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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Umschaltmechanismen für Netzwerke
und insbesondere auf die erneute Verbindung von Netzwerk-Kanälen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Globale
Netzwerke sind in allen heutigen Telekommunikations- und anderen
Netzwerk-Systemen üblich,
wobei verschiedene Daten-, optische und drahtlose Geräte durch
eine Serie von einzelnen örtlichen
Netzwerken miteinander verbunden sind. Die Netzwerke bestehen allgemein
aus Knoten und Verbindungsstrecken, die die Netzwerk-Topologie beschreiben,
sowie zugehörigen
Attributen, die die Netzwerkdaten umfassen. Weiterhin enthalten
diese Netzwerke Verwaltungssysteme, die die Übertragung des Datenverkehrs,
unter Einschluss von Sprache, Video und Daten, sowie anderer Information über eine
Vielzahl von Übertragungsmedien
koordinieren müssen,
wie drahtlose Medien, Kupfer und Lichtleitfaser-Leitungen.
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Viele
der heutigen Telekommunkations-Netzwerke sind in nahezu dauerndem
Betrieb und können
sich nur schlecht Fälle
von „Ausfall-" oder „Off-Line"- Zeiten im Fall
des Ausfalls eines Netzwerk-Elementes oder von Wartungs- und Aktualisierungs-Prozeduren
leisten. Weiterhin erfordern Telekommunikations-Netzwerke zunehmend
Steuer-Software und Hardware, die nur wenig oder keine geplante
Ausfallszeit hat. Die gleichen Netzwerk-Systeme erfordern jedoch
kosteneffektive Computer-Lösungen,
eine offene Architektur zur Unterstützung einer Vielzahl von Hardware-
und Software-Formaten, und die Flexibilität, die neuesten Software- und
Hardware-Aktualisierungen zu implementieren, wenn sie verfügbar werden.
Entsprechend ist es bei heutigen Kommunikations-Netzwerken von kritischer
Bedeutung, dass die Integrität
der Daten-Kommunikation im Fall der Unterbrechung bei der Steuerung
und der Datenflüsse,
sowohl aufgrund von erwarteten als auch unerwarteten Unterbrechungen,
sichergestellt und aufrecht erhalten wird.
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Moderne
Telekommunikations-Netzwerke und ihre Unterstützungs-Systeme haben sich von statischen
Installationen zu dynamischen System entwickelt, die auf einer regelmäßigen Basis Änderungen
durchführen
und sich an diese anpassen müssen.
Diese dynamischen Systeme enthalten zunehmend neue Sammlungen von
Produkten, die eine Vielzahl von Anforderungen einer sich dauernd ändernden
Benutzer-Basis in einer Umgebung verarbeiten, von der erwartet ist,
das sie zuverlässig
ist. Die Fähigkeit
von Telekommunikations-Netzwerken, eine stabile Dienste-Verfügbarkeit
in dieser dynamischen Umgebung bereitzustellen, wird zunehmend wichtig,
während
erwartet wird, das die Neuerungen hinsichtlich der Produkte und
der Kunden-Umgebungen zunehmen.
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In
traditionellen Netzwerken waren der Steuerfluss und der Datenfluss
für Kommunikations-Verkehr
zwischen verschiedenen Netzwerk-Elementen gekoppelt. Entsprechend
war es typisch, sodass sowohl die Daten- als auch die Steuerflüsse gleichzeitig bei
Netzwerk-Unterbrechungen ausfielen. Heute sind Telekommunikations-Netzwerke
jedoch durch die Trennung der Steuer- und Datenflüsse gekennzeichnet,
weil die Datenkanäle
und ihr Betrieb in gewisser Weise unabhängig von den Steuerkanälen und
ihren zugehörigen
Software-Steuereinrichtungen sind. Beispielsweise können bei
optischen Vermittlungen die Laser und anderen optischen Elemente
selbst dann weiter Daten senden, wenn ihre entsprechende optische
Verbindungs-Steuereinrichtung entweder einen Leitungs- oder Modul-Ausfall aufweist.
Daher können in
Fehlerfällen
die Datenkanäle
und die Steuerkanäle unsynchronisiert
werden, so dass, statt dass beide in „Betriebs"-Zuständen gehalten werden, ihre
Zustände
zwischen unsynchronisierten aktiven und inaktiven Betriebsarten
abwechseln können.
Diese fehlangepassten Betriebszustände des Netzwerkes für die Daten
und die Steuerkanäle
müssen
in einer einfachen und wirkungsvollen Weise neu synchronisiert werden,
so dass die Wahrnehmung von Netzwerk-Unterbrechungen durch den Kunden
zu einem Minimum gemacht wird. Daher wird während der Erholung oder des
Ersatzes von Netzwerk-Elementen von dem Netzwerk erwartet, dass
es seinen Zustand resynchronisiert, so dass das neue Signalisierungs-Element
Kenntnis über
die Daten-Elemente hat, die vorher zugeteilt wurden.
