DE4433691A1 - Verfahren zur Schaltung einer Ersatzstrecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schaltung einer Ersatzstrecke bei einer bidirektionalen oder unidirek­ tionalen Datenübertragungsstrecke in einem optischen Kommuni­ kationsnetz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

An Kommunikationsnetze werden hohe Anforderungen bezüglich ihrer Verfügbarkeit zum Übertragen von Datensignalen gestellt. Eine hohe Verfügbarkeit des Kommunikationsnetzes setzt voraus, daß insbesondere neben Hardwarefehlern, die beispielsweise in Vermittlungseinrichtungen auftreten, auch Übertragungsstörungen schnell eingegrenzt und Ersatzleitungs­ strecken geschaltet werden. Ist ein Übertragungsausfall oder Übertragungsfehler auf einer Verbindungsleitung eines Über­ tragungsstreckenabschnittes erkannt, so kommt es wegen einer Minimierung der Ausfallzeiten darauf an, eine bis dahin in diesem Übertragungsstreckenabschnitt redundant betriebenen Verbindungsleitung in dem betreffendem Übertragungsabschnitt ohne eine größere Verzögerung in die Übertragungsstrecke einzugliedern und die Datenübertragung fortzusetzen. Ersatz­ schaltungsprozeduren von redundanten Leitungsabschnitten eines Übertragungsabschnittes lassen sich entweder mit spezi­ fisch ausgebildeter Hardware oder mittels Programmprozeduren einleiten und ausführen.

Spezifisch ausgeprägte Hardwarelösungen zur Durchführung einer Streckenersatzschaltung weisen jedoch den Nachteil auf, daß ein hoher schaltungstechnischer Aufwand zur Durchführung einer Ersatzschaltung von einem Leitungsabschnitt notwendig ist. Der hohe schaltungstechnische Aufwand ist dadurch bedingt, daß die Funktionalität einer Streckenersatzschaltung in der Regel auf mehrere Baugruppen eines Systems verteilt ist. Auf allen beteiligten Baugruppen müssen deswegen Hard­ warekomponenten für die Ersatzschaltung realisiert oder angepaßt werden. Hardwarelösungen weisen deswegen den Nach­ teil auf, daß sie wenig flexibel sind und hinsichtlich unter­ schiedlichster Systemkonfigurationen wie z. B. bei synchronen Leitungsausrüstungen, Protokollvarianten und Ersatzschaltbe­ triebsarten zudem unterschiedlich ausgeprägt sein müssen. Bei einer Streckenersatzschaltung wird dabei noch unter einer unidirektionalen/bidirektionalen, revertive sowie nonrever­ tiven Ersatzschaltung unterschieden was wiederum eine Typen­ vielfalt zur Folge hat. Eine Streckenersatzschaltung erfor­ dert mittels Hardware zudem eine frühzeitige Festlegung bei der schaltungsmäßig durchzuführenden Umschalteprozedur. Eine spätere Änderung bzw. Anpassung von Hardwarelösungen um Betreiberwünsche oder Veränderungen bei einer Standardisie­ rung zu realisieren sind mit hohen Kosten verbunden.

Bestehende Softwarelösungen können bezüglich der genannten Nachteile der Hardwarelösungen bei der Schaltung einer Ersatzstrecke flexibler umgestaltet werden.

Um ein schnelles Umschalten auf einen funktionsfähigen, durch keine Übertragungsstörung unterbrochenen Leitungsabschnitt zu erwirken, ist es möglich, schnellere Prozessoren und Kommuni­ kationsbusse zwischen den Leitungsabschnitten einzusetzen. Eigene für die Leitungsersatzschaltung einzusetzende Prozes­ soren mit zugehörigen eigenen Kommunikationsbussen, ist ebenfalls eine Möglichkeit eine Ersatzschaltung zeitoptimiert durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Ver­ fahren zur Schaltung einer Ersatzübertragungsstrecke innerhalb eines Übertragungsabschnittes eines Kommunikationssystems anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß bei einer Ersatzschaltung einer Ersatzübertragungsstrecke eine deut­ liche Verkürzung der Ersatzschaltezeit zwischen dem Ausfall sowie der Bereitstellung einer Ersatzleitung erreicht wurde.

