DE10239809B4 - Kommunikationseinrichtung zur Realisierung zumindest einer ausfallsicheren Kommunikationsbeziehung über ein Kommunikationsnetz - Google Patents

Abstract

Kommunikationseinrichtung (KE) zur Realisierung zumindest einer ausfallsicheren Kommunikationsbeziehung über ein Kommunikationsnetz (KN),
– mit mehreren in der Kommunikationseinrichtung (KE) angeordneten Schnittstelleneinheiten (SE), wobei
– in jeder Schnittstelleneinheit (SE) eine den Anschluss an das Kommunikationsnetz (KN) realisierende Anschlusseinheit (AE) und eine Überwachungseinheit (UE) angeordnet ist, und
– im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung zumindest eine über das Kommunikationsnetz (KN) eingerichtete, virtuelle Verbindung (v) an/über jede Anschlusseinheit (AE) der Schnittstelleneinheiten (SE) herangeführt ist,
– mit den Schnittstelleneinheiten (SE) zugeordneten Auswahlmitteln (SEL) zur kommunikationsbeziehungsindividuellen Auswahl einer der Schnittstelleneinheiten (SE)
wobei
– über die zumindest eine virtuelle Verbindung (v) an die ausgewählte Schnittstelleneinheit (SE) herangeführte Informationen (ei) im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung weitergeleitet und/oder weiterverarbeitet werden,
– die in jeder Schnittstelleneinheit (SE) angeordneten Anschluss- und Überwachungseinheiten (AE, UE) jeweils in der Art und Weise miteinander verbunden sind, dass die im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung an...

Description

• In aktuellen Kommunikationsnetzen bzw. Kommunikationssystemen erfordern erhöhte Datenmengen, höhere Anforderungen an Ausfallsicherheit und die Anschaltung einer größeren Anzahl von Teilnehmern an Kommunikationseinrichtungen, die Realisierung von Ersatzschaltmechanismen, um bei Hardware- oder Leitungsausfällen die Funktionen innerhalb eines Kommunikationsnetzes aufrecht erhalten zu können.
• In DE 198 31 562 ist beispielsweise das Prinzip der Leitungsredundanz in gemäß der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) ausgestalteten Kommunikationsnetzen bzw. in Sonet-Übertragungsnetzen offenbart, wobei mit Hilfe der Leitungsredundanz der auf den Leitungen zu übertragende Datenverkehr vor Ausfall geschützt werden soll. Bei der Leitungsredundanz wird durch eine zweite Leitung ein redundanter Übertragungsweg zur Verfügung gestellt, der im Fehlerfall den Datenverkehr der ursprünglich benutzten Datenleitung übernehmen kann. Weit verbreitet ist die sogenannte 1 + 1-Leitungsredundanz, bei der am sendenden Ende der Übertragungsstrecke der zu übertragende Datenverkehr über eine sogenannte "Bridge" auf beide Leitungen annähernd gleichzeitig gesendet werden kann und am empfangenden Ende über eine sogenannten "Selektor" der Datenverkehr von einer der beiden Leitungen zur weiteren Verarbeitung bzw. Weiterleitung ausgewählt werden kann.
• Ein weiteres Beispiel des Prinzips der Leitungsredundanz ist in US 2001/0046074 offenbart. Darin wird ein optischer Schalter durch ein Überwachungssystem angewiesen, abhängig von der Übertragungsqualität zwischen zwei redundanten optischen Übertragungsleitungen umzuschalten. Die Qualität der beiden redundanten Übertragungsleitungen wird dabei von zwei opti schen Sensoren analysiert, von denen die Qualität repräsentierende Informationen an das Überwachungssystem weiter gegeben werden.
• Ein Kommunikationssystem in redundanter Ausführung ist zudem aus JP 2000 349 728 bekannt. In dieser Schrift wird beispielsweise ein Kommunikationsnetz offenbart, in dem Überwachungseinheiten gemäß einem Übertragungsprotokoll ausgebildet sind und in dem Umschalteinrichtungen einen von mehreren redundanten Übertragungswegen auswählen.
• In DE 195 13 316 wird des Weiteren ein Ethernet-Bussystem offenbart, bei dem Single-Port-Stationen über jeweils einen zwischengeschalteten Multiplexer mit mindestens zwei redundanten Buslinien verbunden sind. Dabei werden die Multiplexer von einer Beobachtungseinrichtung gesteuert, durch die abhängig von der Güte der einzelnen redundanten Buslinien bestimmt wird, welche der mindestens zwei Buslinien für eine Datenübertragung ausgewählt wird.
• Neben dem Schutz des Datenverkehrs auf der Übertragungsleitung müssen auch die Funktionen der in der jeweiligen Kommunikationseinrichtung angeordneten Schnittstellenbaugruppe bzw. Schnittstelleneinheit vor Ausfall geschützt werden. Im Rahmen einer Schnittstelleneinheitredundanz – auch als Baugruppenredundanz bezeichnet – wird eine zweite Baugruppe zur Verfügung gestellt und der ersten Baugruppe zugeordnet, die im Fehlerfall die Funktion der ursprünglich benutzten Baugruppe bzw. Einheit übernehmen kann.