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Ein
traditionelles Verfahren der Resynchronisation ist die Journal-
oder Differenzdaten-Technik. Entsprechend führt an jedem Netzwerk-Element
die Journal-Technik kontinuierlich Journale (Kopien) der wesentlichen
Zustands-Information
von dem Signalisierungs-Element, wie zu Beispiel Steuerbefehle und entsprechende
Schaltereinstellungen bis zu Reserve-Hardware, wie zum Beispiel
Reserve-Signalisierungs-Elementen, oder ein Daten-Element. Daher kann
im Fall eines Netzwerk-Ausfalls die neue Steuerung, Software und/oder
Hardware, ihren Zustand dadurch zurückgewinnen, dass ein Zugriff
auf das Journal durch Befragen des Daten-Elementes zurückgewinnen
kann, oder wenn es synchron gehalten wird, durch einen einfachen
Neustart. Dieses Resynchronisations-Verfahren erfordert jedoch eine
ausschließlich
hierfür
bestimmte dedizierte Reserve-Hardware für Reserve-Speicherzwecke. Weiterhin
ist die Betriebsgeschwindigkeit derartiger Journal-Systeme langsamer,
weil die Zusatzinformation gespeichert werden muss, während sie
in dem Netzwerk erzeugt und/oder geändert wird, und entsprechend
müssen
diese Journal-Kopien gelöscht
werden, wenn diese Netzwerk-Verbindungen
entfernt werden. Ein weiterer Nachteil der Journal-Technik besteht
in dem Einsatz von neuer oder verbesserter Hardware/Software, die
mit den alten Versionen auf der Reserve-Hardware kompatibel sein
sollte. Weiterhin müssen
diese neu eingesetzten Einheiten oder die Verbesserungen ebenfalls
Journal-fähig
sein, genauso wie irgendwelche Änderungen
an den Kopier-/Journal-Protokollen, die sich aus hiermit in Verbindung
stehenden Steuerprotokoll-Modifikationen ergeben. Entsprechend kann
die Implementierung von Software- und Hardware-Aktualisierungen über das Netzwerk zeitraubend
und problematisch sein, wenn man sich auf die Journal-Technik für die Netzwerk-Zuverlässigkeit
verlässt.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Resynchronisations-Verfahren
und -System zur Vermeidung oder Milderung einiger der vorstehend
beschriebenen Nachteile zu schaffen.
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Eine
weitere Lösung
wurde in einer Veröffentlichung
von K.W Ko und K.W. Cheung mit dem Titel „A Local Map Based (LMB) Self-Healing
Scheme for Arbitrary Topology Networks", Global Telekommunications Conference,
1997, IEEE Globecom 1997, Seiten 1393-1397, Phoenix, Arizona, USA
(3. November 1997), vorgeschlagen. Ein örtliches Karten-basiertes Netzwerk-Selbstheilungs-Schema wird vorgeschlagen.
Das Schema verwendet eine örtlich gespeicherte
Netzwerk-Topologie-Information
zum Finden einer alternativen Route, wenn ein Knoten ausfällt. Diese
Lösung
befasst sich jedoch nicht damit, wie die Netzwerk-Steuerung für Verbindungen wieder
hergestellt wird, die lediglich auf der Steuerschicht ausgefallen
war, nachdem sich die Steuer-Hardware des ausgefallenen Knotens
erholt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Netzwerk-Schutzschaltungs-System zur Wiederherstellung
einer Kommunikation zwischen einer Leitungsschicht (17)
und einer zugehörigen
Steuerungschicht (15) nach der Identifikation eines Netzwerk-Steuerungsausfalls
geschaffen. Das Netzwerk schließt
eine Vielzahl von miteinander verbundenen Netzwerk-Elementen (14),
wobei die miteinander verbundenen Netzwerk-Elemente einen Netzwerk-Pfad
in der Leitungsschicht des Netzwerkes bilden; und eine Vielzahl
von miteinander verbundenen Steuereinrichtungen (28) ein,
die in der Steuerungsschicht enthalten sind, die mit der Leitungsschicht
zur Überwachung
von in dieser übertragenen
Netzwerk-Verkehr
gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin
folgendes umfasst: a) eine Resynchronisations-Tabelle (46)
zum Speichern einer Vielzahl von Verbindungs-Zuständen (44),
die der Vielzahl von miteinander verbundenen Netzwerk-Elementen
entsprechen; und b) eine Schnittstelle zur Bereitstellung eines
Zuganges einer ersten Steuereinrichtung (C1) an die Verbindungs-Zustände der
Resynchronisations-Tabelle (46), wobei die erste Steuereinrichtung
in der Steuerungsschicht enthalten ist; und dass die erste Steuereinrichtung
zur Weiterleitung der Verbindungs-Zustände zur Verwendung durch andere
Steuereinrichtungen der Steuerungsschicht betreibbar ist, um eine
Kommunikation zwischen der Steuerungsschicht und der Leitungsschicht
wiederherzustellen.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Resynchronisations-Verfahren für Netzwerke
zur Wiederherstellung einer Kommunikation zwischen einer Leitungsschicht
(17) und einer zugehörigen
Steuerungsschicht (15) im Fall eines Steuerungsausfalls
geschaffen. Das Verfahren schließt die folgenden Schritte ein:
a) Definieren einer Vielzahl von Zwischenverbindungen zwischen Netzwerk- Elementen (14),
die in der Leitungsschicht enthalten sind, um einen Netzwerk-Pfad
zu erzeugen; b) Akkumulieren einer Vielzahl von Verbindungs-Zuständen (44)
der miteinander verbundenen Netzwerk-Elemente des Netzwerk-Pfades
vor dem Steuerungsausfall; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
weiterhin die folgenden Schritte umfasst: c) Speichern der Verbindungs-Zustände durch Belegen
einer Resynchronisations-Tabelle (46), wobei die Resynchronisations-Tabelle
mit einer ersten Steuereinrichtung (C-1) der Steuerungsschicht gekoppelt
ist; und d) Bereitstellen der Verbindungs-Zustände der Resynchronisations-Tabelle
für die
Steuereinrichtungen (28) der Steuerungsschicht im Fall eines
Steuerungsausfalls zur Wiederherstellung einer Kommunikation zwischen
der Steuerungsschicht und der Leitungsschicht.
