DE2316478C3 - Verfahren zur Prüfung und Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit eines Zeitmultiplex-Vermittlungsnetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung und Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit eines Zeitmultiplex-Vermittlungsnetzes, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches definiert ist.

In einem Fernmeldenetz müssen, um eine genügende Betriebsqualität aufrechtzuerhalten, alle Schaltungen und Übertragungswege laufend auf ihr richtiges Arbeiten geprüft werden. Dies gilt grundsätzlich für alle Netze, gleichgültig ob es sich um herkömmliche Fernmelde-Vermittlungsnetze oder um neuere Netze in Digitaltechnik handelt.

In NTZ 1969, Heft 8, Seite 464-474 beschreibt ein Aufsatz »Versuchsaufbau einer mehrstufigen vollelektronischen Vermittlungsanlage in Zeitmultiplextechnik« eine Fernmeldeanlage, bei der Sprache als PAM-Signale und Signalisierungen als M FC-Signale über PCM-Kanä-Ie übertragen werden. Die Anlage besitzt ein Sprachwegenetz in Form eines Zeit-Wcge-Vielfachs. Die zu Gruppen zusammengefaßten Teilnehmer werden über Gruppenniultiplexleitungen und Schalter durch sin kombiniertes Zeit-Raum-Vielfach verbunden. Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Anlage wird ein eigenes Programm eingesetzt, welches alle Netzbestandteile aktiv schaltet Ein Diagnostikprogramm prüft zyklisch alle Teile auf Störungen, wobei jeweils besondere Prüfverbindungen zu speziellen Prüfempfängern aufgebaut werden.

Aus »Technische Rundschau«, Vol. 62 (1970), Nr. 47 und Nr. 54 sowie aus »1972 International Zurich Seminar on integrated Systems for Speech, Video and Data Communications^, 15.-17.3.72, Zürich, Vortrag B5 ist ein Zeitmultiplex-Vermittlungsnetz bekannt, das aus einer Vielzahl von Schaltungseinheiten bzw. -Blöcken besteht, unter denen sich mindestens die folgenden befinden:

— Terminals zur wechselweisen Umsetzung von Informationssignalen zwischen einer bestimmten Anzahl analoger Kanäle und einer gleichen Anzahl digitaler Kanäle, wobei letztere in einer Zeitmultiplexleitung zusammengefaßt sind;

— Multiplex-Wahleinheiten zur Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Registersignalen;

— Durchschalteeinheiten zur Verbindung beliebiger Multiplexkanäle einer an sie angeschlossenen Multiplexleitung mit beliebigen Kanälen anderer Multiplexleitungen;

— ein zentrales Steuerwerk zur zentralen Steuerung der genannten Einheiten mittels Steuer- und Signalisierinformationen, die zwischen den Einheiten und dem zentralen Steuerwerk laufend ausgetauscht werden.

Die einzelnen Schaltungseinheiten und das zentrale Steuerwerk sind untereinander ausschließlich durch digitale Zeitmultiplexleitungen verbunden.