• Leitungs- und Baugruppenredundanz können gemäß oben genannter Offenlegungsschrift kombiniert werden. Dabei wird die Ersatzschaltung der Datenleitung und der Schnittstelleneinheit miteinander gekoppelt. Ein Ersatzschalten der Leitung führt automatisch zum Ersatzschalten der Schnittstelleneinheit und umgekehrt. Dieses Verfahren wird insbesondere in größeren Kommunikationseinrichtungen angewendet, die mit einer größeren Anzahl von Übertragungsleitungen beschaltet sind.
• Bei gemäß dem asynchronen Transfermodus (ATM) ausgestalteten Kommunikationsnetzen ist jeder mit der Kommunikationseinrichtung verbundenen Leitung eines redundanten Leitungspaares jeweils eine die physikalische Schnittstelle – auch als Physical-Layer bezeichnet – realisierende Anschlusseinheit und eine den ATM-Layer repräsentierende und den eingehenden ATM-Datenstrom bearbeitende und überwachende Verarbeitungs- bzw. Überwachungseinheit zugeordnet. Baugruppenredundanz kann auch ohne Leitungsredundanz realisiert werden.
• 1 zeigt in einem Blockschaltbild Teile einer Kommunikationseinrichtung, bei der Leitungs- und Baugruppen- bzw. Schnittstelleneinheitredundanz implementiert sind und bei der die Leitungsredundanz und die Baugruppenredundanz miteinander verknüpft sind. Der von der Kommunikationseinrichtung in Richtung ATM-Kommunikationsnetz abgehende Datenstrom wird mittels einer Bridge über beide Schnittstelleneinheiten auf beide redundante abgehende Leitungen geführt, während aus den vom ATM-Kommunikationsnetz an die Schnittstelleneinheiten herangeführten Datenströmen bzw. Informationen mittels eines Selektors ein im Rahmen einer Kommunikationsbeziehung weiterzuverarbeitender bzw. weiterzuleitender Datenstrom ausgewählt wird. In aktuell realisierten Implementierungen ist der Se lektor, wie in 1 dargestellt, zwischen dem Physical-Layer und dem ATM-Layer angeordnet.
• 2 zeigt in einem Blockschaltbild Teile einer Kommunikationseinrichtung, in der nur Baugruppenredundanz implementiert ist und auf Leitungsredundanz verzichtet wird. Der abgehende Datenstrom wird mittels einer Bridge über beide Baugruppen bzw. Schnittstelleneinheiten geführt. Am Ausgang der Schnittstelleneinheiten auf die nicht redundante Leitung wird mit Hilfe eines Umschalters einer der beiden abgehenden Datenströme zum Senden ausgewählt. Empfangsseitig wird der von der nicht redundanten Leitung empfangene Datenstrom beispielsweise mit Hilfe eines optischen Splitters auf beide Schnittstelleneinheiten geleitet. Aus den an beide Schnittstelleneinheiten herangeführten Datenströmen wird mit Hilfe eines Selektors einer der Datenströme zur Weiterverarbeitung bzw. Weiterleitung ausgewählt. In aktuellen Implementierungen hinsichtlich Baugruppenredundanz ist der Selektor, wie in 2 dargestellt, zwischen dem Physical-Layer und dem ATM-Layer angeordnet.
• Bekanntermaßen basieren Implementierungen von Baugruppen- und Leitungsredundanz auf dem ITU-T Standard G.841, in welchem Schutzarchitekturen für SDH-Kommunikationsnetze definiert sind. Hinsichtlich der Redundanz werden durch diesen Standard nur die für die Informationsübermittlung erforderlichen physikalischen Übertragungsmedien, d.h. die Übertragungsleitung sowie die physikalischen Schnittstellen (Physical Layer) auf der Sende- und Empfangsseite umfaßt. Dagegen sind die den physikalischen Schnittstellen vor- bzw. nachgeschalteten Verarbeitungs- bzw. Überwachungseinheiten (z.B. ATM-Layer) nicht durch diesen Standard umfaßt. Die durch den ITU-T Standard G.841 bedingte Unabhängigkeit der Verarbeitungs- bzw. Überwachungseinheiten von den durch den ITU-T Standard G.841 umfaßten physikalischen Komponenten bzw. Übertragungsmedien (Physical Layer) sind die bei Redundanz aktuell zum Einsatz kommenden Selektoren ebenfalls dem Physical Layer zuzuordnen und somit unabhängig von den Verarbeitungs- bzw. Überwachungseinheiten. Daher sind bei aktuellen Implementierungen von Baugruppen- und Leitungsredundanz die Selektoren in Richtung des Datenflusses unmittelbar hinter den physikalischen Schnittstellen also zwischen Physical Layer und ATM-Layer angeordnet – siehe 1 und 2.
• Bedingt durch die Anordnung des Selektors zwischen dem Physical-Layer und dem ATM-Layer ist für den durch den Selektors nicht ausgewählten ATM-Datenstrom bzw. ATM-Zellenstrom die Verbindung zwischen dem Physical-Layer und dem ATM-Layer aufgetrennt. Dieses Auftrennen, d.h. die Unterbrechung der Verbindung zwischen ATM-Layer und Physical-Layer führt im Zusammenhang mit der Verarbeitung von sogenannten Verwaltungs-Signalen bzw. Maintenance-Signalen bei einer z.B. durch Leitungs- oder Baugruppenausfall verursachten Ersatzschaltung zu störenden Übergängen zwischen Normal- und Fehlerzuständen. Die Behandlung dieser Übergänge erfordert, wie nachfolgend erläutert, einen erhöhten Aufwand für die Realisierung der den Übergang steuernden Steuerung.