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In
einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Computerprogramm-Produkt zur Wiederherstellung
einer Kommunikation zwischen einer Leitungsschicht (17)
und einer zugehörigen
Steuerungsschicht (15) im Fall eines Steuerungsausfalls
in Netzwerken geschaffen. Das Produkt schließt folgendes ein: a) ein Computer-lesbares
Medium; dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt weiterhin folgendes
umfasst: b) ein Leitungsschicht-Modul, das auf einem Computer-lesbaren
Medium zur Definition einer Vielzahl von Zwischenverbindungen zwischen Netzwerk-Elementen
(14) gespeichert ist, die in der Leitungsschicht enthalten
sind, um einen Netzwerk-Pfad zu erzeugen; c) ein Akkumulator-Modul, das
mit dem Leitungsschicht-Modul gekoppelt ist, um Verbindungs-Zustände für die miteinander
verbundenen Netzwerk-Elemente des Netzwerk-Pfades zu erfassen, nachdem
dieser definiert wurde; d) ein Resynchronisations-Tabellen-Modul,
das mit dem Akkumulator-Modul gekoppelt ist, um die Verbindungs-Zustände für den Zugriff
durch eine erste Steuereinrichtung (C-1) der Steuerungsschicht zu
speichern; und e) ein Mitteilungs-Modul zur Lieferung der Verbindungs-Zustände der
Resynchronisations-Tabelle an die Steuereinrichtungen (28)
der Steuerungs-Schicht im Fall eines Steuerungsausfalls zur Wiederherstellung
einer Kommunikation zwischen der Steuerungsschicht und der Leitungsschicht.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Steuereinrichtung
geschaffen, die zur Überwachung
einer Wiederherstellung der Netzwerk-Kommunikation zwischen einer Leitungsschicht
(17) und einer zugehörigen Steuerungsschicht
(15) nach der Identifikation eines Netzwerk-Steuerungsausfalls
konfiguriert ist. Die Steuereinrichtung schließt a) eine mit der Steuerungsschicht
(15) des Netzwerkes verbindbare Steuereinrichtung ein,
wobei die Steuerungs-Schicht
zur Überwachung
des Netzwerk-Verkehrs dient, der in der Leitungsschicht übertragen
wird; dadurch gekennzeichnet, dass b) die Steuereinrichtung eine
Steuereinrichtungs-Schnittstelle zur Bereitstellung eines Zugriffs
auf eine Resynchronisations-Tabelle (46) einschließt, wobei
die Resynchronisations-Tabelle zum Speichern einer Vielzahl von
Verbindungs-Zuständen
(36, 44) dient, die einer Vielzahl von miteinander
verbundenen Netzwerk-Elementen (14) entsprechen, wobei
die miteinander verbundenen Netzwerk-Elemente (14) einen
Netzwerk-Pfad in der Leitungsschicht des Netzwerkes bilden; und
dass die Steuereinrichtung betreibbar ist, um die Verbindungs-Zustände zur
Verwendung durch andere Steuereinrichtungen der Steuerungsschicht
(15) zur Wiederherstellung einer Kommunikation zwischen
der Steuerungsschicht und der Leitungsschicht nach dem Netzwerk-Steuerungsausfall
zu verbreiten.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet ein Netzwerk-Schutzschaltungssystem
zur Schaffung und Entfernung von Netzwerk-Verbindungen, um Verbindungs-Zustände neu
zu schaffen, nachdem ein Ausfall in den Netzwerk-Pfaden zwischen
miteinander verbundenen Netzwerk-Elementen aufgetreten ist. Die
Netzwerk-Pfade sind traditionell in Steuerungsschichten und Leitungsschichten
des Netzwerkes organisiert. Das Schutzschaltungssystem kann den
Verbindungs-Zustand der gesamten Pfade des Netzwerkes in einer Resynchronisations-Tabelle speichern,
die mit der eingangsseitigen Steuereinrichtung des Netzwerkes in
einer lokalisierten oder verteilten Weise gekoppelt ist. Nach dem
Ausfall eines Steuer-Elementes werden Netzwerk-Signalisierungsmechanismen
verwendet, um die Verbindungs-Zustände von
einer örtlichen
Stelle aus neu zu belegen, wie zum Beispiel von einer Steuereinrichtung
an dem Eingangsende der Verbindung aus, und sie werden zur erneuten
Schaffung der ausgefallenen Pfade und zur Übertragung der entsprechenden Verbindungs-Zustands-Information
zurück
an alle die Steuer-Elemente
entlang dieser Pfade verwendet. Weiterhin empfängt, wenn ein Ausfall in den
Steuerungs-Netzwerk-Pfaden auftritt, die entsprechenden Daten-Netzwerk-Pfade jedoch weiter
arbeiten, die eingangsseitige Steuereinrichtung eine Anzeige, dass
ein Steuerungspfad-Ausfall im Gegensatz zu einem Datenpfad-Ausfall
aufgetreten ist. Entsprechend fragt nach dem Feststellen des Datenpfad-Ausfalls jede
der betroffenen Steuereinrichtungen die exakten Verbindungs-Zustände aller
ihrer Verbindungen in ihren entsprechenden Netzwerk-Elementen ab
und versucht, sie wiederherzustellen, wobei der aktuelle Datenpfad
verwendet wird, der aus ihren gespeicherten Datenpfad-Verbindungs-Zuständen ermittelt
wird, die sich in der Resynchronisations-Tabelle befinden. Das erfindungsgemäße Schutzschaltungssystem kann
in dem Fall eines mehrfachen Steuereinrichtungs-Ausfalls verwendet
werden, wenn die Steuereinrichtungen nachfolgend erneut hoch gefahren werden.