Die Multiplexkanäle der Multiplexleitungen dienen in beliebiger Zuteilung entweder als Steuerkanäle zur Übertragung der Steuer- oder Signalisierinformation oder, und — das ist der eigentliche Sinn des Netzes — als Nachrichtenkanäle zur Übertragung von Nachrichten, beispielsweise von Sprache. Die zentrale Steuereinheit ist mit jeder der genannten Schaltungseinheiten über jeweils einen Steuerweg verbunden, worunter jeweils die folgerichtige Aneinanderreihung von Steuerkanälen in verschiedenen Multiplexleitungen zu verstehen ist. Über die Steuerwege werden laufend die Steuer- und Signalisierinformationen zwischen dem zentralen Steuerwerk und der jeweiligen gesteuerten Einheit übertragen. Der fehlerfreie Empfang dieser Informationen dient ständig als Nachweis für die Funktionsfähigkeit des Steuerweges und damit für die Funktionsfähigkeit aller derjenigen Multiplex-Leitungen, über die der Steuerweg führt, sowie für die Funktionsfähigkeit derjenigen Durchschalteeinheiten, die die genannten Multiplex-Leitungen miteinander verbinden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein einfaches Verfahren anzugeben für die Prüfung der Funktionsfähigkeit des gesamten Netzes. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Angaben darüber zu machen, wie die Funktionsfähigkeit des Netzes beim Auftreten von Fehlern optimal aufrecht erhalten werden kann. Die Lösung dieser Aufgaben wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches wiedergegeben.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht danach darin, das Bestehen der Steuerwege und deren ständige Überwachung durch die Überprüfung der laufend auf ihnen übertragenen Information geschickt auszunützen, Lidern die Steuerwege im Netz so geführt werden, daß jede Multiplex-Leitung wenigstens einen Steuerweg umfaßt und damit ebenfalls überwacht wird. Damit ist die Überwachung des gesamten Netzes praktisch ohne irgendeinen Aufwand oder die Möglichkeit von Fehlern im Prüfsysiem als solchem möglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Auftreten eines Fehlers eine sehr einfache Möglichkeit der Umlegung des oder auch mehrerer betroffener Steuerwege dadurch gegeben ist, daß durch Zuteilung irgendwelcher momentan unbenutzter Multiplex-Kanäle jederzeit neue Steuerwege aufbaubar sind, und zwar unabhängig davon, ob ein Fehlerort bereits gefunden ist oder nicht

Als Regel ist nur zu beachten, daß die neuen Steuerwege so verschieden wie möglich von den ursprünglichen Steuerwegen aufgebaut werden, wodurch sichergestellt wird, daß der Fehlerort mit großer Wahrscheinlichkeit umgangen wird. Dies ermöglicht die optimale Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Netzes auch im Fehler-Fall, und zwar unabhängig von der Methode und der benötigten Zeit zum Auffinden des Fehlers und der Zeit zur Behebung der Fehler-Ursache.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschema mit dem allgemeinen Aufbau einer Fernmeldevermittlungsanlage,

F i g. 2 ein Blockschema einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmern in der Anlage nach F i g. 1,

Fig.3 ein Blockschema einer Steuerverbindung in der Anlage nach F i g. 1,

Fig.4 ein Durchschaltenetzwerk mit einigen angeschlossenen Schaltungsblöcken,

Fig.5 das Durchschaltenetzwerk in detaillierterer Darstellung.

Anhand von F i g. 1 soll nun zunächst der allgemeine Aufbau eines integrierten Fernmeldesystems, bei welchem Übertragung und Vermittlung in digitaler Form erfolgt, näher erläutert werden. Als Beispiel diene ein PCM (Impuls-Code-ModulationsJ-System. Die Sprachsignale eines Teilnehmers werden mit einer Frequenz von 8 kHz abgetastet und die Abtastwerte mittels ^pulscodemodulation in 8-bit Codeworte umgesetzt. 32 Kanäle werden durch Zeitmultiplex zu einem PCM-Vielfach, im folgenden mit PCM-Multiplexleitung bezeichnet, zusammengefaßt.

In F i g. 1 lassen sich vier verschiedene funktioneile Bereiche unterscheiden, nämlich ein peripherer Bereich 1, ein Konzentrationsbereich 2, ein Vermittlungsbereich 3 und ein Steuerbereich 4, Im peripheren Bereich liegen die Teilnehmer 5, 6 mit den dazugehörigen NF-Verbindungsleitungen 7, 8. Diese Verbindungsleitungen werden mit Analogkonzentratoren A-KZ zusammengefaßt und an PCM-Terminals T angeschlossen. Digitale Teilnehmerstationen 9, Datenendgeräte 10, Faksimilegeräte 11 usw. werden über digitale Teilnehmerleitungen 12 mit digitalen Konzentratoren D-KZ verbunden. Bestehende Zentralen werden über Leitungen 14 an die PCM-Terminals angeschlossen, da der Verkehr bereits konzentriert ist. Weiter kommen im peripheren Bereich auch noch PCM-Verbindungen zwischen verschiedenen Netzen eines integrierten Fernmeldesystems vor.

