DE19959375A1

DE19959375A1 - QoS-Sicherungssystem

Info

Publication number: DE19959375A1
Application number: DE1999159375
Authority: DE
Inventors: Naohiro Shimada
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2000-06-21
Also published as: JP2000174815A; GB2346521A; US6557112B1; GB9928823D0; CA2291464A1; AU6317499A

Abstract

Ein QoS-Sicherungssystem kann in Abhängigkeit von einem Güteverlust durch Überwachen des Ankunftszustands eines Pakets zwischen einem aktuellen System und einem reservierten System umschalten, um eine Übertragung mit garantierter Dienstgüte (QoS) auszuführen. Das in einem redundanten System verwendete QoS-Sicherungssystem weist eine Erfassungseinrichtung zum Überwachen des Paketstroms und zum Erfassen mindestens des Güteverlusts des Paketstroms und eine Schalteinrichtung auf, die zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System umschaltet, wenn die Erfassungseinrichtung einen Güteverlust erfaßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Dienstgüte- oder QoS- (Quality of Service) Sicherungssystem. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Wie derherstellen eines Pakets in einem bidirektionalen oder doppeltgerichteten Echtzeit-Videokonferenzsystem zum Wieder herstellen des Pakets nach einem Fehler oder nach einer Stö rung, z. B. bei einer verzögerten Ankunft oder bei einer ähn lichen Störung.

In den letzten Jahren ist der Bedarf für Anwendungen, in denen eine Echtzeitübertragung oder -übermittlung erfor derlich ist, z. B. für ein bidirektionales Echtzeit- Videokonferenzsystem, erheblich gestiegen, d. h., für Syste me, in denen Zustände "verzögerte Ankunft", "Paketverlust", "Paketfehler" auf einer Paketebene, "Änderung einer Paket- Verzögerung" oder "Paketänderung" erfaßt und die Pakete nach Auftreten dieser Fehler oder Störungen wiederhergestellt werden müssen.

Herkömmlich wurde als Wiederherstellungsverfahren nach Auftreten eines Fehlers oder einer Störung ein etabliertes Verfahren zum Erfassen eines Fehlers oder einer Störung, z. B. einer Signalunterbrechung oder eines Fehlers oder einer Störung in einem Abschnitt, einer Leitung oder in einem Bus, verwendet, wobei basierend auf der Erfassung des Fehlers oder der Störung ein Triggerimpuls erzeugt wurde, um einen Schaltvorgang auszuführen.

Hierbei wurden als Ursache des Zustands "verzögerte An kunft" des Pakets in Betracht gezogen: (1) eine für die Übertragung oder Übermittlung über alle physischen Übertra gungsstrecken erforderliche Zeitdauer und eine in jedem Kno ten erforderliche Verarbeitungszeitdauer und (2) eine Zeit dauer, die in einem Wartezustand beim Auftreten eines Pa ketüberlastzustands bereitgestellt werden muß. Punkt (1) wird in Abhängigkeit vom Netzwerk direkt bestimmt. Punkt (2) ist dagegen Ursache des Zustands "Änderung Paketverzögerung" und in Abhängigkeit von einer Änderung eines Überlastzu stands an jedem Knoten veränderlich.

Andererseits ist als Ursache des Zustands "Paketver lust" (1) der durch einen Leitungsfehler oder einen ähnli chen Fehler verursachte Zustand "Paketfehler", wobei keine Fehlerkorrektur möglich ist, oder (2) der Ausfall einer ATM- (asynchrones Übermittlungsverfahren) Zelle aufgrund einer Verletzung oder Störung einer UPC-(Usage Parameter Control = Nutzungs parameter Steuerung) oder einer NPC-(Network Parameter Control = Netz-Parameter-Steuerung).

In Verbindung mit der Paketverzögerung oder der Ände rung der Paketverzögerung bzw. Paketänderung wurde jedoch kein Verfahren zum Erfassen der. Paketverzögerung oder der Änderung der Verzögerung entwickelt und vorgeschlagen, in dem ein auf der Erfassung basierender Trigger- oder Steuerimpuls verwendet wird, um zwischen einem aktuellen Sy stem und einem reservierten System umzuschalten.