• Für die ATM-Übertragungstechnologie sind gemäß dem ITU-T Standard I.610(3) sogenannte Maintenance-Signale definiert, die der verbindungsindividuellen Überwachung der im Rahmen einer virtuellen Verbindung zu übertragenden Informationen dienen. Zu diesen Maintenance-Signalen gehören Signale,
• – die einen bereits erkannten Ausfall einer Verbindung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der virtuellen Verbindung signalisieren (AIS/RDI-Signale),
• – die eine permanente Ausfallüberwachung einer virtuellen Verbindung bewirken (Continuity Check),
• – die zur Fehlerlokalisierung verwendet werden können (Loopback),
• – die eine laufende bzw. permanente Überwachung der Übertragungsgüte einer virtuellen Verbindung ermöglichen (performance monitoring).
• Im Rahmen einer mit Hilfe der beschriebenen Maintenance-Signale realisierten, verbindungsindividuellen Überwachung wird ein erkannter Ausfall einer virtuellen Verbindung durch Aussenden von AIS- bzw. RDI-Signalen signalisiert, wobei der empfangende ATM-Layer am Endpunkt der virtuellen Verbindung für die betreffende Verbindung einen Fehlerzustand einnimmt. Nach einer definierten Zeit, in welcher die Fortdauer des Fehlerzustands überwacht wird, wird dieser Fehlerzustand an ein Management System gemeldet. Befindet sich der Endpunkt einer virtuellen Verbindung in diesem beschriebenen Fehlerzustand, überwacht der ATM-Layer den fortdauernden Empfang von AIS- bzw. RDI-Signalen. Wird für eine definierte Zeit kein AIS- bzw. RDI-Signal empfangen, wird durch den ATM-Layer der Fehlerzustand der Verbindung aufgehoben. Dies führt erneut zu einer Meldung an das Management System.
• Wird im Rahmen der permanenten Ausfallüberwachung (Continuity Check) die Unterbrechung einer Verbindung festgestellt, werden durch den diesen Fehler erkennenden ATM-Layer AIS-Signale in die Verbindung eingespeist, um diesen erkannten Fehler anzuzeigen. Gleichzeitig wird der Ausfall der Verbindung an der erkennenden Stelle nach einer definierten Zeit an das Management System gemeldet.
• Die beschriebene verbindungsindividuelle Überwachung von virtuellen Verbindungen mit Hilfe der gemäß dem ITU-T Standard I.610(3) ausgestalteten Maintenance-Signalen weist verschiedene Nachteile auf:
• AIS/RDI:
• Wenn eine oder mehrere virtuelle Verbindungen die über die durch Leitungsredundanz geschützten Leitungen bzw. über die durch Baugruppenredundanz geschützten Baugruppen bzw. Schnittstelleneinheiten der in 1 dargestellten Kommunikationseinrichtung geführt werden und für die die jeweiligen ATM-Layer dieser Kommunikationseinrichtung den Endpunkt darstellen, mit AIS- bzw. RDI-Signalen belegt sind, dann wird der ATM-Layer hinter dem geschlossenen Selektor den Fehlerzustand für die betreffende virtuelle Verbindung eingenommen haben, wobei die Fehlerzustände verbindungsindividuell an das Management System – in 1 nicht dargestellt – gemeldet worden sind.
• Dagegen hat der ATM-Layer hinter dem geöffneten Selektor durch die Unterbrechung keine AIS- bzw. RDI-Signale empfangen. Folglich hat dieser ATM-Layer für die betreffenden virtuellen Verbindungen keinen Fehlerzustand eingenommen, so dass auch keine Meldungen über Fehlerzustände an das Management System gesendet worden sind.
• Wird nun, bedingt durch einen Leitungsausfall, die Umschaltung der Leitungen oder, bedingt durch einen Baugruppenausfall, die Umschaltung der Baugruppe bzw. Schnittstelleneinheit erforderlich, so wird der bisher geschlossene Selektor geöffnet und der bisher geöffnete Selektor geschlossen. Damit wird der bisher mit dem empfangenen ATM-Datenstrom verbundene ATM-Layer von diesem getrennt und der bisher von dem empfangenen ATM-Zellenstrom getrennte ATM-Layer mit diesem verbunden. Dies hat zur Folge, dass der nun vom empfangenen ATM-Datenstrom getrennte ATM-Layer keine AIS- bzw. RDI-Signale mehr empfängt und folglich nach einer definierten Zeit durch diesen die Fehlerzustände für die betreffenden virtuellen Verbindung aufgehoben werden. Die Aufhebung der Fehlerzustände wird verbindungsindividuell vom ATM-Layer zum Management System bzw. zu der die Umschaltung steuernden Steuersoftware signalisiert.
• Gleichzeitig erhält, bedingt durch die Leitungs- bzw. Baugruppen-Umschaltung, der nun mit dem empfangenen ATM- Datenstrom verbundene ATM-Layer jetzt die AIS- bzw. RDI-Signale, wobei dieser ATM-Layer nach einer definierten Zeit die Fehlerzustände für die jeweiligen virtuellen Verbindungen einnimmt. Das Einnehmen dieser Fehlerzustände wird vom ATM-Layer verbindungsindividuell zum Management System gemeldet.