Der Konzentrationsbereich enthält die schon erwähnten Konzentratoren und PCM-Terminals. Ein Terminal dient dazu, 30 NF-Kanäle in Zeitmultiplex zusammenzufassen und in digitale Form überzuführen. Wie bereits erwähnt, tragen die PCM-Multiplexleitungep, die die PCM-Terminals mit dem Durchschaltenetzwerk DNW verbinden, 32 Kanäle, von denen 30 der Übermittlung der Signale der 30 angeschlossenen NF-Leitungen dienen. Ein Kanal wird tür die Synchronisation des Zeitmultiplexsystems verwendet und der letzte dient zur Übertragung der Signalisierung und der Steuerinformation zwischen Steuerbereich und Konzentrationsbereich. Das Terminal ist über diesen letztgenannten Kanal fernsteuerbar und umfaßt einen gemeinsamen Teil und 30 Leitungssätze, d. h. je einen fü:· jede angeschlossene TF-Leitung. Die Steuerung ist in der Lage, den gemeinsamen Teil und auch jeden einzelnen Leitungssatz zu steuern und zu überwachen.

Der Vermittlungsbereich umfaßt eine Anzahl von Durchschalteeinheiten DK An jede Durchschalteeinheit DE können bis zu 28 Multiplexleitungen angeschlossen sein, was einem Total von 896 Kanälen entspricht Die Durchschalteeinheit arbeitet blockierungsfrei und kann irgendeinen Kanal mit einem beliebigen anderen Kanal der 896 Kanäle verbinden. Durch die Zusammenfassung von mehreren Durchschalteeinheiten DE zu einem Durchschaltenetzwerk DNW kann eine beliebig große Anzahl von Multiplexleitungen miteinander verbunden werden. Die Durchschalteeinheit ist fernsteuerbar.

Die Verbindungen zwischen den einzelnen Kanälen werden hergestellt auf Grund von Instruktionen, die von der zentralen Steuerung über einen Kanal einer angeschlossenen Multiplexleitung übermittelt werden. Ein eingebauter Sieuerteil der Durchschalteeinheit ist in der Lage, diese Instruktionen zu interpretieren, die verlangten Verbindungen herzustellen und zu halten, bis neue Instruktionen kommen. Das Durchschaltenetzwerk erlaubt also, zwei beliebige, an der Peripherie angeschlossene Leitungen miteinander zu verbinden, es ermöglicht aber auch Aufbau, Umlegung und Abbau von Steuerwegen zwischen dem zentralen Steuerwerk und den gesteuerten Schaltungsblöcken. Die Steuerwege werden mit Hilfe des Durchschaltenetzwerkes DNWzu Gruppen von 31 Kanälen zusammengefaßt, die auf Multiplexleitungen zu Telegrammeinheiten TE führen.

Der Steuerbereich umfaßt ein programmgesteuertes zentrales Steuerwerk ZSW. In diesem wird eine Anzahl von Vorprozessoren oder Telegrammeinheiten TE verwendet. Eine Telegrammeinheit TE ist in der Lage, bis zu 31 Einheiten zu steuern, d. h. Durchschalteeinheiten DE, Terminals T, Wahleinheiten WE oder Konzentratoren KZ. Zu jeder dieser Einheiten gehört ein Steuerweg, der die gesteuerte Einheit über mindestens eine Durchschalteeinheit DE mit der Telegrammeinheit TE verbindet

In den Wahleinheiten WEsind 30 Register zu einer in Zeitmultiplex arbeitenden Einheit zusammengefaßt. Diese Register dienen der Aufnahme von Registersignalen (die im wesentlichen Wahlinformation enthalten) von Teilnehmerstationen und von konventionellen Zentralen. Diese Signale können in der Form von Impulsen oder Mehrfrequenzsignalen auftreten und werden in den Registern der Wahleinheit in die Form vor Telegrammen umgesetzt, wie sie im System als Steuer- und Signalisierungsinformation Verwendung finden. In der Gegenrichtung ist die Aussendung von Registersignalen in den erwähnten Signalisierungsarten ebenfalls möglich.