Im vorstehend erwähnten herkömmlichen Wiederherstel lungsverfahren für das Paket nach einem Fehler oder einer Störung wird die Erfassung der Paketverzögerung und die Än derung der Paketverzögerung, um basierend auf der Erfassung einen Trigger- oder Steuerimpuls zum Umschalten zwischen dem aktuellen und dem reservierten System zu erzeugen, nicht be trachtet. Daher ist kein spezifisches Verfahren zum Erfassen und Handhaben der Paketverzögerung und der Änderung der Pa ketverzögerung verfügbar, durch das die Güte auf der Paket ebene gesichert werden kann. Dieses Problem ist kritisch.

D. h., es ist, um den Ankunftszustand eines Pakets zu überwachen und die Zustände "verzögerte Ankunft", "Paketver lust", "Paketfehler", "Änderung der Paketverzögerung" auf der Paketebene zu erfassen, durch die keine vollständige Störung bzw. kein vollständiger Fehler verursacht wird, not wendig geworden, nicht nur die herkömmlich überwachten, durch eine Signalunterbrechung, einen Übertragungsfehler usw. verursachten Störungen zu erfassen, sondern auch den Qualitätsverlust, um einen Schaltvorgang auszuführen.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen, in herkömmlichen Systemen auftre tenden Probleme zu lösen und ein QoS- (Quality of Service) (Dienstgüte) Sicherungssystem bereitzustellen, das den An kunftszustand von Paketen überwacht, um in Abhängigkeit vom Güteverlust zwischen einem aktuellen System und einem reser vierten System umzuschalten und die Dienstgüte zu garantie ren. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprü che gelöst.

Das QoS-Sicherungssystem betrachtet nicht nur einen Ab schnitt oder eine Leitung, z. B. einen Signalverlust und ei nen Übertragungsverlust, sondern auch Störungsinformationen des Pfades und die Zustände "Paketverlust", "Paketfehler", "verzögerte Ankunft" oder "Paketänderung", um einen Trigger- oder Steuerimpuls zum Aktivieren einer Operation des eigenen Systems zu erzeugen und die Sicherungsfunktion zu triggern.

Für Anwendungen, in denen eine Echtzeitübertragung er forderlich ist, werden nicht nur Störungen, z. B. Signalver luste, Übertragungsfehler usw., sondern wird auch der Güte verlust überwacht, um zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System umzuschalten und die Dienstgüte zu ga rantieren.

D. h., um einen Schaltvorgang auszuführen, wenn eine Störung oder ein Qualitätsverlust des Eingangspaketflusses oder -stroms erfaßt wird, wird das Paket im Paketstrom einem Störungserfassungsabschnitt in einem QoS-Sicherungsfunkti onsabschnitt zugeführt.

Der Störungserfassungsabschnitt weist auf: den Pfadstö rungserfassungsabschnitt zum Erfassen von Störungen in einem Abschnitt, einer Leitung oder in einem Pfad und den Paket störungserfassungsabschnitt zum Zuführen eines Schaltbefehls zum Umschalten zwischen dem aktuellen System und dem reser vierten System zum Schaltabschnitt, wenn durch diese Erfas sungsabschnitte eine Störung oder ein Güteverlust erfaßt wurde.

Dadurch kann, weil die Zustände "verzögerte Ankunft", "Paketverlust", "Paketfehler" und "Paketänderung" erfaßt werden können, in Abhängigkeit vom Güteverlust zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System umgeschaltet werden, indem der Ankunftszustand des Pakets erfaßt wird, um eine Übertragung mit garantierter Dienstgüte (QoS) zu ermög lichen. Dies ist für Anwendungen, in denen eine Echt zeitübertragung erforderlich ist, sehr effektiv.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdeutlicht, durch die die Erfindung nicht einge schränkt werden soll, sondern die lediglich zur Erläuterung und Darstellung dienen; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Struktur einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen QoS-Siche rungsfunktionsabschnitts;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer detail lierten Struktur eines Pfadstörungserfassungsabschnitts und eines Paketstörungserfassungsabschnitts von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer System struktur, in der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts verwendet wird;

Fig. 4 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer detail lierten Struktur eines Paketverzögerungserfassungsabschnitts von Fig. 2;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Verar beitung des Paketverzögerungserfassungsabschnitts von Fig. 4;

Fig. 6 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer detail lierten Struktur eines Paketänderungserfassungsabschnitts von Fig. 2;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Verar beitung des Paketänderungserfassungsabschnitts von Fig. 6;