• Die beschriebenen Wechsel der verbindungsindividuellen Fehlerzustände nach einer Umschaltung der Leitungen bzw. Baugruppen müssen von der die Umschaltung steuernden Steuerungssoftware verbindungsindividuell erkannt und in Korrelation zueinander gebracht werden. Dies ist nachteilig mit einem erhöhten Aufwand bei der Realisierung der Umschalte-Steuerung – z.B. bei der Steuerungs-Software – verbunden ist.
• „Continuity Check"
• Werden von den in 1 bzw. in 2 gezeigten Kommunikationseinrichtungen virtuelle Verbindungen, die über die durch Leitungsredundanz geschützten Leitungen bzw. durch Baugruppenredundanz geschützten Baugruppen geführt werden, mittels Continuity Check überwacht, so führt ein Auftrennen des empfangenen ATM-Datenstroms durch den zwischen ATM-Layer und Physical-Layer angeordneten Selektor als Folge einer Leitungs- oder Baugruppen-Umschaltung zum Erkennen eines Ausfalls der betreffenden virtuellen Verbindung. Als Folge werden nach einer definierten Zeit Fehlerzustände eingenommen und AIS-Signale in die Verbindungen eingespeist. Die Einnahme der Fehlerzustände wird widerrum vom ATM-Layer erkannt und verbindungsindividuell an das Management System gemeldet.
• Wäre der Continuity Check vor der Umschaltung in dem vom empfangenden ATM-Datenstrom getrennten ATM-Layer bereits aktiviert, so wären für die betreffenden Verbindungen Fehlerzustände vorhanden, sowie daraus bedingte Folgeaktionen (wie z.B. Einspeisen von AIS-Signalen) ausgeführt worden. Die AIS-Signale würden aber zu erheblichen Störungen im übermittelten ATM-Datenstrom führen, da sie dem Endpunkt der jeweiligen virtuellen Verbindung immer wieder den Beginn einer Fehlerbedingung vortäuschen. Da diese Folgeaktionen im aktuell eingesetzten ATM-Layer-Bausteinen direkt durch hardwarenahe Schaltungsanordnungen realisiert werden, darf der Continuity Check in demjenigen ATM-Layer-Baustein, der durch den geöffneten Selektor nicht mit dem empfangenen ATM-Datenstrom verbunden ist, nicht aktiviert sein. Dies führt nachteilig dazu, dass nach einer Leitungs- bzw. Baugruppen-Umschaltung der Continuity Check in beiden Datenwegen verbindungsindividuell durch die Steuerung aktiviert bzw. deaktiviert werden muss, wobei die jeweiligen Erkennungszeiten für den Ausfall der Verbindung bzw. den Wegfall der verbindungsindividuellen Fehlerzustände berücksichtigt werden muss. Dies ist nachteilig mit einem erhöhten schaltungstechnischen und steuerungstechnischen Aufwand verbunden.
• Loopback:
• Die Verwendung der Loopback-Funktionen zur Fehlerlokalisierung ist auf der Leitung oder auf der Baugruppe bzw. Schnittstelleneinheit, deren ATM-Layer vom empfangenen ATM-Datenstrom abgetrennt ist, nicht möglich.
• Performance Monitoring:
• Die Überwachung der Übertragungsqualität des empfangenen ATM-Datenstroms mittels Performance Monitoring ist auf der Leitung bzw. auf der Baugruppe bzw. Schnittstelleneinheit, deren ATM-Layer vom empfangenen ATM-Datenstrom abgetrennt ist, nicht möglich.
• Aus den beschriebenen Nachteilen ist abzuleiten, daß die Behandlung von Maintenance-Signalen bei der Umschaltung von Leitungen oder Baugruppen bzw. Schnittstelleneinheiten und insbesondere deren standardkonforme Implementierung bei gleichzeitiger Unterdrückung der beschriebenen unerwünschten Auswirkungen von Übergängen zwischen Normal- und Fehlerzu ständen nur mit erhöhten schaltungstechnischen und somit wirtschaftlichen Aufwand bei der Realisierung der Umschalte-Steuerung zu erreichen ist.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Realisierung von Leitungs- und/oder Baugrupperedundanz für eine Kommunikationseinrichtung zu verbessern. Insbesondere soll bei Ersatzschaltungen im Sinne der Leitungs- und/oder Baugruppenredundanz Auswirkungen auf die Maintenance-Signale und damit auf das gesamte Kommunikationsnetz vermieden werden. Des weiteren sollen Fehlermeldungen an das Management System, die in Folge der Ersatzschaltungen durch die Maintenance-Signale erzeugt werden, nach Möglichkeit vermieden werden. Die Aufgabe wird ausgehend von einer Kommunikationseinrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
• Bei der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung zur Realisierung zumindest einer ausfallsicheren Kommunikationsbeziehung über ein Kommunikationsnetz sind mehrere Schnittstelleneinheiten angeordnet, wobei in jeder Schnittstelleneinheit eine den Anschluss an das Kommunikationsnetz realisierende Anschlusseinheit und eine Überwachungseinheit angeordnet ist. Im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung ist zumindest eine über das Kommunikationsnetz eingerichtete, virtuelle Verbindung an/über jede Anschlusseinheit der Schnittstelleneinheiten herangeführt. Den Schnittstelleneinheiten sind Auswahlmittel zur kommunikationsbeziehungsindividuellen Auswahl einer der Schnittstelleneinheiten zugeordnet, wobei über die zumindest eine virtuelle Verbindung an die ausgewählte Schnittstelleneinheit herangeführte Informationen im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung weitergeleitet und/oder weiterverarbeitet werden. Die in jeder Schnittstelleneinheit angeordneten Anschluss- und Überwachungseinheiten sind jeweils in der Art und Weise miteinander verbunden, dass die im Rahmen der zumindest einer Kommunikationsbeziehung an die Anschlusseinheiten übermittelten Infor mationen an die jeweiligen Überwachungseinheiten weitergeleitet und durch diese permanent überwacht werden. Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung besteht darin, dass die über die zumindest eine virtuelle Verbindung übermittelten Informationen zumindest teilweise verbindungsindividuelle Überwachungsinformationen umfassen, welche durch die Überwachungseinheiten im Rahmen der permanenten Überwachung überprüft werden. Die Auswahlmittel sind in der Art und Weise ausgestaltet, dass nur die an die Überwachungseinheit der ausgewählten Schnittstelleneinheit übermittelten Informationen im Rahmen der Kommunikationsbeziehung weitergeleitet und/oder verarbeitet werden.
• Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung besteht darin, dass die im Rahmen einer Kommunikationsbeziehung an die Schnittstelleneinheit herangeführten Informationen bzw. Datenströme von allen in den Schnittstelleneinheiten angeordneten Überwachungseinheiten empfangen werden und somit durch dies ausgewertet werden können. Dadurch weisen die Überwachungseinheiten in Abhängigkeit von den empfangenen Informationen jeweils denselben Überwachungszustand – z.B. Fehlerzustand – auf wodurch die eingangs genannten negativen Auswirkungen auf die Maintenance-Signale sowie das Aussenden von Fehlermeldungen im Falle eines Ersatzschaltens vermieden werden. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
• – Normal- und Fehlerzustände sind immer auf allen (redundanten) Datenwegen bekannt und identisch,
• – im Falle einer Ersatzschaltung wird auf eine Überwachungseinheit umgeschaltet, die sich hinsichtlich der Normal- und Fehlerzustände im "eingeschwungenen Zustand" befindet,
• – die verbindungsindividuelle Aktivierung bzw. Deaktivierung von Maintenance-Funktionen nach einer Ersatzschaltung ist nicht erforderlich,
• – es treten bei einer Ersatzschaltung keine unerwünschten Folgereaktionen aus den Übergängen von Normal- in Fehler zustände und umgekehrt auf und es müssen auch keine weiteren Folgereaktionen unterdrückt werden,
• – es treten bei einer Ersatzschaltung keine unerwünschten Meldungen aus dem Übergang von Normal- in Fehlerzustände und umgekehrt an ein Management System auf und müssen auch nicht unterdrückt werden.
• Insgesamt kann der Aufwand für die Realisierung der die Ersatzschaltung jeweils steuernden Steuerung vorteilhaft verringert werden.
• Vorteilhaft sind die Überwachungseinheiten gemäß zumindest einem im Kommunikationsnetz realisierten Übertragungsprotokoll ausgestaltet – Anspruch 3. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kann die Kommunikationseinrichtung an jedes auf zumindest einem Übertragungsverfahren oder Übertragungsprotokoll basierende Kommunikationsnetz angeschlossen werden. Beispielsweise kann das Kommunikationsnetz gemäß der synchronen digitalen Hierarchie (SDH) ausgestaltet sein, wobei die Informationen mit Hilfe des ATM-Übertragungsprotokolles über das SDH-Kommunikationsnetz übermittelt werden.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
• Im folgenden wird die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung anhand mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
• 3 eine Kommunikationseinrichtung in der Leitungs- und Baugruppenredundanz implementiert ist, und
• 4 eine Kommunikationseinrichtung in der nur Baugruppenredundanz implementiert ist und auf Leitungsredundanz verzichtet wird.
• 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine in einem Kommunikationsnetz KN – beispielsweise ein gemäß dem asynchronen Transfermodus ATM ausgestaltetes Kommunikationsnetz – angeordnete Kommunikationseinrichtung KE in der Leitungs- und Baugruppenredundanz (vgl. 1) implementiert ist. Die Kommunikationseinrichtung KE stellt beispielsweise eine Multiplexereinrichtung dar – auch als DSLAM bezeichnet, Digital Subscriber Line Access Multiplexer – über welchen mehrere Teilnehmer – nicht dargestellt – über ein Teilnehmeranschlussnetz – auch als Access-Network bezeichnet, nicht dargestellt – an das über geordnete Kommunikationsnetz KN angeschlossen sind. In der Kommunikationseinrichtung KE sind mehrere Schnittstellenbaugruppen bzw. Schnittstelleneinheiten SE angeordnet, wobei in 3 stellvertretend für mehrere nur zwei redundant ausgeführte Schnittstelleneinheiten SE dargestellt sind. An jede der Schnittstelleneinheiten SE ist jeweils eine der redundant ausgestalteten Verbindungsleitungen UL1,2 angeschlossen, über welche die Kommunikationseinrichtung KE mit dem übergeordneten Kommunikationsnetz KN verbunden ist. Die in der Kommunikationseinrichtung KE implementierte Leitungsredundanz und die Baugruppenredundanz der Schnittstelleneinheiten SE sind miteinander verknüpft. Die an die Schnittstelleneinheiten SE herangeführten, redundanten Verbindungsleitungen UL1, UL2 sind jeweils mit einer in den Schnittstelleneinheiten angeordneten Anschlusseinheit AE verbunden. Erfindungsgemäß ist die Anschlusseinheit AE unterbrechungsfrei mit einer jeweils in der Schnittstelleneinheit SE angeordneten Überwachungseinheit UE verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Anschlusseinheiten AE der Physical-Layer und durch die Übertragungseinheiten UE der ATM-Layer realisiert. Die von der Kommunikationseinrichtung in Richtung übergeordnetes Kommunikationsnetz KN zu übermittelnden Informationen ai – beispielsweise ein abgehender ATM-Datenstrom – werden über eine Bridge über beide Schnittstelleneinheiten SE auf die beiden redundant ausgeführten Übertragungsleitungen UL1, UL2 geführt.