Wahleinheiten WE werden ebenfalls über Multiplex-

leitungen an das Durchschaltenetzwerk angeschaltet, wobei 30 Kanäle für die Anschaltung der einzelnen Register ausgenutzt werden, ein Kanal die Synchronisierungsinformation trägt und der letzte Kanal dem Austauch der Steuertelegramme dient.

In der weiteren Erklärung wird ein Gespräch zwischen zwei an übliche NF-Leitungen angeschlossenen Teilnehmern angenommen. Aus dem bis jetzt Gesagten ist ersichtlich, daß durch das Durchschallenetzwerk DNW zwei Typen von Verbindungen vermittelt werden, nämlich Gesprächsverbindungen und Steuerverbindungen (Steuerwege).

Fig.2 zeigt eine Gesprächsverbindung zwischen zwei Teilnehmern. Der rufende Teilnehmer R-TIn ist über seine NF-Leitung an einen Konzentrator A-KZ und durch dessen Vermittlung an ein Terminal Ti angeschaltet Der zugeteilte PCM-Kanal einer Multiplexleitung zwischen TX und einer ersten Durchschalteeinheit DfI wird in letzterer an einen Kanal einer zweiten Multiplexleitung vermittelt, welche die erste Durchschalteeinheit mit einer zweiten Durchschalteeinheit DE 2 verbindet Weitere Stufen im Durchschaltenetzwerk können folgen, bis die Multiplexleitung des gewünschten Terminals T2 erreicht ist Dadurch ist der Kanal bis zu einem zweiten Terminal Tl durchgeschaltet Das zweite Terminal ist über eine Verbindungsleitung an eine konventionelle Zentrale Z angeschlossen, über welche der gerufene Teilnehmer G- TIn erreichbar ist Jeweils zwischen dem Teilnehmer und dem angeschlossenen Terminal wird das Gespräch in Niederfrequenz übertragen, zwischen den beiden PCM-Terminals jedoch über einen PCM-Kanal.

F i g. 3 zeigt einen Steuerweg, wobei auf der linken Seite die eine gesteuerte Einheit GesL E liegt Diese Einheit kann ein Konzentrator, ein PCM-Terminal, eine Durchschalteeinheit oder eine andere Einheit sein. Diese Einheit ist durch einen Steuerkanal einer an sie angeschlossenen oder zu ihr führenden Multiplexleitung mit dem Durchschaltenetzwerk verbunden. Dieser Steuerkanal bildet einen Abschnitt eines Steuerweges, der über mehrere Durchschalteeinheiten durchgeschaltet sein kann und in der letzten Durchschalteeinheit einen Kanal einer Multiplexleitung erreicht, die diese Durchschalteeinheit mit einer Telegrammeinheit TE verbindet

In Fig.4 ist das Durchschaltenetzwerk DNW detaillierter dargestellt Es besteht aus Durchschalteeinheiten DE i ... DES, welche in zwei Schaltstufen A und B angeordnet sind. Die Einheiten DE 1... DE 5 gehören zur Schaltstufe A, die Einheiten DE6... DES zur Schaltstufe B. An die Einheiten der Stufe A sind die weiteren SchafiüügSblüCiCc ucS l-^ctzeS äng€5CiiiGS5€n, von denen nur ein Schaltungsblock SB angedeutet ist

In der Zeichnung sind 14 Multiplexleitungen M 1 ... M14 bezeichnet Sie führen Multiplexkanäle, die über die Durchschalteeinheiten Dfbeliebig miteinander verbunden werden können. Die dadurch gebildeten, über mehrere Multiplexabschnitte und Durchschalteeinheiten verlaufenden Steuerwege, sind in Fig.5 mit Ki-K9 bezeichnet Die Steuerwege Kl...KS dienen zur Steuerung der Durchschalteeinheiten gleicher Nummer, während der Steuerweg K 9 zur Steuerung des Schaltungsblocks SB benutzt wird.