Fig. 8 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer System struktur, in der eine andere Ausführungsform des erfindungs gemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts verwendet wird; und

Fig. 9 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer System struktur, in der eine weitere Ausführungsform des erfin dungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrie ben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezi fische Details dargestellt, um die vorliegende Erfindung um fassend darzustellen. Es ist jedoch für Fachleute offen sichtlich, daß die vorliegende Erfindung ohne diese spezifi schen Details in die Praxis umgesetzt werden kann. Anderer seits sind bekannte Strukturen nicht detailliert darge stellt, um zu vermeiden, daß die Beschreibung der vorliegen den Erfindung unklar wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen QoS- Sicherungsfunktionsabschnitts. In Fig. 1 ist ein QoS- Sicherungsfunktionsabschnitt (nicht dargestellt) mit einem Störungserfassungsabschnitt 2 und einem Schaltfunktionsab schnitt 3 in einem Knoten 1 angeordnet.

Der Störungserfassungsabschnitt 2 besteht aus einem Pfadstörungserfassungsabschnitt 21 und einem Paketstörungs erfassungsabschnitt 22.

Der Pfadstörungserfassungsabschnitt 21 erfaßt Störungen in einem Abschnitt oder einer Leitung oder in einem Pfad aus einem Eingangspaketstrom 100. Der Paketstörungserfassungsab schnitt 22 erfaßt Störungen des Pakets aus dem Eingangspa ketstrom 100.

Der Störungserfassungsabschnitt 2 gibt einen Schaltbe fehl 101 an den Schaltfunktionsabschnitt 3 aus, wenn ein Fehler bzw. eine Störung oder ein Güteverlust, die allgemein als Störung bezeichnet werden, im Pfadstörungserfassungsab schnitt 21 oder im Paketstörungserfassungsabschnitt 22 er faßt wird, um durch den Schaltfunktionsabschnitt 3 zwischen einem aktuellen System (nicht dargestellt) und einem reser vierten System (nicht dargestellt) umzuschalten. Hierbei führt der Pfadstörungserfassungsabschnitt 21 nur eine Pfaderfassung aus.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer de taillierten Struktur des Pfadstörungserfassungsabschnitts 21 und des Paketstörungserfassungsabschnitts 22 von Fig. 1. In Fig. 2 weist der Pfadstörungserfassungsabschnitt 21 einen Signalverlusterfassungsabschnitt 23 und einen Pfadfehlerer fassungsabschnitt 24 auf.

Der Paketstörungserfassungsabschnitt 22 weist einen Pa ketverlusterfassungsabschnitt 25, einen Paketfehlererfas sungsabschnitt 26, einen Paketverzögerungserfassungsab schnitt 27 und einen Paketänderungserfassungsabschnitt 28 auf.

Der Signalverlusterfassungsabschnitt 23 erfaßt einen Signalverlust aus dem Eingangspaketstrom 100. Der Pfadfeh lererfassungsabschnitt 24 erfaßt einen Pfadfehler aus dem Eingangspaketstrom 100.

Der Paketverlusterfassungsabschnitt 25 erfaßt einen Pa ketverlust aus dem Eingangspaketstrom 100. Der Paketfeh lererfassungsabschnitt 26 erfaßt einen Paketfehler aus dem Eingangspaketstrom 100.

Andererseits erfaßt der Paketverzögerungserfassungsab schnitt 27 eine Paketverzögerung aus dem Eingangspaketstrom 100. Der Paketänderungserfassungsabschnitt 28 erfaßt eine Paketänderung aus dem Eingangspaketstrom 100.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Struktur des Systems, in dem eine Ausführungsform eines er findungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts verwendet wird. In Fig. 3 ist eine "1+1-Sicherung" dargestellt, in der ein Paket von einem Knoten (sendendes Endgerät) 1-1 über verschiedene Pfade, d. h. über einen Knoten 1-2 (Paketstrom 110) und über einen Knoten 1-4 (Paketstrom 120) zu einem Knoten (empfangendes Endgerät) 1-3 übertragen wird.

Der als empfangendes Endgerät dienende Knoten 1-3 ver gleicht zwei zugeführte Paketströme 110 und 120. Wenn ein Paketebenenstörungsdetektor (PLDD) 22-3 entscheidet, daß die Güte des Paketstroms des aktuellen Systems (Paketstrom 110) im Vergleich zur Güte des Paketstroms des reservierten Sy stems (Paketstrom 120) vermindert ist, schaltet eine Paket stromauswahleinrichtung (2-zu-1-Paketstromauswahleinrich tung) 4-3 den Paketstrom zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System um.