In diesem Fall überträgt das Netzwerk
den Daten-Verkehr weiterhin entlang des aktiven Datenpfades. Wenn
die Steuereinrichtungen neu gestartet werden, lernen die Steuereinrichtungen
alle ihre Verbindungszustände
durch eine Einstellmitteilung neu, die durch die gesammelten Verbindungszustands-Daten
belegt wird, die in der Resynchronisations-Tabelle enthalten sind.
Diese Aufbau-Mitteilung liefert den zugehörigen Steuereinrichtungen die
Verbindungszustands-Information, die zur Fortsetzung der Verwaltung
der Leitungsschicht-Pfade verwendet wird, die bereits auf ihren
jeweiligen Durchschalteverbindungen arbeiten, so dass sie in der
Lage sind, neue Verbindungen in der erforderlichen Weise zu verwalten.
Das Schutzschaltungssystem sieht weiterhin ein erneutes Hochfahren
im Fall von Ausfällen von
Netzwerk-Pfaden in der Leitungsschicht vor, die aufgetreten sind,
während
Teile der Steuerungsschicht ausgefallen waren. Entsprechend wird
eine Re- oder Neusynchronisation in dieser Doppel-Ausfall-Umgebung
durch die Verwendung der Mitteilung ermöglicht, die mit Verbindungszustands-Daten
belegt ist, die in der Resynchronisations-Tabelle gespeichert sind,
und auf die die eingangsseitige Steuereinrichtung zugreifen und
sie entlang der entsprechenden Netzwerk-Pfade verbreitet kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und andere Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung weiter ersichtlich, in der lediglich als Beispiel auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
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1 ein
Diagramm eines globalen Netzwerkes ist;
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2 ein
Diagramm eines lokalen Netzwerkes nach 1 ist;
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3 ein
Ausfall-Schutzschaltungssystem nach 2 zeigt;
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4 ein
Betriebs-Ablaufdiagramm des System-Aufbaus nach 3 ist;
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5a einen
Tandem-Steuerungseinrichtungs-Ausfall für das Netzwerk nach 3 zeigt;
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5b weitere
Ausfall-Einzelheiten nach 5a zeigt;
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6 einen
gleichzeitigen Steuerungs- und Datenpfad-Ausfall für das Netzwerk
nach 3 zeigt; und
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7 ein
Betriebs-Ablaufdiagramm der Ausfall-Betriebsart für das Netzwerk
nach 6 ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß 1 enthält ein globales
Telekommunikations-Netzwerk 10 eine Serie von Teil-Netzwerken
An, Bn, Cn, Dn, En, die durch Massendaten-Übertragungsmedien 12 miteinander
verbunden sind. Diese Medien 12 können beispielsweise ohne Beschränkung aus
Lichtleitfaser-Leitungen, drahtlosen Strecken und Kupferleitungen
bestehen, die insgesamt als das Backbone-Netzwerk bezeichnet werden.
Jedes Teil-Netzwerk An, Bn, Cn, Dn, En enthält eine Vielzahl von Netzwerkelementen,
die miteinander über
Leitungen 16 verbunden sind, die ebenfalls insgesamt als
eine Steuerungsschicht 15 und eine Leitungsschicht 17 bezeichnet
sind (siehe 2). Diese Leitungen 16 können aus
Lichtleitfaser-Kabeln,
DSL- (Digitale Teilnehmer Leitungs-) Kabeln und drahtlosen Medien
bestehen, wobei jede Leitung 16 in der Lage ist, eine Übertragung
mehrfacher Wellenlängen
oder Signale 18 bereitzustellen, wie dies für das Telekommunikations-Netzwerk 10 erforderlich
ist. Die Übertragungs-Struktur
des Telekommunikations-Netzwerkes 10 kann durch eine Vielzahl
von unterschiedlichen Trägem
verwendet werden, wie zum Beispiel ILECs, CLECs, ISPs und anderen
großen
Unternehmen, um eine unterschiedliche Mischung von Datenpaketen 20 in
verschiedenen Formaten zu überwachen
und zu senden. Diese Formate können
Sprache-, Video- und Daten-Inhalt einschließen, der über die einzelnen SONET-, SDH-, IP-,
WDN-, ATM- und Ethernet-Netzwerke übertragen wird, die dem Telekommunikations-Netzwerk 10 zugeordnet
sind.