Das Verfahren bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß der Zustand einer Ersatzstrecke sowie eventuell anliegende Benut­ zeranforderungen bei einer Ersatzübertragungsstrecke berück­ sichtigt werden.

Das Verfahren bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß nachdem die lokal durchgeführte Ersatzschaltung einer Ersatz­ übertragungsstrecke erfolgt ist, eine herkömmliche Strecken­ überwachungsprozedur wieder die Steuerung der Streckenersatz­ schaltung übernimmt.

Das Verfahren bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß dieses kostengünstig in bestehende Überwachungsprozeduren in die Übertragungsstrecken integriert werden können.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfol­ genden näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung ersichtlich.

In dieser Darstellung ist ein redundant ausgebildeter Lei­ tungsabschnitt einer unidirektional ausgebildeten Übertra­ gungsstrecke abgebildet. Über diesen Leitungsabschnitt können eine Vielzahl von in Containern abgelegten Daten, innerhalb einer synchronen Hierarchie STM beispielsweise mit einer Bitrate von 155 520 kbit/s, übertragen werden. Bei einer 1 : 1 Steckenersatzschaltung ist dabei ein Übertragungsabschnitt mit einem synchronen Leitungsmultiplexer MX und einem syn­ chronen Demultiplexer DX eingegrenzt. Zwischen den Multi­ plexeren und dem eigentlichen Übertragungskanal sind optische Sende- sowie Empfangseinheiten eingefügt. Zur Übertragung der in synchronen zu übertragenden Transportmodulen STM-N zusammengefaßten digitalen Signalen sind in diesem Übertra­ gungsabschnitt zwei Übertragungskanäle CH1, CH2 vorgesehen.

Jeweils einer der beiden wird dabei als aktiver Übertragungs­ kanal genützt und der andere jeweils im Stand-by Modus betrieben. Zur Kanalüberwachung, bzw. zur Sicherung einer Datenübertragung werden zu Beginn einer Datenübertragungs­ strecke beispielsweise im optischen Sendemodul OS in den im Sektion Overhead eines im STM-Rahmen vorgesehenen Bytefeldern Eintragungen vorgenommen. Die Übertragungsqualität des Übertragungsabschnittes "Multiplex Section" wird mittels des Bytes B2 überwacht, das im Sendemodul OS eingesetzt und in einer optischen Empfangseinheit OE ausgelesen wird. Bitfehler im Übertragungssignal können in der optischen Empfangseinheit OE erkannt werden,wenn die ausgelesenen B2-Parität in einem STM-N-Rahmen von der empfangsseitig berechneten B2-Parität abweicht.

Diese Eintragungen werden in einem in der optischen Empfangs­ einheit OE angeordneten Steckenbewertungsmodul SB ausgewer­ tet. Diese Auswertung der im Section Overhead eingeschriebe­ nen Daten sowie die Streckenersatzschaltung werden gemäß der im CCITT G.783 standardisierten Norm ausgeführt. Wird eine Übertragungsstörung auf der Betriebs- und Ersatzstrecke erkannt, so wird diese gemäß einer Prioritätsliste bewertet. Bestehen mehrere Ersatzschalteanforderungen gleichzeitig, so hat diejenige mit der höchsten Priorität den Vorrang. Die Realisierung der Streckenersatzschaltung erfolgt dabei wie nachfolgend beschrieben:
Eine Streckenbewertung SB erfolgt nur einmal je Übertragungsabschnitt und ist daher zweckmäßigerweise auf den letzten Baugruppen der optischen Empfangseinheit OE/CH1 und OE/CH2 der jeweiligen Übertragungsstrecke angeordnet. Zur Streckenersatzschaltung eines Kanals 1 CH1 oder eines Kanals 2 CH2 der Übertragungsstrecke wird ein auf der Demultiplexerbaugruppe DXn angeordneter Schalter S3 durch ein Umschaltesignal betätigt. Ein Umschaltesignal wird jeweils dann erzeugt, wenn eine auf der Optischen Empfängerbaugruppe OE angeordneten zentralen Überwachungsbaugruppe ZÜW eine Übertragungsstörung registriert, diese auswertet und eventuell mit anderen Ersatzschalteanforderungen wie z. B. Benutzerkommandos vergleicht. Danach wird ein Schaltbefehl an den in der Demultiplexerbaugruppe DXn angeordneten Schalter S3 gegeben.

