DE19747214A1 - Telekommunikationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Telekommunikationssystem sowie einen Datenübertragungsrahmen zur Verwendung in einem solchen Telekommunikationssystem.

Ein Telekommunikationssystem der eingangs genannten Art ist aus der Praxis bekannt. Bei einem solchen System sind jeweils doppelt ausgelegte Benutzerschnittstellenports vorgesehen, die gemeinsam mit dem allen Schnittstellen zugeordneten Koppelfeld verbunden sind. Die doppelte Auslegung dient dem Zweck, beim Ausfall eines Benutzerschnittstellenports (Hot) dessen Funktion durch den redundant dazu angeordneten Benutzerschnittstellenport (Stand By) übernehmen zu lassen. Hierdurch ergibt sich eine Fehlersicherheit.

Die aus der Praxis bekannten Schaltmittel zur Umschaltung zwischen dem Hot-/ und dem Stand By-Benutzerschnittstellenport sind üblicherweise als elektromechanische Relais ausgeführt, damit ein Überspannungsschutz erreicht wird, verbunden mit einer hohen Zuverlässigkeit. Auch die erforderlichen Übertragungscharakteristiken lassen sich durch elektromechanische Relais erreichen.

Üblicherweise weist ein Telekommunikationssystem eine Vielzahl von Benutzerschnittstellen auf, die jeweils von ihnen separat zugeordneten Schaltmitteln umgesteuert werden. Ein solcher Aufbau bedeutet daher eine große Anzahl von erforderlichen Schaltrelais. Hierbei werden die Schaltrelais über Leitungen angesteuert, die über die passive Verdrahtungslogik zwischen Telekommunikationssystem und Benutzerschnittstelle ausgebildet sind. In der Regel befinden sich die Relais in der Arbeitsstellung (Hot), wenn keine Spulenspannung anliegt und in der Schutzstellung (Stand By), wenn Spannung angelegt wird.

Zur Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Steuerleitungen für die Relais ist es aus der Praxis bekannt, die Relais in einzelne Gruppen zu unterteilen. Die Gruppen der Relais können dabei entweder mit zugeordneten Gruppenaktivierungssignalen angesteuert werden oder mit binär-codierten Ansteuerungssignalen.

Nachteilig ist bei dieser Gestaltung jedoch, daß keine Rückmeldung an die übergeordnete Steuereinrichtung für die Relais erfolgt, ob das jeweils angesteuerte Relais tatsächlich angesprochen hat, d. h. die Schaltfunktion ausgelöst hat.