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Gemäß 2 schließt das Teil-Netzwerk
En alle die Netzwerkelemente 14 ein, die über eine
Serie von Leitungen 16 miteinander verbunden sind, die
als ein Daten-Pfad 34 bezeichnet
werden, und die zusammen die Leitungsschicht 17 bilden.
Die Leitungsschicht 17 kann durch ein zentrales computerisiertes Verwaltungssystem 22 überwacht
werden, das beispielsweise eine Vielzahl von Verbindungs-Anforderungen 24 koordiniert,
die von mit dem Teil-Netzwerk En verbundenen Klienten 26 empfangen
werden. Die Klienten 26 oder andere Peripherie-Geräte können ohne
Einschränkung
beispielsweise Knotenpunkte, Mietleitungen, IP, ATM, TDM, PBX und
Frame Relay PVC einschließen.
Mit jedem Netzwerkelement 14 ist eine Steuereinrichtung 28 gekoppelt,
die die Verbindungs- und Daten-Anforderungen 30 an
jedes ihrer entsprechenden Netzwerkelemente 14 koordiniert. Die
Zuordnung von Steuereinrichtungen 28 wird weiterhin als
die Steuerungsschicht 15 bezeichnet, die ein vollständiges Bild
der Zwischenverbindungen ihrer entsprechenden Netzwerkelemente 14 hat,
weil sie durch eine Serie von Leitungen 16 verbunden ist, die
als ein Steuerungs-Pfad 32 bezeichnet wird. Der Steuerungs-Pfad 32 kann
Datenverwaltungs- und andere Netzwerk-Zustands-Informationen 36 von dem
Verwaltungssystem 22 empfangen.
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Das
Verwaltungssystem 22 kann einen Prozessor 25 einschließen, der
mit einer Anzeige 27 und Benutzer-Eingabe-Einrichtungen 23 gekoppelt
ist, wie zum Beispiel einer Tastatur, einer Maus oder anderen geeigneten
Geräten.
Wenn die Anzeige 27 ein Sensor-Bildschirm ist, so kann
die Anzeige 27 selbst als Benutzer-Eingabe-Gerät 23 verwendet
werden. Ein Computer-lesbares Speichermedium 21 ist mit dem
Prozessor 25 gekoppelt, um Befehle an den Prozessor 25 zu
liefern, damit dieser Befehle an verschiedene Steuereinrichtungen 28 und
entsprechende Netzwerkelemente 14 liefert, um Schritte
oder Algorithmen auszuführen,
die sich auf den Betrieb eines Schutzschaltungs-Mechanismus 31 (siehe 3)
beziehen, der in dem Teil-Netzwerk En implementiert ist, wenn ein
Netzwerk-Ausfall auftritt, wie dies weiter unten angegeben ist.
Das Computer-lesbare Medium 21 kann Hardware und/oder Software einschließen, wie
lediglich als Beispiel Magnetplatten, Magnetbänder, optisch lesbare Medien,
wie zum Beispiel CD-ROMs, oder einen Halbleiter-Speicher, wie zum
Beispiel PCMCIA-Karten. In jedem Fall kann das Computer-lesbare
Medium 21 die Form eines ortsbeweglichen Teils annehmen,
wie zum Beispiel einer kleinen Disk, einer Floppy-Diskette, einer
Kassette, oder es kann die Form eines relativ großen und ortsunbeweglichen
Teils haben, wie zum Beispiel eines Festplatten-Laufwerkes, einer
Festkörper-Speicherkarte
oder eines RAMs, der in dem Verwaltungssystem 22 vorgesehen
ist. Es sei bemerkt, dass die vorstehend aufgeführten Beispiele von Computer-lesbaren
Medien 21 entweder allein oder in Kombination verwendet
werden könne.
Entsprechend kann der Schutzschaltungs-Mechanismus 31 auf dem
Teil-Netzwerk En im Hinblick auf die Koordination der Aufrechterhaltung
einer Synchronisation zwischen den Daten-Pfaden 34 und den Steuerungs-Pfaden 32 im
Fall von Netzwerk-Ausfällen
in den Leitungsschichten 17 beziehungsweise den Steuerungsschichten 15 implementiert
werden.
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In 3 ist
eine vereinfachte Version der Steuerungsschicht 15 und
der Leitungsschicht 17 lediglich aus Gründen der Klarheit angegeben.
Das Teil-Netzwerk En besteht aus vier Paaren von Steuereinrichtungen 28,
die einzeln als C-1, C-2, C-3, C-4 (und insgesamt als Cn) bezeichnet
sind, und Netzwerkelementen 14, die einzeln als DX-1, DX-2,
DX-3, DX-4 (und insgesamt als DXn) bezeichnet sind. Die Steuerungsschicht 15 enthält einige
der allgemeinen Zustands-Informationen 36 (siehe 2),
die von dem Verwaltungs-System 22 empfangen und auf die Steuereinrichtungen
Cn verteilt werden. Die Steuereinrichtungen Cn haben eine Teilmenge
der örtlichen Zustands-Information 44,
die aus der allgemeinen Zustands-Information 36 gewonnen
wird und dem Datenpfad 34 zugeordnet ist, sowie zusätzliche
Ende-zu-Ende-Information, die in der Leitungsschicht 17 nicht
vorliegt. Beispielsweise haben C-1 und C-2 logische Kanal-Nummern 45 zu
ihrem gemeinsamen Steuerungs-Pfad 32 zugeordnet, und sie
haben den Steuerungs-Pfad 32 auf
der Grundlage dieser logischen Kanal-Nummern 45 für den Zweck
einer Ende-zu-Ende-Signalisierung geschaffen. Weiterhin ist zusätzliche
Zustands-Information
von der allgemeinen Zustands-Informationen 36 von C-1 und
C4 gespeichert, um die Endpunkte der Verbindungen 32 darzustellen.