Die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung einer Ersatzschal­ tung einer redundanten Übertragungsstrecke ist in den Fällen einsetzbar, wo eine Streckenbewertungseinheit SBE auf der Demultiplexer-Baugruppe DX vorhanden ist. Diese Streckenbewertungseinheit SBE ist üblicherweise für die Überwachung eines abgehenden Fault Managementsignals auf jeder Demuliplexerbaugruppe DXn vorhanden, wird aber zweckmäßigerweise nur für die durch den Schalter S3 selektierte Betriebsstrecke, zum Beispiel der Übertragungsstrecke CH1 durchgeführt, da die Überwachung des Ersatzübertragungsweges CH2 auf der Empfängerbaugruppe OE erfolgt.

Eine schnelle Streckenersatzschaltung ist durchführbar, indem jede Demultiplexerbaugruppe DX den Schalter S3 betätigt, sobald eine Übertragungsstörung des Betriebswegs CH1, CH2 festgestellt wird. Wenn die lokale Ersatzschaltung auf der DX-Demultiplexerbaugruppe aktiv ist, wird der Schalter S3 umgeschaltet, sobald Sensoren wie beispielsweise B2 EBER (Exessive Bit Error Rate) oder SAIS-R-EXT (entsprechend LOS (Loss of Signal), LOF (LOSS of Frame) oder SAIS-R (Section- Alarm-Indicated -Signal)) empfangen werden.

Die temporäre Verlagerung der Entscheidung einer Streckener­ satzschaltung wird dann eingeleitet, wenn keine Benutzeran­ forderungen und keine Übertragungsstörungen vorliegen, dies ist für den Normalbetrieb ein üblicher Ausgangszustand. In diesem Ausgangszustand erteilt die zentrale Überwachungsein­ heit ZÜW jeder Demultiplexer-Baugruppe DXn die Erlaubnis, bei Feststellung einer Übertragungsstörung den Betriebsweg, z. B. Kanal CH1, einmal lokal Ersatz zu schalten, d. h. ohne Auffor­ derung durch die zentrale Überwachungseinheit ZÜW den Schal­ ter S3 zu betätigen.

Der Vorteil, der sich hieraus ergibt, liegt darin, daß eine Ersatzstreckenschaltung ohne Kommunikation zwischen den beteiligten Baugruppen, beispielsweise OE 16, ZÜW oder DX4 bei unidirektionaler Ersatzschaltung durchgeführt werden kann. Eine erfolgte lokale Ersatzschaltung wird der zentralen Überwachungseinheit ZÜW gemeldet. Die zentrale Überwachungs­ einheit ZÜW übernimmt dann wegen einer Gleichschaltung aller S3 Schalter, nach einer lokalen Betätigung eines Schalters S3 auf der Demultiplexerbaugruppe DXm die Überwachung der Über­ tragungskanäle. Nach erfolgter lokaler Ersatzschaltung wird die Auslöseprozedur, die zur Auslösung des Schaltvorgangs beim Schalter S3 führte deaktiviert, d. h. der Schalter wird gesperrt und reagiert nicht mehr auf die Sensoren wie beispielsweise B2 EBER und SAIS-R-EXT. Die Reaktivierung erfolgt erst zu einem Zeitpunkt, wenn ein fehlerfreier Zustand der Übertragungsstrecke wieder hergestellt ist und keine Ersatzschalteanforderung eines Übertragungsweges mehr besteht. Während der Deaktivierungsphase läuft das wie oben beschriebenes Verfahren ab, bei dem die zentrale Über­ wachungseinheit ZÜW die Steuerung der Streckenersatzschaltung übernimmt.