Weitere Nachteile bestehen darin, daß die Spulenspannung im Stand-By-Betrieb ständig anliegt, wodurch ein hoher Stromverbrauch hervorgerufen wird. Ferner kann beim Ersatz der übergeordneten Steuereinrichtung ein versehentliches Schalten der Relais in den Stand-By- Zustand durch Spannungsimpulse erfolgen, obwohl keine Fehlfunktion des Hot-Anschlusses vorliegt. Darüber hinaus können Störungen auf der passiven Verdrahtungslogik die Höhe des Kontrollsignales verändern und eine Schaltspitze verursachen. Gerade das Risiko einer solchen Störung ist hoch, weil das Schutzmodul mechanisch von dem Telekommunikationssystem getrennt aufgebaut ist. Auch rein externe Störungen können dabei auftreten. Ferner können große Gruppen von Relais zur Aussendung von Störungssignalen beitragen, weil sie parallel geschaltete Induktivitäten bilden, welche hohe Stromspitzen aus senden können. Auch dieses Risiko ist aufgrund der mechanischen Isolierung des Schutzmoduls vom Telekommunikationssystem beträchtlich.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Telekommunikationssystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Sicherheit gegen Falschauslösung eines Schaltvorganges im Schaltmittel erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Telekommunikationssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an jeder Benutzerschnittstelle (User Interface) Schaltmittel zur Umschaltung zwischen Arbeitsport und Schutzport vorgesehen sind, die gruppenweise einander zugeordnet von einer gemeinsamen übergeordneten Steuereinrichtung (Supervisor) steuerbar sind und die übergeordnete Steuereinrichtung (Supervisor) über eine separate bidirektionale Datenaustauschverbindung mit dem übrigen Telekommunikationssystem verbunden ist, in der eine Informationsangabe über den jeweiligen Zustand (HOT/­ STAND BY) der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Datenübertragungsrahmen in einem Telekommunikationssystem der eingangs genannten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß der in einer seriellen bidirektionalen Datenaustauschverbindung zwischen der übergeordneten Steuereinrichtung und dem übrigen Telekommunikationssystem verwendete Datenübertragungsrahmen eine Informationsangabe über den jeweiligen Zustand (HOT/STAND BY) der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports enthält.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem Telekommunikationssystem einerseits und der übergeordneten Steuereinrichtung andererseits eine gegenseitige Information über den gewünschten und den tatsächlichen Zustand (HOT/STAND BY) der Schaltmittel bzw. der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports erfolgt. Bei dieser Lösung lassen sich eine Vielzahl von Schaltmitteln zu Gruppen zusammenfassen, ohne daß die erforderlichen Ressourcen der Verdrahtungslogik beansprucht werden, da die Ansteuerung der Schaltmittel direkt von der übergeordneten Steuereinrichtung aus erfolgt. Die Vielzahl der anzusteuernden Schaltmittel ist nur durch die Länge der bidirektional übertragenen Information bestimmt und begrenzt. Aufgrund der gegenseitigen Information über die Zustände der jeweiligen Schaltmittel kann das Telekommunikationssystem nunmehr vollständig überwachen, daß die gewünschten Schaltmittel auch ihre entsprechenden Spulenspannungsimpulse erhalten haben. Dieses ist von großer Bedeutung, damit durch die Diagnose sichergestellt ist, daß ein tatsächlicher Schaltvorgang (von Hot auf Stand By) hervorgerufen worden ist. Die Größe der Gruppe, die von einer gemeinsamen Steuereinrichtung aus überwacht wird, ist dabei beliebig festlegbar und kann beispielsweise auch die Steuerung nur eines einzelnen Schaltmittels betreffen. Auch ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine beliebige Untergruppenbildung der Steuereinrichtung, wobei die Untergruppen mechanisch voneinander isoliert sind, jedoch über die gemeinsame Datenaustauschverbindung mit dem Telekommunikationssystem zusammenwirken.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Datenaustauschverbindung über eine rahmenweise organisierte serielle Datenübertragung in Form eines Datenbus erfolgt, wobei der Beginn des Rahmens durch entsprechende Codierung (SEL1, SEL2) festgelegt ist. Hierbei können die seriell übertragenen Daten die jeweiligen Zustände der Ports beinhalten, d. h. innerhalb des Datenübertragungsrahmens ist ein bestimmter Anteil von Datenbits für die digitalen Zustände der jeweiligen den Gruppen zugeordneten Ports vorgesehen. Ein anderer Teil des übertragenen Datenrahmens kann Testinformationen vorbehalten sein.

Ein weiterer Bereich der Datenrahmen kann nach einer weiteren Gestaltung der Erfindung der CRC-(Cyclic redundancy check) Prüfsummennotierung vorbehalten sein. Hierdurch wird verglichen, ob die Prüfsumme der empfangenen Daten mit der berechneten Prüfsumme übereinstimmt. Wenn die Prüfsummen nicht übereinstimmen, werden die Zustandsinformationen nicht an die Steuermittel weitergegeben. Dies dient dem Zweck, daß im Falle von Übergangsvorgängen während der Signalisierungsphase eine Ansteuerung der Schaltmittel ausgeschlossen ist. Mittels der CRC-Prüfsummenermittlung können ebenfalls Störungen in den Steuerleitungen der Schaltmittel festgestellt werden.

Vorzugsweise sind mehrere zu einer Gruppe von Benutzerschnittstellenanschlüssen gehörigen Schaltmittel zu einem Schutzmodul (External Protection Module) zusammengefaßt. Eine solche Vorrichtung läßt sich als Gesamteinheit vorzugsweise nachrüsten, da dieses auf die vorhandenen Benutzerschnittstellenanschlüsse aufgesetzt werden kann.