Daher sollten im Fall eines "1+1-Sicherungs"-verfah rens den Eingängen des aktuellen Systems bzw. des reservier ten Systems identische Signale über verschiedene Pfade zuge führt werden. Deshalb können durch Vergleichen zweier Paket ströme 110 und 120 am Zielknoten 1-3 als empfangendes Endge rät Paketstörungen leicht festgestellt und kann zwischen dem aktuellen und dem reservierten System umgeschaltet werden.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer de taillierten Struktur des Paketverzögerungserfassungsab schnitts 27. In Fig. 4 weist der Paketverzögerungserfas sungsabschnitt 27 Paketzähler 29 und 30 und einen Vor- Rückwärtszähler 31 auf.

Der Paketzähler 29 ist mit dem aktuellen System verbun den (Online), um den Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 31 immer dann zu vermindern, wenn ein Paket vom aktuellen Sy stem zugeführt wird. Der Paketzähler 30 ist mit dem reser vierten System verbunden (Offline), uni den Zählwert des Vor- Rückwärtszählers 31 immer dann zu erhöhen, wenn ein Paket vom reservierten System zugeführt wird.

Der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 31 wird durch die Ausgangssignale der Paketzähler 29 und 30 vermindert bzw. erhöht, und der Vor-Rückwärtszähler entscheidet, immer wenn ein in vorgegebenen Intervallen bereitgestellter Zeitgeber- Rücksetzimpuls zugeführt wird, ob sein Zählwert größer ist als ein vorgegebener Wert D. Wenn festgestellt wird, daß der Zählwert größer ist als der vorgegebene Wert D, überträgt der Vor-Rückwärtszähler 31 einen Schaltbefehl an die Paket stromauswahleinrichtung 4-3.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitung des Paketverzögerungserfassungsabschnitts 27 von Fig. 4. Nachstehend werden die Erfassung des Gütever lusts des Paketstroms und der Schaltvorgang zwischen dem ak tuellen System und dem reservierten System unter Bezug auf die Fig. 4 bzw. 5 diskutiert.

Der Paketverzögerungserfassungsabschnitt 27 zählt die Anzahl von Paketen, die von den jeweiligen Pfaden des aktu ellen Systems bzw. des reserviertem Systems für eine vorge gebene Zeitdauer zugeführt werden und vergleicht die Zähler gebnisse, um einen durch den Zustand "verzögerte Ankunft" verursachten Güteverlust und einen durch die Zustände "Pa ketverlust" und "Paketfehler" verursachten Güteverlust zu erfassen.

Zu diesem Zeitpunkt kann, wenn der Zählwert des reser vierten Systems um einen Wert, der dem vorgegebenen Wert gleicht oder größer als dieser ist, gröber ist als der Zähl wert des aktuellen Systems, vorausgesetzt werden, daß eine Paketverzögerung verursacht wird, so daß das Paket aufgrund eines Paketfehlers oder -verlusts im aktuellen System nicht erkannt wird. Daher kann zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System umgeschaltet werden, indem basierend auf der Erfassung dieser Tatsache ein Triggerimpuls erzeugt wird.

Der Vor-Rückwärtszähler 31 des Paketverzögerungserfas sungsabschnitts 27 spricht auf das zugeführte Paket an (Schritt S1 von Fig. 5), und es wird geprüft, ob das zuge führte Paket das Paket des aktuellen Systems ist oder nicht (Schritt S2 von Fig. 5). Wenn in Schritt S2 festgestellt wird, daß das zugeführte Paket ein Paket des aktuellen Sy stems ist, wird der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 31 durch das Ausgangssignal des Paketzählers 29 vermindert (Schritt S3 von Fig. 5).

Wenn dagegen in Schritt S2 von Fig. 5 festgestellt wird, daß das zugeführte Paket ein Paket des reservierten Systems ist, wird der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 31 durch das Ausgangssignal des Paketzählers 30 erhöht (Schritt S4 von Fig. 5).