Im einzelnen führt eine Multiplexleitung M1 von der Telegrammeinheit TEl zur Durchschalteeinheit DEi und eine Multiplexleitung M2 von der Telegrammeinheit ΤΈ2 zur Durchschalteeinheit DEi. Nicht alle Durchschalteeinheiten sind direkt mit den Telegrammeinheiten des zentralen Steuerwerks verbunden.

Die Durchschalteeinheiten der Stufe A sind mit den Durchschalteeinheiten der Stufe B durch die Multiplexleitungen M3...Mi2 verbunden. M13 ist eine Multiplexleitung, welche zwei Durchschalteeinheiten der gleichen Stufe miteinander verbindet, während die Multiplexleitung MiO die einzige gezeichnete Multiplexleitung von vielen ist, die die Durchschalteeinheiten der Stufe A mit anderen Schaltungsblöcken des Netzes verbinden, in diesem Falle DE 2 mit SB.

Die Multiplexleitungen Mi und M2 führen nur Steuerkanäle, während alle anderen außerdem Nachrichten zwischen einzelnen Schaltungsblöcken über Kanäle übertragen, die in der Figur ebenfalls nicht gezeichnet sind.

Die Durchschaltung dieser Nachrichtenkanäle ist der eigentliche Zweck des Netzwerkes.

An der Durchschalteeinheit endigen zwei Kanäle, die von zwei anderen Durchschalteeinheiten kommen.

Diese Kanäle können nur zur Steuerung der betreffenden Durchschalteeinheit dienen und sind an dieser fest angeschaltet. Einer von den beiden Kanälen ist jeweils aktiv, d. h. über eine oder mehrere Durchschalteeinheiien mit dem zentralen Steuerwerk verbunden; der andere ist inaktiv, dient als Reserve und ist an der nächsten Durchschalteeinheit nicht weiter durchgeschaltet.

In der F i g. 5 sind die zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiven Kanäle eingetragen. So führt beispielsweise der Steuerweg K1 zur Steuerung der Durchschalteeinheit DEi von TE2 über M2-DE3-M5-DE6-M3 zu DE 1. in der F i g. 5 ist zu erkennen, daß die Steuerwege K i... K9 so über die Multiplexleitungen M1 bis M12 gelegt sind, daß in jeder Multiplexleitung mindestens ein aktiver Steuerkanal verläuft Da die Durchschalteeinheiten beliebige Eingänge miteinander verbinden können, ist diese Bedingung stets zu erfüllen, allenfalls durch Belegung zusätzlicher Links zwischen den Durchschalteeinheiten.

Um alle Steuerwege und damit alle Multiplexleitungen laufend zu überwachen, müssen über diese Wege in kurzen Abständen Telegramme gesandt werden, und zwar in beiden Richtungen, um beide Richtungen zu überwachen. Es sind also auch dann Telegramme zu senden, wenn eigentlich keine Steuer- oder Signalisierungsinformation zu übertragen wäre. Außerdem ist es für die synchrone Impulsübertragung zweckmäßig, auch zwischen den Telegrammen dauernd Impulse auszusenden. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, erfolgt zwischen der Telegrammeinheit und der gesteuerten Einheit ein dauernder Telegrammaustausch; die Zwischenräume zwischen den einzelnen Telegrammen werden durch Müllimpulse überbrückt Die Telegramme sind stark redundant um dem jeweiligen Empfänger die Möglichkeit zu geben, Übertragungsfehler festzustellen. Für den Telegrammaustausch wird ein Zwangslaufverfahren verwendet, d. h. jedes übertragene Telegramm wird vom Empfänger auf Richtigkeit, insbesondere auf Codeverletzungen geprüft und anschließend wird das nächste Telegramm ausgesandt Ist die gesteuerte Station der Empfänger, so enthält das von ihm ausgesandte Antworttelegramm die Meldung, daß ein Telegramm empfangen wurde und ob es Fehler enthielt oder nicht Außerdem kann das Antworttelegramm noch weitere Mittelungen enthalten.