• Für das weitere Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass im Rahmen einer Kommunikationsbeziehung eine virtuelle Verbindung vv über das Kommunikationsnetz KN und über die redundanten Verbindungsleitungen UL1, VL2 an die beiden Schnittstelleneinheiten SE herangeführt ist. Die im Rahmen der virtuellen Verbindung vv übermittelnden, eingehenden Informationen ei – beispielsweise ein eingehender ATM-Datenstrom – werden über die den Physical-Layer repräsentierende Anschlusseinheit AE an die den ATM-Layer repräsentierende Überwachungseinheit UE weitergeleitet. Erfindungsgemäß sind die in jeder Schnittstelleneinheit SE angeordneten Überwachungseinheiten UE über einen die Auswahlmittel SEL repräsentierenden Schalter – auch als Selektor bezeichnet – an eine gemeinsam genutzte Übertragungsleitung GL angeschlossen. Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten und dem Stand der Technik zuzuordnenden Kommunikationseinrichtung ist der Selektor nicht zwischen Physical-Layer und dem ATM-Layer sondern in Datenflussrichtung erst hinter dem ATM-Layer angeordnet.
• 4 zeigt in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung KE in der im Gegensatz zu der in 3 dargestellten Kommunikationseinrichtung lediglich Baugruppenredundanz implementiert ist und auf Leitungsredundanz verzichtet wird (vgl. 2). Gemäß 4 ist die im Rahmen der Kommunikationsbeziehung über das Kommunikationsnetz KN eingerichtete, virtuelle Verbindung vv nur einmal über eine nicht redundante Übertragungsleitung UL an die Kommunikationseinrichtung KE herangeführt. Der von der Kommunikationseinrichtung KE in Richtung übergeordnetes Kommunikationsnetz KN zu übermittelnde Datenstrom ai wird mittels einer Bridge an beide Schnittstelleneinheiten SE herangeführt. Jede Schnittstelleneinheit SE ist über einen Ausgang AU mit einem Umschalter US verbunden, über welchen die Schnittstelleneinheiten SE bzw. die darin angeordneten Anschlusseinheiten AE an die nicht redundante Übertragungsleitung UL angeschlossen sind. Der von der nicht redundanten Übertragungsleitung UL empfangene Datenstrom ei wird beispielsweise mit Hilfe eines optischen Splitters auf beide Schnittstellenbaugruppen SE geleitet. Erfindungsgemäß werden die an die Schnittstelleneinheiten SE herangeführten Informationen ei über die den Physical-Layer repräsentierende Anschlusseinheit AE unterbrechungsfrei an die den ATM-Layer repräsentierende Überwachungseinheit UE weitergeleitet. Die in den Schnittstelleneinheiten SE angeordneten Überwachungseinheiten UE sind, wie bereits erläutert, jeweils über einen die Auswahlmittel repräsentierenden Schalter bzw. Selektor SEL an eine gemeinsam genutzte Übertragungsleitung GL angeschlossen. Aus den an die Überwachungseinheiten UE der beiden Schnittstelleneinheiten SE übermittelten Informationen bzw. empfangenen Datenströmen ei wird mit Hilfe des Selektors SEL ein weiter zu verarbeitender Datenstrom ausgewählt und über den Schalter über die gemeinsame Übertragungsleitung GL innerhalb der Kommunikationseinrichtung KE weitergeleitet. Der ausgewählte Datenstrom kann an eine weitere Einheit weitergeleitet oder innerhalb der Kommunikationseinrichtung KE im Rahmen der Kommunikationsbeziehung weiterverarbeitet werden. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Kommunikationseinrichtung KE ist der Selektor nicht zwischen dem Physical-Layer und dem ATM-Layer sondern in Datenflussrichtung erst hinter dem ATM-Layer angeordnet.