Als Schaltmittel werden vorzugsweise Relais eingesetzt, wobei sogenannte Latching Type Relais, d. h. Verriegelungsrelais, den zusätzlichen Vorteil aufweisen, daß sie einen herabgesetzten Stromverbrauch aufweisen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den nachfolgenden Unteransprüchen hervor

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines Telekommunikationssystems, von dem die Erfindung ausgeht

Fig. 2 Erläuterungsskizzen zur gruppenweisen Ansteuerung von Schaltmitteln, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung und

Fig. 4 Darstellungen zum Rahmenaufbau der verwendeten Datenübertragungsrahmen in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Das in Fig. 1 dargestellte Telekommunikationssystem, von dem die Erfindung ausgeht, besteht im wesentlichen aus drei Blöcken, dem im linken Teil dargestellten Telekommunikationssystem und einem passiven Verdrahtungsnetzwerk (back-plane or cabling system), welches zur Verbindung des Telekommunikationssystems mit der den dritten Block bildenden Benutzerschnittstelle (User Interface) dient. Das Telekommunikationssystem weist in der Regel eine Vielzahl von solchen, in Fig. 1 dargestellten Einheiten auf, wobei die passive Verdrahtungslogik allen Einheiten gemeinsam ist.

Das Telekommunikationssystem besteht aus einer Vielzahl von Benutzerports, die jeweils doppelt ausgeführt sind. Sie weisen einen Arbeitsport (Hot) und einen redundant dazu angeordneten Schutzport (Stand By) auf. Beide Ports sind mit dem Koppelfeld (Data Connection) verbunden. Im Falle des Ausfalles des Arbeitsports übernimmt der Schutzport dessen Funktion. Hierzu sind im Bereich der Benutzerschnittstelle Schaltmittel in Form von schaltbaren Relais vorgesehen, die eine entsprechende Zustandsänderung bewirken.

Die Steuerung der Schaltmittel erfolgt über eine übergeordnete Steuereinrichtung (Supervisor) die sich im Abschnitt des Telekommunikationssystems befindet.

In der Praxis weist ein solches Telekommunikationssystem eine Vielzahl von Benutzerschnittstellenports auf, die alle über eine gemeinsame Verdrahtungslogik an die ihnen zugeordneten Benutzerschnittstellen angeschlossen sind und die jeweils separate, ihnen zugeordnete Schaltmittel aufweisen.

Solche Schaltmittel, die in der Praxis als Relais ausgeführt sind, lassen sich bei einer Vielzahl von Portausgängen gruppenweise anordnen, wie dies beispielsweise in Fig. 2a dargestellt ist. Durch die entsprechende Ansteuerung der Relais in den Gruppen kann mittels der übergeordneten Steuereinrichtung von Hot auf Stand By umgeschaltet werden bzw. umgekehrt.

In einer anderen, in Fig. 2b dargestellten Variante, sind den Gruppen der Relais binäre Codierungsmittel zugeordnet, die von einer entsprechenden Codiervorrichtung in der übergeordneten Steuereinrichtung angesteuert werden derart, daß durch entsprechende Codierungsinformation die gewünschte Portumschaltung erfolgt.

Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Telekommunikationssystems mit übergeordneter Steuereinrichtung, wie sie dem Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht.

Hierzu weist das Telekommunikationssystem zusätzlich einen seriellen Datenkommunikationsport auf, dessen Eingang (SERIN) und dessen Ausgang (SEROUT) mit einem Schutzmodul verbunden ist. Der hierdurch gebildete serielle Datenfluß wird von einem Microprozessor gesteuert. Die als Schutzmodul ausgebildete übergeordnete Steuereinrichtung besteht aus einem Empfängerabschnitt (Receiver) und einem Sendeabschnitt (Transmitter). Jedem Bereich des Senders bzw. des Empfängers ist ein Schieberegister zugeordnet, in welchen die eintreffenden bzw. ausgehenden Daten der Datenbusverbindung verarbeitet werden.

Die Schieberegister sind jeweils mit Steuerleitungen für die einer Gruppe zugeordneten, als Schaltmittel ausgebildeten Relais verbunden. Als Relais werden sogenannte Verriegelungsrelais, (Latching Type Relais) verwendet, die zwei Steuerinformationen benötigen, die jeweils von den entsprechenden Ausgängen eines Schieberegisters zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich zu den Steuerleitungen im Empfangsabschnitt sind Diagnoseleitungen zwischen den Eingangsleitungen der Relais und dem Schieberegister des Sendeabschnittes vorgesehen, um die Zustandsüberwachung der Relais durchzuführen, wie später erläutert wird.