Die Paketverzögerungsschaltung 27 prüft, ob der Zähl wert des Vor-Rückwärtszählers 31, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer X abgelaufen ist, dem vorgegebenen Wert D gleicht oder größer als dieser ist oder nicht (Schritt S5 von Fig. 5). Wenn der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 31 größer ist als der vorgegebene Wert D, wird der Schaltbefehl an die Pa ketstromauswahleinrichtung ausgegeben, um zum aktuellen Zeitpunkt zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System umzuschalten.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer de taillierten Struktur des Paketänderungserfassungsabschnitts 28 von Fig. 2. In Fig. 6 weist der Paketänderungserfassungs abschnitt 28 Paketankunftsperiodendetektoren 32 und 33 und einen Vor-Rückwärtszähler 34 auf.

Der Paketankunftsperiodendetektor 32 ist mit dem aktu ellen System verbunden (Online), um immer dann, wenn ein Pa ket vom aktuellen System zugeführt wird, eine erwartete Pa ketankunftsperiode und eine tatsächliche Paketankunftsperi ode auf ganze Zahlen zu runden, und integriert eine Diffe renz zwischen den Perioden, um den Zählwert des Vor- Rückwärtszählers 34 um einen integrierten Wert zu erhöhen.

Der Paketankunftsperiodendetektor 33 ist mit dem reser vierten System verbunden (Offline), um immer dann, wenn ein Paket vom reservierten System zugeführt wird, eine erwartete Paketankunftsperiode und eine tatsächliche Paketankunftspe riode auf ganze Zahlen zu runden, und integriert eine Diffe renz zwischen den Perioden, um den Zählwert des Vor- Rückwärtszählers 34 um einen integrierten Wert zu vermin dern.

Der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 34 wird durch die Ausgangssignale der Paketankunftsperiodendetektoren 32 und 33 erhöht bzw. vermindert, und der Vor-Rückwärtszähler ent scheidet, immer wenn ein in vorgegebenen Zeitintervallen bereitgestellter Zeitgeber-Rücksetzimpuls zugeführt wird, ob der Zählwert größer ist als ein vorgegebener Wert J. Wenn festgestellt wird, daß der Zählwert größer ist als der vor gegebene Wert J, gibt der Vor-Rückwärtszähler 34 einen Schaltbefehl an die Paketstromauswahleinrichtung 4-3 aus.

Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Verarbeitung des Paketänderungserfassungsabschnitts 28 von Fig. 6. Nachstehend wird unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 die praktische Verarbeitung der Störungserfassung und des Schaltvorgangs zwischen dem aktuellen System und dem reser vierten System des Paketänderungserfassungsabschnitts 28 diskutiert.

Wenn das Paket mit einem konstanten Intervall übertra gen wird, kann ein Paketänderungsgrad hergeleitet werden durch Speichern einer mittleren Ankunftsperiode der letzten n Pakete und durch Vergleichen einer erwarteten Paketan kunftsperiode, die aus der gespeicherten mittleren Paketan kunftsperiode hergeleitet werden kann, und einer tatsächli chen Paketankunftsperiode und Herleiten eines integrierten Wertes der Differenz zwischen der erwarteten Paketankunfts periode und der tatsächlichen Paketankunftsperiode. Wenn der Paketänderungsgrad größer ist als der vorgegebene Wert J, der im voraus gesetzt wurde, kann vorausgesetzt werden, daß der Paketstrom durch das aktuelle System verändert wird, so daß durch einen basierend auf der vorstehend erwähnten Er fassung erzeugten Trigger- oder Steuerimpuls ein Schaltvor gang zwischen dem aktuellen System und dem reservierten Sy stem ausgeführt wird.

Nach dem Vergleich zwischen einer Differenz zwischen der erwarteten Paketankunftsperiode und der tatsächlichen Paketankunftsperiode des aktuellen Systems und einer Diffe renz zwischen der erwarteten Paketankunftsperiode und der tatsächlichen Paketankunftsperiode des reservierten Systems verwendet der Paketänderungserfassungsabschnitt 28 den Vor- Rückwärtszähler 34, wie vorstehend beschrieben. In diesem Fall leitet der Vor-Rückwärtszähler 34 die Differenz für das aktuelle System bzw. das reservierte System her, und der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers wird um die Differenz des aktuellen Systems erhöht und um die Differenz des reservier ten Systems vermindert.

Der Paketänderungserfassungsabschnitt 28 spricht auf ein zugeführtes Paket an (Schritt S11 von Fig. 7). Dann run den die Paketankunftsperiodendetektoren 32 und 33 die "er wartete Paketankunftsperiode" [ns] und die "tatsächliche Pa ketankunftsperiode" [ns] auf ganze Zahlen (Schritt S12 von Fig. 7), um die Differenz dazwischen zu integrieren.