Besagt das Antworttelegramm, daß ein Telegramm richtig empfangen wurde, und wird es von der Telegrammeinheit ebenfalls richtig empfangen, so wird

daraus geschlossen, daß alle von dem Steuerweg benutzten Multiplexleitungen einwandfrei arbeiten.

Es sei nun aber angenommen, daß auf einer Multiplexleitung ein Fehler existiere, der ein Nebensprechen bewirke und dadurch Bit- oder Wortfehler in den Telegrammen zum ferngesteuerten Block hervorrufe. Da dieser jedes Telegramm prüft, erkennt er entweder das Telegramm überhaupt nicht oder er beantwortet es mit einer Fehlermeldung. Infolgedessen wiederholt die Telegrammeinheit das Telegramm so oft es erlaubt ist und erstattet nach Erreichen der Wiederholungsgrenze eine Meldung an die Zentralsteuerung.

Daten über den vollständigen Weg, dem der fehlerhafte Steuerweg folgte, werden dann einem Fehlerlokalisierungsprogramm übergeben, welches Blöcke oder Multiplexleitungen identifiziert, die in einer Anzahl von verschiedenen Fehlermeldungen figurieren. Sobald die fehlerhafte Multiplexleitung lokalisiert wurde, wird sie für neuen Verkehr gesperrt.

Gleichzeitig baut die Zentralsteuerung einen neuen Steuerweg auf, der von dem ursprünglichen so verschieden ist wie möglich und prüft ihn. Wenn die Prüfung erfolgreich verläuft, ist der Verkehr mit dem peripheren Block wieder hergestellt und die fehlerhafte Multiplexleitung ist umgangen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Prüfung und Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit eines Zeitmultiplexvermittlungsnetzes, welches ein zentrales Steuerwerk sowie eine Mehrzahl von gesteuerten Einheiten wie Durchschalteeinheiten, Terminale, Konzentratoren und Wahleinheiten enthält, die untereinander ausschließlich mittels Zeitmultiplexleitungen verbunden sind,
   wobei die Kanäle jeder Multiplexleitung in beliebiger Zuteilung entweder als Steuerkanäle zur Übertragung von Steuer- oder Signalisierungsinformation oder als Nachrichtenkanäle zur Übertragung von Nachrichten, jeweils in digitaler Form, dienen,
   wobei die folgerichtigen Aneinanderreihungen von Steuerkanälen in verschiedenen Multiplexleitungen unter Einbezug der dazwischenliegenden Durchschalteeinheiten Steuerwege zwischen dem zentralen Steuerwerk und den gesteuerten Einheiten bilden, über welche Steuerwege laufend Steuer- und Signalisierungsinformation übertragen wird,
   wobei der fehlerfreie Empfang der Steuer- und Signalisierungsinformationen jeweils als Nachweis für die Funktionsfähigkeit aller vom jeweiligen Steuerweg benutzten Multiplexleitungen und Durchschalteeinheiten dient,
   und wobei nach Feststellung der Fehlerhaftigkeit eines Steuerweges der Fehlerort lokalisiert, der fehlerhafte Bereich gesperrt, ein Ersatzsteuerweg aufgebaut und dieser auf Funktionsfähigkeit geprüft wird, dadurch gekennzeichnet,

   — daß die Gesamtheit aller Steuerwege so über die Gesamtheit der Multiplexleitungen geführt wird, daß über jede Multiplexleitung zumindest ein Steureweg führt,

   — daß nach Feststellung der Fehlerhaftigkeit eines Steuerweges der Ersatzsteuerweg so verschieden wie möglich vom ursprünglichen Steuerweg aufgebaut wird,

   — daß anschließend an die Funktionsprüfung des Ersatzsteuerweges geprüft wird, ob die neue Gesamtheit aller Steuerwege so geführt ist, daß über jede nicht gesperrte Multiplexleitung zumindest ein Steuerweg führt,

   — und daß, wenn dies nicht der Fall ist, ein oder mehrere Steuerwege so umgelegt werden, daß über jede nicht gesperrte Multiplexleitung wiederum mindestens ein Steuerweg führt.