Diese Endpunkte bestehen aus einer Anzahl von Prozess-Objekten 48 mit
ihren jeweiligen Daten, die von oben nach unten beispielsweise,
jedoch ohne Beschränkung
hierauf, Punkt-Information, Anruf-Steuerung-Information, Virtuelle-Verbindungs-Information,
Netzwerk-Verbindungs-Information und Anwendungs-Verbindungs-Information einschließen können.
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Die örtliche
Zustands-Information 44 der allgemeinen Zustands-Information 36,
die in der Leitungs-Schicht 17 vorliegt, kann beispielsweise
gemäß 3 ein
STS-1-Signal einschließen, das
an DX-1 an dem logischen Port 7, Zeitschlitz 33 ankommt, was als
7[33] gezeigt ist. Die Durchschalte-Einrichtung DX-1 verbindet das
Signal mit dem logischen Port 9, Zeitschlitz 6, was als 9[6] dargestellt ist.
Die Durchschalte-Information 7[33] × 9[6] stellt den Zustand dar,
den sich die Durchschalte-Verbindung DX-1 merken muss, um die Verbindung
aktiv zu halten. Wenn das Signal an der Durchschalte-Einrichtung
DX-2 ankommt, kommt es an dem logischen Port 4, Zeitschlitz 6 an,
was als 4[6] gezeigt ist. Es sei bemerkt, dass die logischen Port-Nummern
für das gleiche
Lichtleitfaser-Paar zwischen benachbarten Durchschalte-Einrichtungen
DXns unterschiedlich sein können,
beispielsweise ist 9[6] das Gleiche wie 4[6] zwischen den Durchschalte-Einrichtungen DX-1 und
DX-2. Die Durchschalte-Einrichtungen DXn der Leitungsschicht 17 enthalten
weiterhin Vermittlungsstrukturen 38 und entsprechende Steuereinheiten 40 zum
Koordinieren von Verkehrs-Daten, die vom Port 41 zu Port 41 verlaufen,
wie dies in der Technik bekannt ist. Entsprechend ist die Vermittlungsstruktur 38 jeder
Durchschalte-Einrichtung DXn mit der entsprechenden Vielzahl von
Ports 41 verbunden. Die Vermittlungsstruktur 38 koppelt
die Ports 41 weiterhin derart, dass die Datenpakete 20 (siehe 1),
die an einem der Ports 41 empfangen werden, an einen anderen
der Ports 41 abgegeben werden. Die Steuer-Einheit 40 der
Durchschalte-Einrichtung DXn ist mit der Vermittlungsstruktur 38 verbunden
und überwacht
die benachbarten Leitungen 16 des Daten-Pfades 14 für eine Ausfall-Detektion.
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Das
Schutzschaltungssystem 31 schließt die Speicherung ausgewählter Teile
der örtlichen
Zustands-Information in einer Netzwerk-Pfad-Zustand- oder Neusynchronisations-Tabelle 46 ein,
die mit der eingangsseitigen Steuer-Einrichtung C-1 des Steuerungs-Pfades 32 gekoppelt
oder auf andere Weise mit dieser in Schnittstellenverbindung steht.
Die Schnittstelle kann eine Serie von Zeigern auf die örtliche
Zustands-Information 44 einschließen, die in den Neusynchronisations-Tabellen 46 gespeichert ist,
oder andere Hardware/Software-Mitteilungsübermittlungs-Elemente,
die einen Zugriff der eingangsseitigen Steuer-Einrichtungen C-1 auf die gespeicherte örtliche
Zustands-Information 44 ergeben. Entsprechend wird während des
anfänglichen
Aufbaus und der Abfage-Mitteilungsübermittlung
zur Konstruktion des Daten-Pfades 34, wie zum Beispiel des
7[33]-72[43]-Pfades nach 3 die exakte Folge von logischen
Ports und Zeitschlitzen abgefragt und akkumuliert, um die Re-oder
Neusynchronisations-Tabelle 46 zu
erzeugen. Als Teil des normalen Aufbaus des Netzwerk-Daten-Pfades 34 wird
die örtliche
Verbindungs-Zustands-Information 44 für alle Hops (Sprungabschnitte)
abgefragt, und dann kann die gewonnene lokale Zustands-Information 44 zurück übertragen
werden, um die Neusynchronisations-Tabelle 46 zu belegen.
Dies kann durch Modifizieren der Netzwerk-Erfassungs-Mitteilung
erreicht werden, die in dem Telekommunikations-Netzwerk 10 verwendet
wird, so dass die Mitteilung die erforderliche Information in der
rückwärtslaufenden
Mitteilungsrichtung gewinnen kann, während diese von der Durchschalte-Einrichtung DX-4
zu der eingangsseitigen Durchschalte-Einrichtung DX-1 zurückkehrt,
wodurch der Aufbau des Daten-Pfades 34 abgeschlossen wird.