Wenn das zugeführte Paket ein Paket des aktuellen Sy stems ist (Schritt S13 von Fig. 7), wird der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 34 um den Ausgangswert (integrierten Wert) des Paketankunftsperiodendetektors 32 erhöht (Schritt S14 von Fig. 7).

Wenn das zugeführte Paket ein Paket des reservierten Systems ist (Schritt S13 von Fig. 7), wird der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 34 um den Ausgangswert (integrierten Wert) des Paketankunftsperiodendetektors 32 vermindert (Schritt S15 von Fig. 7).

Der Paketänderungserfassungsabschnitt 28 prüft den Zählwert nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer X, um festzustellen, ob er größer ist als der vorgegebene Wert J (Schritt S16 von Fig. 7). Wenn der in Schritt 16 geprüfte Zählwert größer ist als der vorgegebene Wert J, gibt der Pa ketänderungserfassungsabschnitt 28 einen Schaltbefehl an die Paketstromauswahleinrichtung aus, um zum aktuellen Zeitpunkt einen Schaltvorgang zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System auszuführen (Schritt S17 von Fig. 7).

Wie vorstehend beschrieben, kann, weil eine Ausfüh rungsform des QoS-Sicherungsfunktionsabschnitt die Zustände "verzögerte Ankunft", "Paketverlust", "Paketfehler" und "Pa ketänderung" erfaßt, in Abhängigkeit von einem Güteverlust gemäß einem Ergebnis der Überwachung des Ankunftszustands des Pakets zwischen dem aktuellen System und dem reservier ten System umgeschaltet werden. Dadurch kann eine Übertra gung mit garantierter Dienstgüte (QoS) ausgeführt werden. Da her ist der erfindungsgemäße QoS-Sicherungsfunktionsab schnitt inbesondere für Anwendungen geeignet, in denen eine Echtzeitübermittlung erforderlich ist.

Andererseits sollten, wenn das "1+1-Sicherungs"-ver fahren in einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Qos- Sicherungsfunktionsabschnitts angewendet wird, Eingängen des aktuellen Systems bzw. des reservierten Systems über ver schiedene Pfade identische Signale zugeführt werden. Dadurch kann die Güte des aktuellen Systems und die Güte des reser vierten Systems durch den Knoten 1-3 als empfangender Knoten leicht verglichen werden. Zu diesem Zeitpunkt muß nicht er neut bestätigt werden, daß die Güte des reservierten Systems höher ist als diejenige des aktuellen Systems.

Außerdem wird bei einer Ausführungsform des erfindungs gemäßen QoS-Sicherungsfunktionssystems der Schaltvorgang zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System durch Verwendung der Paketstromauswahleinrichtung 4-3 (2-zu- 1-Auswahleinrichtung) als "1+1-Sicherungs"-verfahren be schleunigt. Außerdem können die Größe und die Kosten eines Endgeräts, das den Schaltvorgang zwischen dem aktuellen Sy stem und dem reservierten System ausführt, vermindert wer den.

Außerdem vergleicht eine Ausführungsform des erfin dungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts die Güte des aktuellen Systems und die Güte des reservierten Systems am Knoten 1-3 als empfangendes Endgerät unter Verwendung der Vor-Rückwärtszähler 31 und 34 im Paketverzögerungserfas sungsabschnitt 27 und im Paketänderungserfassungsabschnitt 28. Dadurch kann die Vergleichsoperation vereinfacht und be schleunigt werden. Außerdem können die Größe und die Kosten eines Endgeräts, das den Schaltvorgang zwischen dem aktuel len System und dem reservierten System ausführt, vermindert werden.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform wurde unter der Voraussetzung diskutiert, daß das "1+1-Sicherungs"-ver fahren verwendet wird und die Identität der einzelnen Pakete nicht geprüft wird. Diesbezüglich kann in Betracht gezogen werden, ein Verfahren zum Prüfen der Identität der einzelnen Pakete zu verwenden. In einem solchen Verfahren kann geprüft werden, ob ein unnötiges Paket hinzugefügt ist.

Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Struktur des Systems, in der eine andere Ausführungsform ei nes erfindungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts ver wendet wird. In Fig. 8 ist ein Verfahren dargestellt, in dem durch eine im Knoten 1-1 als sendendes Endgerät angeordnete Einrichtung 5-1 (PSNA) zum Hinzufügen einer Seriennummer je dem zu übertragenden Paket eine Seriennummer hinzugefügt wird, und in dem die den jeweiligen Paketen des aktuellen und des reservierten Systems hinzugefügten Seriennummern in einem im Knoten 1-3 als empfangender Knoten angeordneten Pa ketseriennummervergleicher (PSNC) 6-3 verglichen werden.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer Struktur des Systems, in dem eine andere Ausführungsform ei nes erfindungsgemäßen QoS-Sicherungsfunktionsabschnitts ver wendet wird. In Fig. 9 ist ein Verfahren dargestellt, in dem jedem zu übertragenden Paket durch eine im Knoten 1-1 als sendender Knoten angeordnete Einrichtung (PTSA) 7-1 zum Hin zufügen eines Zeitprotokolls oder Zeitstempels ein Zeitpro tokoll oder Zeitstempel hinzugefügt wird, und in dem die den Paketen des aktuellen Systems bzw. des reservierten Systems hinzugefügten Zeitprotokolle in einem im Knoten 1-3 als emp fangendes Endgerät angeordneten Paketzeitprotokollverglei cher (PTSC) 8-3 verglichen werden.

Andererseits ist das vorstehend beschriebene Verfahren außer für die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch für Ausführungsformen mit drei oder mehr Eingangssignalen anwendbar. D. h., das vorstehend beschriebene Verfahren ist nicht nur zum Vergleichen zweier Eingangssignale des aktuellen Systems und des reservierten Systems, sondern auch für ein Netzwerk mit drei oder mehr Eingangssignalen zum Vergleichen mehrerer aktueller Systeme mit einem reservierten System, oder zum Vergleichen eines aktuellen Systems mit mehreren reservierten Systemen anwend bar.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist grundsätzlich ein Verfahren, in dem durch Vergleichen des aktuellen Sy stems mit dem reservierten System bestimmt wird, welches der Systeme eine höhere Güte aufweist. Außer der Bestimmung, welches der Systeme eine höhere Güte aufweist, kann unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eine ab solute Fehler- oder Störungserfassung erreicht werden. D. h., indem im voraus einem Fehler oder einer Störung zugeordnete Pegel für die Zustände "verzögerte Ankunft", "Paketverlust", "Paketfehler" und "Paketänderung" zugewiesen werden, um die Güte des aktuellen Systems mit derjenigen des reservierten Systems zu vergleichen, kann zwischen den beiden Systemen umgeschaltet werden.

In diesem Fall muß der Schaltvorgang ausgeführt werden, nachdem bestätigt wurde, daß die Güte des reservierten Sy stems höher ist als die Güte des aktuellen Systems. D. h., es wird vor dem Schaltvorgang ein Prüfpaket zum reservierten System übertragen, um mindestens den Zustand des reservier ten Systems im Vergleich mit dem des aktuellen Systems zu prüfen. Das vorstehend erwähnte Verfahren zum gleichzeitigen Ausführen einer Verifizierungsoperation basierend auf dem Paketstrom ist das vorstehend beschriebene "1+1-Sicherungs" -verfahren.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf eine exemplarische Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, ist für Fachleute ersichtlich, daß innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung ver schiedene Änderungen vorgenommen und Komponenten weggelassen oder hinzugefügt werden können.