Darüber hinaus ist innerhalb der Schutzvorrichtung eine Prüfeinrichtung für die Prüfsumme (CRC-Check) vorgesehen, und zwar einerseits im Empfängerabschnitt und andererseits im Sendeabschnitt.

Auch enthält die übergeordnete Steuereinrichtung einen Zähler für die Datenübertragungsrahmen (Frame Counter) sowie eine Eingabeinformation für die Adresse des verwendeten Schutzmoduls (SLOT 1, SLOT 2), da mehrere separate Schutzmodule ausgebildet sein können, die über einen gemeinsamen Datenbus kommunizieren.

Fig. 4a zeigt den typischen Aufbau eines vom Empfangsabschnitt empfangenen Rahmens (Receiver Frame) und Fig. 4b den typischen Aufbau vom Senderabschnitt ausgesandten Übertragungsrahmens (Transmitter Frame).

Die dargestellten Rahmen enthalten jeweils Abschnitte, in denen die Zustände HOT/STAND BY der einzelnen Gruppen von Relais vorgesehen sind und zum anderen Abschnitte, die Test- und CRC-Funktionen dienen.

Darüber hinaus enthält der vom Sender ausgesandte Rahmen (Transmitter Frame) einen Abschnitt für eine Alarmangabe (FERF) sowie eine Angabe für die verwendete Adresse des jeweils angesprochenen Schutzmoduls (SLOT 1, SLOT 2).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Im seriellen Datenkommunikationsport des Telekommunikationssystems wird ein auszusendender Rahmen für den Frame Receiver des Schutzmoduls erzeugt, welcher den Aufbau gemäß Fig. 4b hat. Es finden sich dort entsprechend den zu den einzelnen Gruppen gehörigen Relais die gewünschten Zustände HOT bzw. STAND BY. Da, wie in Fig. 3 dargestellt ist, jeweils Relais vom Verriegelungstyp verwendet werden, um den Stromverbrauch möglichst weitgehend herabzusetzen, wird jede Relais- Gruppe gesteuert durch zunächst ein Aussenden des gewünschten A- oder B-Bits als Zustand "HIGH" und durch anschließendes Aussenden des gleichen Bits als Zustand "LOW". Dies bedeutet, daß jede Gruppe zwei Steuerungsinformationen benötigt, um einen Impuls für die Relais zu erzeugen.

Entsprechend der gewünschten Zustandsinformation (HOT bzw. STAND BY) wird die Ansteuerung der Relais 1 bis N bewirkt. Über die Diagnose-Informationsleitungen werden die eingestellten Zustände in den Transmitter-Bereich des Schutzmoduls übertragen und dort entsprechend den tatsächlich eingestellten Zuständen die hierfür vorgesehenen Informationsfelder des Transmitter Frames ausgefüllt.

Über die serielle Ausgangsschnittstelle des Schutzmoduls wird dieser Frame in den Mikroprozessor des Telekommunikationssystems zurückübertragen.

Dort kann nun der Vergleich erfolgen, ob eine entsprechende Übereinstimmung der Datenbits besteht, so daß sichergestellt ist, daß die gewünschten Zustände der Relais 1 bis N auch tatsächlich erreicht sind.

Zusätzlich sind in den Receiver Frames bzw. Transmitter Frames Bits für die CRC (cyclic redundancy check) Prüfsumme vorgesehen, die nach den Informationsbits im Rahmen folgen.

Das Vorsehen der CRC-Prüfsumme im Frame dient dem Zweck, festzustellen, wenn eine Fehlanpassung im System vorliegt. D.h., daß dann, wenn ein Vergleich zwischen der empfangenen CRC-Prüfsumme mit der berechneten Prüfsumme nicht zu einer Übereinstimmung führt, der Rahmen mit seinen Informations-Bits nicht für die Steuerung der Relais verwendet wird. Vielmehr wird in diesem Fall eine direkte Information (FAR-END-ALARM-INDICATION) an den Mikroprozessor gegeben, so daß entsprechende Sicherheitsfunktionen ausgelöst werden können.

