于，
在至少一个上级的、有实时能力的监视器(SC)和所述成对布置的交换系统(S1，S1b)中的至少一个交换系统之间建立了通信，以及
在通向所述激活的交换系统(S1)的通信损失时，利用网络管理(NM)和所述冗余交换系统(S1b)的中央控制装置(CP)的支持被转换到该冗余交换系统(S1b)。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个上级的监视器(SC)和所述两个成对布置的交换系统(S1，S1b)的中央控制装置(CP)之间周期性地交换测试消息。
3.按权利要求1、2所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个上级的监视器(SC)和所述激活的交换系统(S1)的中央控制装置(CP)之间控制了周期性的测试消息的交换，其方式是所述激活的交换系统(S1)利用其中央控制装置(CP)的支持周期性地向所述监视器(SC)注册(melden)并且随即(例如每隔10s)得到一个肯定的签收。
4.按权利要求1、2所述的方法，
其特征在于，
在所述至少一个上级的监视器(SC)和所述热备用的交换系统(S1b)的中央控制装置(CP)之间控制了周期性的测试消息的交换，其方式是所述热备用的交换系统(S1b)利用其中央控制装置(CP)的支持周期性地向所述监视器(SC)注册并且随即(例如每隔10s)没有得到或得到一个否定的签收。
5.按权利要求1至4所述的方法，
其特征在于，
由至少一个监视器(SC)将通向在交换技术上激活的交换系统的所验证的通信损失向所述网络管理(NM)通报，该网络管理(NM)随即按照交换系统(S1b)的可支配性的标准将转换指令发送给所述至少一个监视器(SC)和交叉连接装置(CC)。
6.按权利要求1、2或3所述的方法，
其特征在于，
由所述监视器(SC)来控制到所述冗余交换系统(S1b)的转换，其方式是该监视器(SC)以肯定的签收来应答所述热备用的交换系统(S1b)的周期性的请求(“Request”)，随即该交换系统(S1b)由其中央控制装置(CP)明确地控制到在交换技术上激活的状态中。
7.按以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在排除了所述通信损失之后，不进行自动返回切换到在所述通信损失之前存在的配置。
8.按权利要求7所述的方法，
其特征在于，
将交换系统和所述监视器之一之间的通信损失的结束向所述网络管理(NM)通报。
9.按以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述网络管理系统(NM)通过所述至少一个监视器来启动到所述分别在交换技术上未激活的交换系统的转换。
10.按以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述网络管理评价了所述监视器中的多个监视器的替代切换请求，并且只有如果对于所述网络管理可访问的监视器中的每个监视器提出了所述请求，才执行在交换技术上激活的交换系统的替代切换。
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