Eine eventuelle Fehlschaltung eines Schalters S3 auf der Demultiplexer Baugruppe DXn würde erkannt und sofort korri­ giert werden, da für das herkömmliche Verfahren nur die von beiden optischen Empfängerbaugruppen OE ermittelten Übertra­ gungsstörungen berücksichtigt werden.

Das beschriebene Verfahren zur Streckenersatzschaltung ist auch bei einer bidirektionalen 1+1-Streckenersatzschaltung einsetzbar. Nach Feststellung einer Übertragungsstörung in beiden Demultiplexer-Baugruppen der Übertragungsstrecken, wird der Schalter S3 direkt betätigt. Das Verfahren ist auch für diesen Fall einsetzbar, wenn die lokale Ersatzschaltefunktion auf den Demultiplexer-Baugruppen DXn auch Übertragungsstörungen der Gegenrichtung als Ersatzschaltekriterium berücksichtigt, wie z. B. durch die Meldung eines Far End Receive Failure (FERF) das im Section Overhead angezeigt wird.

Bei einer 1 : 1-Streckenersatzschaltung muß nicht nur empfangsseitig der Schalter S3 betätigt werden, sondern auch sendeseitig geschaltet werden. Auch hier kann die lokale Ersatzschaltefunktion eingesetzt werden, um im Fehlerfall den sendeseitigen Schalter umzulegen. Befindet sich dieser auf der gleichen Baugruppe wie der empfangsseitige Schalter S3, so wird zur Steuerung zwischen den Baugruppen eine Hardwareleitung benötigt. Bei einer 1 : 1-Ersatzschaltung kann zusätzlich zum Working Traffic auch ein Extra Traffic übertragen erfolgen. Im Ersatzschaltefall wird daher ein sende- und empfangsseitiger Schalter betätigt (CCITT G.783 Annex A).

Claims (4)

1. Verfahren zur lokalen Streckenersatzschaltung in einer Übertragungsstrecke (CH1, CH2), bestehend aus mindestens einer Multiplexer-Baugruppe (MXn), einem eine optische Sende- sowie Empfangs-Baugruppe (OS, OE) verbindenden ersten sowie zweiten Kanal (CH1, CH2) sowie mindestens einer Demulti­ plexer-Baugruppe (DXn), wobei auf den Empfangs-Baugruppen (OE) eine zentrale Streckenüberwachungseinheit (ZÜW) sowie eine Streckenbewertungseinheit (SB) angeordnet ist, wobei auf den Demultiplexer-Baugruppen (DXn) eine Bewertungseinheit (BE) sowie ein zur Selektion eines Übertragungskanals (CH1, CH2) angeordneter Schalter (S3) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Streckenüberwachungseinheit (ZÜW) bei Stö­ rungsfreiheit auf dem ersten sowie zweiten Kanal (CH1, CH2) der Übertragungsstrecke eine einmalige Erlaubnis zur lokalen Streckenselektion (S3) zur Ersatzschaltung des Übertragungs­ kanals (CH1, CH2) im Fehlerfall vergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Ersatzschaltung eines Kanals (CH1, CH2) die zentrale Streckenüberwachungseinheit (ZÜW) die Überwa­ chung der Übertragungsstrecke übernimmt, bis die Übertra­ gungsstrecke störungsfrei arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerung eines auf der Demultiplexer-Baugruppe (DXn) angeordneten Schalters (S3) nach der Erkennung einer Kanalstörung (CH1, CH2) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Ersatzschaltung die zentrale Überwachungsein­ heit (ZÜW) verständigt wird und diese die Steuerung der Schaltung der Übertragungsstrecke übernimmt.