Desweiteren werden die im Transmitter Frame vorgesehenen Datenbits für die Kennzeichnung des jeweiligen Moduls (SLOT 1, SLOT 2) ebenfalls im seriellen Kommunikationsport des Telekommunikationssystems gelesen. Die Daten werden dort dahingehend verarbeitet, daß entsprechend den dort im Bereich SEL1, SEL2 gesetzten Bits der Eingang des Frame Receivers derart aktiviert wird, daß der gewünschte SLOT entsprechend dem ausgewählten Schutzmodul aktiviert wird. Dabei entspricht beispielsweise SEL1 dem SLOT 1 und SEL2 dem SLOT 2.

Claims (12)

1. Telekommunikationssystem mit einer Vielzahl von jeweils mit einem Koppelfeld (Data Connection) verbundenen Benutzerschnittstellenports (Interface Port) wobei jeder Benutzerschnittstellenport zwischen einem Arbeitsport (Hot) und einem beim Ausfall des Arbeitsports dessen Funktion übernehmenden Schutzport (Stand By) umschaltbar ist, und wobei alle Benutzerschnittstellenports über eine gemeinsame Verdrahtungslogik (Back-Plane System) mit den zu den jeweiligen Ports gehörigen Benutzerschnittstellen (User Interface) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Benutzerschnittstelle (User Interface) Schaltmittel zur Umschaltung zwischen Arbeitsport und Schutzport vorgesehen sind, die gruppenweise einander zugeordnet von einer gemeinsamen übergeordneten Steuereinrichtung (Supervisor) steuerbar sind, wobei die übergeordnete Steuereinrichtung (Supervisor) über eine separate bidirektionale Datenaustauschverbindung mit dem übrigen Telekommunikationssystem verbunden ist, in der eine Informationsangabe über den jeweiligen Zustand (HOT/­ STAND BY) der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports vorhanden ist.

2. Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenaustauschverbindung über eine rahmenweise organisierte serielle Datenübertragung (Datenbus) erfolgt, wobei ein Bereich des Rahmens (Frame) für die Zustandsangabe der Benutzerschnittstellenports vorgesehen ist.

3. Telekommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Bereich des übertragenen Rahmens für zusätzliche Test-Informationen (CRC-Check, Test) vorgesehen ist.

4. Telekommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zu einer Gruppe von Benutzerschnittstellenanschlüssen gehörige Schaltmittel zu einem Schutzmodul (External Protection Module) zusammengefaßt sind.

5. Telekommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel Relais sind.

6. Telekommunikationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais Verriegelungsrelais (Latching Type Relays) sind.

7. Telekommunikationssystem nach einem der Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzmodul aus einer Empfangseinrichtung (Frame Receiver) und einer Sendeeinrichtung (Frame Transmitter) besteht, die jeweils Schieberegister für die den Anschlußzuständen (HOT/STAND BY) der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports entsprechenden Informationen aufweisen.

8. Telekommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes zu steuernde Relais zwei Steuerinformationen vorgesehen sind.

9. Telekommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils unterschiedlichen Gruppen von Benutzerschnittstellenports zugeordnete Schutzmodule vorgesehen sind, die gemeinsam an der Datenaustauschverbindung teilnehmen.

10. Telekommunikationssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenübertragungsrahmen eine zusätzliche Kennung (SEL 1) für das jeweilige Schutzmodul enthält.

11. Datenübertragungsrahmen (Frame) in einem Telekommunikationssystem mit einer Vielzahl von jeweils mit einem Koppelfeld (Data Connection) verbundenen Benutzerschnittstellenports (Interface Port), wobei jeder Benutzerschnittstellenport zwischen einem Arbeitsport (Hot) und einem beim Ausfall des Arbeitsports dessen Funktion übernehmenden Schutzport (Stand By) umschaltbar ist, und wobei an jeder Benutzerschnittstelle (User Interface) Schaltmittel zur Umschaltung zwischen Arbeitsport und Schutzport vorgesehen sind, die gruppenweise einander zugeordnet von einer gemeinsamen übergeordneten Steuereinrichtung (Supervisor) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer seriellen bidirektionalen Datenaustauschverbindung zwischen der übergeordneten Steuereinrichtung und dem übrigen Telekommunikationssystem verwendete Datenübertragungsrahmen eine Informationsangabe über den jeweiligen Zustand (HOT/STAND BY) der angeschlossenen Benutzerschnittstellenports enthält.

12. Telekommunikationssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen weitere Informationen, insbesondere Testinformationen, enthält.