Claims

1. QoS-Sicherungssystem in einem redundanten System mit einem aktuellen System und einem reservierten System zum Überwachen eines Paketstroms zum Erfassen minde stens einer Störungsinformation in einem Abschnitt, ei ner Leitung und einem Pfad und zum Beheben der Störung mit:
einer Erfassungseinrichtung zum Überwachen des Pa ketstroms und zum Erfassen mindestens des Güteverlusts des Paketstroms; und
einer Schalteinrichtung zum Ausführen eines Schaltvorgangs zwischen dem aktuellen System und dem reservierten System, wenn die Erfassungseinrichtung ei nen Güteverlust erfaßt.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung mindestens einen der in einem Paket verursachten Zu stände Paketverlust, Paketfehler, Paketverzögerung und Paketänderung und einen Zellenpegel durch Überwachen das Paketstroms erfaßt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erfassungsein richtung aufweist:
eine Pfaderfassungseinrichtung zum Erfassen einer Störung im Abschnitt und/oder in der Leitung und/oder im Pfad; und
eine Paketstörungserfassungseinrichtung zum Erfas sen eines Güteverlusts des Paketstroms;
um einen Schaltbefehl an die Schalteinrichtung auszugeben, wenn durch die Pfadstörungserfassungsein richtung bzw. durch die Paketstörungserfassungseinrich tung eine Störung oder ein Güteverlust erfaßt wird.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Paketstörungserfas sungseinrichtung die Anzahl von Paketen zählt, die über die jeweiligen Pfade des aktuellen Systems und des re servierten Systems zugeführt werden, und die Zählergeb nisse vergleicht, um einen durch eine verzögerte An kunft verursachten Güteverlust und einen durch einen Paketverlust oder einen Paketfehler verursachten Güte verlust zu erfassen.

5. System nach Anspruch 3, wobei die Paketstörungserfas sungseinrichtung eine Differenz zwischen einer erwarte ten Paketankunftsperiode und einer tatsächlichen Pa ketankunftsperiode im aktuellen System und eine Diffe renz zwischen einer erwarteten Paketankunftsperiode und einer tatsächlichen Paketankunftsperiode im reservier ten System vergleicht, um eine Paketänderung zu erfas sen.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Er fassungseinrichtung jedem zu übertragenden Paket an ei ner Sendeseite eine Seriennummer hinzufügt und die hin zugefügte Seriennummer für Pakete des aktuellen Systems bzw. des reservierten Systems an einer Empfangsseite vergleicht, um einen Güteverlust zu erfassen.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Er fassungseinrichtung jedem zu übertragenden Paket an ei ner Sendeseite ein Zeitprotokoll hinzufügt und das hinzugefügte Zeitprotokoll für Pakete des aktuellen Sy stems bzw. des reservierten Systems an einer Empfangs seite vergleicht, um einen Güteverlust zu erfassen.

8. System nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Pfadstörungserfassungseinrichtung aufweist:
einen Signalverlusterfassungsabschnitt zum Erfas sen eines Signalverlusts aus einem Eingangspaketstrom; und
einen Paketfehlererfassungsabschnitt zum Erfassen eines Paketfehlers aus dem Eingangspaketstrom.

9. System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Pa ketstörungserfassungseinrichtung aufweist:
einen Paketverlusterfassungsabschnitt zum Erfassen eines Paketverlusts aus dem Eingangspaketstrom;
einen Paketfehlererfassungsabschnitt zum Erfassen eines Paketfehlers aus dem Eingangspaketstrom;
einen Paketverzögerungserfassungsabschnitt zum Er fassen einer Paketverzögerung aus dem Eingangspaket strom; und
einen Paketänderungserfassungsabschnitt zum Erfas sen einer Paketänderung aus dem Eingangspaketstrom.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei den Pfa den des aktuellen Systems bzw. des reservierten Systems identische Signale zugeführt werden.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Paketverzöge rungserfassungsabschnitt aufweist:
einen Vor-Rückwärtszähler: einen ersten Paketzähler zum Vermindern des Zähl werts des Vor-Rückwärtszählers, immer wenn ein Paket vom aktuellen System zugeführt wird; und
einen zweiten Paketzähler zum Erhöhen des Zähl werts des Vor-Rückwärtszählers, immer wenn ein Paket vom reservierten System zugeführt wird.

12. System nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei der Paketän derungserfassungsabschnitt aufweist:
einen Vor-Rückwärtszähler; einen ersten Paketankunftsperiodenerfassungsab schnitt, der, immer wenn ein Paket vom aktuellen System zugeführt wird, eine erwartete Paketankunftsperiode und eine tatsächliche Paketankunftsperiode auf ganze Zahlen rundet, um eine Differenz dazwischen zu integrieren und den Zählwert des Vor-Rückwärtszählers um den integrier ten Wert zu erhöhen; und
einen zweiten Paketankunftsperiodenerfassungs abschnitt, der, immer wenn ein Paket vom reservierten System zugeführt wird, eine erwartete Paketankunftspe riode und eine tatsächliche Paketankunftsperiode auf ganze Zahlen rundet, um eine Differenz dazwischen zu integrieren und den Zählwert des Vor-Rückwärtszählers um den integrierten Wert zu vermindern.