Entsprechend kann die Neusynchronisations-Tabelle 46 beispielsweise
durch CON/1={7[33],9[6],3[7],6[4],72[43]} für den Daten-Pfad 34 nach 3 dargestellt
werden. Es ist zu erkennen, dass der vorstehende Aufbau- und Abfrage-Algorithmus selektiv
auf einer Grundlage pro Verbindung aktiviert werden kann, wie dies
bei der Konfiguration und Wartung des Telekommunikations-Netzwerkes 10 erwünscht ist.
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Sobald
die örtliche
Zustands-Information 44 für die Neusynchronisations-Tabelle 46 zurück an der eingangsseitigen
Durchschalte-Einrichtung DX-1 ankommt, wird diese Neusynchronisations-Tabelle 46 dann örtlich an
der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 gespeichert, und sie
kann weiterhin an einer Anzahl von Orten gespiegelt werden, wie
zum Beispiel, jedoch ohne Beschränkung
hierauf, an der eingangsseitigen Durchschalte-Einrichtung DX-1 als Reserve
für den
Fall, dass die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 ausfällt. Diese
Speicherung kann durch Journalisieren der Inhalte der Neusynchronisations-Tabelle 46 erreicht
werden, wo sie durch die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 nach
einem Ausfall zurückgewonnen
werden kann, wobei sie beispielsweise auf einer Festplatte, einem
nichtflüchtigen
RAM oder auf eigenen Datenelementen gespeichert werden kann. Es
sei bemerkt, dass die Neusynchronisations-Tabelle 46, die
auf der Durchschalte-Einrichtung DX-1 gespeichert ist, unabhängig von der
Durchschalte-Information
sein kann (das heißt 4[6]×3[7],2[7]×6[4],8[4]×72[43]),
dass jedoch die Durchschalte-Information auch genauso in der Neusynchronisations-Tabelle 46 gespeichert
werden könnte,
wenn dies gewünscht
ist. Es ist jedoch zu erkennen, dass ein Löschen der Durchschalte-Information
derart, das die Neusynchronisations-Tabelle 46 lediglich
die örtliche
Zustands-Information 44 enthält, dazu beitragen kann, dass
die Neusynchronisations-Tabelle 46 von dem Vorgang des
Programmierens einerseits und dem Vorgang des Speicherns andererseits
unabhängig
wird, wodurch sich eine größere Netzwerk-Flexibilität ergibt.
Weiterhin ist zu erkennen, dass die Neusynchronisations-Tabelle 46 vorzugsweise
so zugänglich
ist, das ein Lesen/Schreiben/Löschen
insgesamt oder von Teilen hiervon in der erforderlichen Weise möglich ist,
während
sich das Netzwerk En dynamisch hinsichtlich der Verbindungsarchitektur ändert.
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Gemäß den 3 und 4 und
für den
Betrieb des Schutz-Schaltungssystems 31 empfangen die Steuereinrichtungen 28 die
Verbindungs- und Datenverkehrs-Verbindungsanordnungen 24,
die von dem Klienten 26 eingeleitet werden, im Schritt 100. Die
eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 stellt dann die gewünschte Ende-zu-Ende-Verbindungsanforderung
7[33]-72[43] fest und sendet die anfängliche Aufbau-Mitteilung im
Schritt 102 entlang des ausgewählten Steuer-Pfades, unter Einschluss
der zugehörigen
Tandem- oder Durchgangs-Steuereinrichtungen
C-2, C-3 und der Steuereinrichtung C-4. Entsprechend fordern die
Steuereinrichtungen Cn bei 30 ihre jeweiligen Durchschalte-Einrichtungen
DXn auf, die Vermittlungs-Struktur 38 jeder Durchschalte-Einrichtung
DXn im Schritt 104 zu konfigurieren, und die exakte Folge
der logischen Ports und Zeitschlitze wird bei 106 abgefragt
und als rückwärtslaufende
Mitteilung zurück
an die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 gesandt. Die örtliche
Zustands-Information 44 wird zum Belegen, bei 108,
der Neusynchronisations-Tabelle 46 im Schritt 110 verwendet,
die dann für die
eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 zugänglich sind. Vorzugsweise wird
eine Reservekopie der Neusynchronisations-Tabelle 46 an
einem Hilfsstandort gespiegelt, wie zum Beispiel an der entsprechenden
Durchschalte-Einrichtung DX-1 jedoch ohne Beschränkung hierauf. In einer nachfolgenden Operation
des Teil-Netzwerkes En kann die örtliche Zustands-Information 44 der
Neusynchronisations-Tabelle 46 bei 112 im Fall
einer dynamischen Verbindungs-Zustands-Modifikation in dem Teil-Netzwerk
En modifiziert werden, wie zum Beispiel bei der Schaffung oder Entfernung
von Verbindungen zwischen Ports 41 in dem Datenkanal 34,
jedoch ohne Beschränkung
hierauf. Anderenfalls werden die angeforderten Datenpakete 20 über den
Datenkanal 34 bei Fehlen von Netzwerk-Ausfällen übertragen.
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Typischerweise
gibt es zwei Arten von Ausfällen,
die in den Teil-Netzwerk En auftreten können, wie zum Beispiel Leitungs-Ausfälle und
Modul-Ausfälle.