• Durch das erfindungsgemäße Anordnen der Selektoren SEL zwischen gemeinsam genutzter Übertragungsleitung GL und den Überwachungseinheiten – also hinter den ATM-Layer – UE wird ein verbessertes Verhalten hinsichtlich der Behandlung der Maintenance-Signale erreicht, welches im folgenden genauer erläutert wird:
• AIS/RDI:
• Wenn eine oder mehrere virtuelle Verbindungen vv, die über die durch Leitungsredundanz geschützten Leitungen UL, UL1,2 bzw. durch Baugruppenredundanz geschützten Schnittstellenein heiten SE der in 3 und 4 dargestellten Kommunikationseinrichtungen KE geführt werden und für die der ATM-Layer UE dieser Kommunikationseinrichtungen KE den Endpunkt darstellt, mit RIS- bzw. RDI-Signalen belegt sind, dann wird der ATM-Layer UE vor dem geschlossenen Selektor SEL den Fehlerzustand für die betreffenden Verbindungen vv eingenommen haben. Die Fehlerzustände werden verbindungsindividuell an das Management-System – nicht dargestellt – gemeldet worden sein.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Selektors SEL hinter dem ATM-Layer UE hat der ATM-Layer UE vor dem geöffneten Selektor SEL ebenfalls die AIS- bzw. RDI-Signale empfangen. Somit hat der ATM-Layer UE für die betreffenden Verbindungen vv die gleichen Fehler- oder Normalzustände eingenommen wie der ATM-Layer vor dem geschlossenen Selektor. Meldungen über Fehlerzustände werden grundsätzlich nur aus den Fehlerzuständen des ATM-Layers vor dem geschlossenen Selektor abgeleitet und an das Management-System gesendet. Wird nun durch einen Leitungsausfall die Umschaltung der Übertragungsleitungen UL1, UL2 oder durch einen Baugruppenausfall die Umschaltung der Schnittstelleneinheiten SE bzw. Baugruppen erforderlich, so wird der bisher geschlossene Selektor SEL geöffnet und der bisher geöffnete Selektor SEL geschlossen. Auch nach der Umschaltung der Selektoren SEL sind beide ATM-Layer UE mit dem empfangenen ATM-Datenstrom verbunden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Selektor-Funktion hinter dem ATM-Layer treten bei der Umschaltung keine Übergänge von Normal- in Fehlerzustände und umgekehrt auf. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einem Umschaltevorgang im Falle eines Leitungs- oder Baugruppenausfalls eine schnellere Umschaltgeschwindigkeit erreicht wird.
• Continuity Check:
• Werden von den in 3 und 4 dargestellten Kommunikationseinrichtungen KE virtuelle Verbindungen vv, die über die durch Leitungsredundanz geschützten Übertragungsleitungen UL1, UL2 bzw. durch Baugruppenredundanz geschützten Baugruppen bzw. Schnittstelleneinheiten SE geführt werden, mittels Continuity Check überwacht, so führt ein Auftrennen des ATM-Datenstromes durch den Selektor SEL als Folge einer Leitungs- oder Schnittstelleneinheitumschaltung vorteilhaft nicht zum Erkennen eines Ausfalls der betreffenden Verbindung, da der ATM-Layer UE immer mit dem empfangenen ATM-Datenstrom verbunden bleibt. Der Continuity Check kann sowohl auf der Seite des mit den empfangenen ATM-Datenstroms ei verbundenen als auch auf der Seite des vom empfangenen ATM-Datenstrom ei getrennten ATM-Layer UE aktiviert sein. Der ATM-Layer UE vor dem geöffneten Selektor SEL hat für die betreffenden Verbindungen vv die gleiche Fehler- oder Normalzustände eingenommen wie der ATM-Layer UE vor dem geschlossenen Selektor SEL. Eine Umschaltung ist daher ohne störende Übergänge zwischen Normal- und Fehlerzuständen möglich. Vorteilhaft muss nach der Umschaltung im Falle eines Leitungs- bzw. Baugruppenausfalls keine verbindungsindividuelle Aktivierung oder Deaktivierung des Continuity Check durch die den Umschaltevorgang steuernden Steuerfunktionen bzw. durch die Steuerungs-Software erfolgen.
• Loopback:
• Abhängig von der Implementierung der Leitungs- bzw. Baugruppenredundanz in einer Kommunikationseinrichtung, die mit der in 3 oder 4 dargestellten Kommunikationseinrichtung KE über das Kommunikationsnetz KN verbunden ist – nicht dargestellt -, ist die Verwendung der Loopback-Funktion zur Fehlerlokalisierung auf der Übertragungsleitung UL, UL1, UL2 bzw. auf der Schnittstelleneinheit SE, deren empfangener ATM-Datenstrom ei hinter dem ATM-Layer UE abgetrennt ist, möglich, da der ATM-Layer UE durch die unterbrechungsfreie Verbindung zwischen Anschluß- und Überwachungseinheit AE, UE immer mit den empfangenen ATM-Datenstrom ei verbunden bleibt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Implementierung der Leitungs- bzw. Baugruppenredundanz einschließlich der Selek tor-Funktion in beiden über die Übertragungsleitungen UL, UL1, UL2 verbundenen Kommunikationseinrichtungen identisch sind bzw. mit der in 3 oder 4 dargestellten Implementierung übereinstimmen.
• Performance Monitoring:
• Abhängig von der Implementierung der Leitungs- bzw. Baugruppenredundanz in der Kommunikationseinrichtung die mit der in 3 bzw. 4 dargestellten Kommunikationseinrichtung über die Leitungsschnittstelle UL, UL1, UL2 bzw. über das Kommunikationsnetz KN verbunden ist – nicht dargestellt -, ist die Überwachung der Übertragungsgüte der übermittelnden ATM-Datenströme mittels Performance Monitoring auf der Übertragungsleitung bzw. der Schnittstelleneinheit, deren empfangener ATM-Datenstrom ei hinter dem ATM-Layer UE abgetrennt ist, möglich, da der ATM-Layer UE immer mit dem empfangenen ATM-Datenstrom ei verbunden bleibt. Dies gilt insbesondere, wenn die Implementierung der Leitungs- bzw. Baugruppenredundanz einschließlich der Selektor-Funktion in beiden über die Leitungsschnittstelle UL, UL1, UL2 verbundenen Kommunikationseinrichtungen mit der erfindungsgemäßen Implementierung übereinstimmt.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Selektor-Funktionen hinter dem ATM-Layer wird vorteilhaft das Verhalten von gemäß dem ATM ausgestalteten Kommunikationseinrichtungen, die Leitungs- und/oder Baugruppenredundanz unterstützen, hinsichtlich der Bearbeitung von Maintenance-Signalen, die der verbindungsindividuellen Überwachung der Übertragung dienen, und hinsichtlich der Bearbeitung der durch die Überwachung verursachten Fehlerzustände, optimiert. Vorteilhaft wird sowohl der ATM-Datenstrom, der durch den Selektor SEL zur weiteren Verarbeitung ausgewählt ist, als auch der ATM-Datenstrom, der durch den Selektor nicht zur weiteren Verarbeitung ausgewählt ist, auf einen aktiven ATM-Layer UE geführt und dort weiterbearbeitet, so daß beide ATM-Layer den gleichen Zustand – z.B. Fehlerzustand – aufweisen. Vorteilhaft treten bei einer Ersatzschaltung keine unerwünschten Meldungen aus dem Übergang vom Normal- in den Fehlerzustand und umgekehrt an ein Management System auf, so dass die die Umschaltung steuernden Steuerfunktionen mit geringerem technischen Aufwand realisiert werden können.

Claims (5)

1. Kommunikationseinrichtung (KE) zur Realisierung zumindest einer ausfallsicheren Kommunikationsbeziehung über ein Kommunikationsnetz (KN), – mit mehreren in der Kommunikationseinrichtung (KE) angeordneten Schnittstelleneinheiten (SE), wobei – in jeder Schnittstelleneinheit (SE) eine den Anschluss an das Kommunikationsnetz (KN) realisierende Anschlusseinheit (AE) und eine Überwachungseinheit (UE) angeordnet ist, und – im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung zumindest eine über das Kommunikationsnetz (KN) eingerichtete, virtuelle Verbindung (v) an/über jede Anschlusseinheit (AE) der Schnittstelleneinheiten (SE) herangeführt ist, – mit den Schnittstelleneinheiten (SE) zugeordneten Auswahlmitteln (SEL) zur kommunikationsbeziehungsindividuellen Auswahl einer der Schnittstelleneinheiten (SE) wobei – über die zumindest eine virtuelle Verbindung (v) an die ausgewählte Schnittstelleneinheit (SE) herangeführte Informationen (ei) im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung weitergeleitet und/oder weiterverarbeitet werden, – die in jeder Schnittstelleneinheit (SE) angeordneten Anschluss- und Überwachungseinheiten (AE, UE) jeweils in der Art und Weise miteinander verbunden sind, dass die im Rahmen der zumindest einen Kommunikationsbeziehung an die Anschlusseinheiten (AE) übermittelten Informationen (ei) an die jeweiligen Überwachungseinheiten (UE) weitergeleitet und durch diese permanent überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die über die zumindest eine virtuelle Verbindung (v) übermittelten Informationen (ei) zumindest teilweise verbindungsindividuelle Überwachungsinformationen umfassen, welche durch die Überwachungseinheiten (UE) im Rahmen der permanenten Überwachung überprüft werden. – dass die Auswahlmittel (SEL) in der Art und Weise ausgestaltet sind, dass nur die an die Überwachungseinheit (UE) der ausgewählten Schnittstelleneinheit (SE) übermittelten Informationen (ei) im Rahmen der Kommunikationsbeziehung weitergeleitet und/oder weiterverarbeitet werden.
2. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Überwachungseinheiten (UE) über die Auswahlmittel (SEL) repräsentierende Schalter an ein gemeinsam genutztes Übertragungsmedium (GL) angeschlossen sind, – dass die Schalter (SEL) derart ausgestaltet sind, dass durch Schließen einer der Schalter (SEL) eine der Schnittstelleneinheiten (SE) ausgewählt und die an die Überwachungseinheit (UE) der ausgewählten Schnittstelleneinheit (SE) herangeführten Informationen (ei) über den geschlossenen Schalter (SEL) an das gemeinsam genutzte Übertragungsmedium (GL) weitergeleitet werden.
3. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheiten (UE) gemäß zumindest einem im Kommunikationsnetz (KN) realisierten Übertragungsprotokoll ausgestaltet sind.
4. Kommunikationseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass das Kommunikationsnetz (KN) und die zumindest eine virtuelle Verbindung (v) gemäß dem Asynchronen Transfermodus ausgestaltet ist, – dass durch die Anschlusseinheiten (AE) jeweils der gemäß dem ATM ausgestaltete Physical Layer und durch die Überwachungseinheiten (UE) jeweils der gemäß dem ATM ausgestaltete und die Überwachungsfunktionen umfassende ATM-Layer realisiert ist.
5. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsinformationen als gemäß dem Standard ITU-T I.610(3) ausgestaltete Maintenance-Informationen repräsentieren.