Die grundlegende Teil-Netzwerk-Struktur En besteht aus verschiedenen
Verbindungsstrecken, die sich zwischen entsprechenden Sendern und
Empfängern
der Durchschalte-Einrichtungen DXn befinden, die ebenfalls als Netzwerk-Elemente 14 bezeichnet
werden können.
Entsprechend kann ein Leitungs-Ausfall einen Schaden an der Lichtleitfaser 18 und
optischen Komponenten, wie zum Beispiel die Fehlfunktion von Verstärkungs-Ausrüstungen
einschließen,
die sich entlang eines optischen Daten-Pfades 34 befinden.
Im Gegensatz hierzu kann ein Modul-Ausfall eine betriebsunfähige Sende-
oder Empfangs-Ausrüstung
einschließen,
wie zum Beispiel einen ausgefallenen Laserdioden-Sender oder ein
ausgefallenes Steuerungsmodul. Es sie bemerkt, das sowohl Leitungs-Ausfälle als
auch Modul-Ausfälle die
logische und/oder physikalische Zwischenverbindung zwischen zwei
Netzwerk-Elementen 14 unbrauchbar machen können. Vorzugsweise
hat das Schutzschaltungssystem 31 die Fähigkeit, zwischen Ausfällen des
Steuerungs-Pfades 32 und
des Daten-Pfades 34 zu unterscheiden, wobei Ausfälle des Steuerungs-Pfades 32 nicht
die örtliche
Zustands-Information 44 unterbrechen, jedoch die physikalischen
Verbindungen, die durch die örtliche
Zustands-Information 44 dargestellt
ist, als inhaberlos zurücklassen.
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In
den 5a und 5b ist
ein reiner Durchgangseinrichtungs-Ausfall 48 gezeigt, der
beispielsweise dadurch hervorgerufen werden könnte, das an der Steuereinrichtung
C-3 ein kurzer Ausfall aufgrund des Aussteckens und Einsteckens
neuer Hardware auftritt. Gemäß den 5a, 5b werden
Steuer-Mitteilungen
Sn in der Steuerungsschicht 15 unter Verwendung von Daten-Anforderungen 30 und
des Steuerungs-Pfades 32 ausgesandt, um das Ausfall-Schutzschaltungssystem 31 zu
implementieren. Zunächst
stellen die Steuer-Mitteilungen
S-1 und S-2 die Ausfälle
der Signalisierungs-Verbindungsstrecken zwischen den Steuereinrichtungen
C-2 und C-4 bei einer ausgefallenen Steuereinrichtung C-3 fest,
mit einem Grund, der als „Signalisierungs-Ausfall" bezeichnet wird.
An jedem Punkt entlang des Weges werden die logischen Ports/Zeitschlitze,
die durch die örtliche
Zustands-Information 44 dargestellt werden, die von dem
Pfad-Daten 34 verwendet wird, als „ohne Inhaber" markiert, weil die
tatsächliche
Steuerungs-Verbindung, die durch den Daten-Pfad 34 dargestellt
ist, zusammengebrochen ist. Daher empfängt die eingangsseitige Steuereinrichtung
C-1 die Abbau-Steuer-Mitteilung S-1 und stellt fest, dass sich der
Grund aus einem Signalisierungs-Ausfall ergibt. Es sei bemerkt,
das die Steuereinrichtung C-4 nicht die Wiederherstellungs-Steuer-Mitteilung
S-5 empfängt,
weil die Steuereinrichtung C-3 empfangene Steuer-Mitteilungen Sn
nicht weiterleiten kann. Die örtliche
Zustands-Information 44 wird über die Rückgewinnungs- Steuer-Mitteilung S-4
an die Steuereinrichtung C-1 übertragen
und in der Steuerungs-Mitteilung S-5 angeordnet, die zum Senden
der örtlichen
Zustands-Information 44 als Pfad
={7[33],9[6],3[7],6[4],72[43]} unter Verwendung der gewonnenen Folge
von logischen Ports und Zeitschlitzen von der Neusynchronisations-Tabelle 46 entlang
des Steuerungs-Pfades 32 verwendet wird. Als Folge befragt
die Steuereinrichtung C-1 die Neusynchronisations-Tabelle 46 über die
Steuerungs-Mitteilung S-3 für
die örtliche
Zustands-Information 44, die diesen ausgefallenen Daten-Pfad 34 dargestellt
hat. Entsprechend kommt zu irgendeinem Zeitpunkt die Steuereinrichtung
C-3 wieder in den Betriebszustand, und die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung
S-5 wird über
die End-Steuereinrichtung C-4 übertragen,
wobei an diesem Punkt die logischen Ports und Zeitschlitze, die
durch die örtliche
Zustands-Information 44 auf C-1, C-2, C-3 und C-4 dargestellt
sind, wieder hergestellt und von dem Zustand ohne Inhaber auf den
Zustand mit Inhaber bewegt werden. Es ist weiterhin zu erkennen,
dass die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 bei Empfang der Abbau-Mitteilung
S-1 aufgrund des Signalisierungs-Ausfalls dazu übergeht, durch die Steuerungs-Mitteilung
S-3 die Durchschalte-Einrichtung DX-1 nach der örtlichen Zustands-Information 44 zu befragen,
die in der Neusynchronisations-Tabelle 46 enthalten ist.
Die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 kann jedoch auch eine
gespiegelte Kopie der Neusynchronisations-Tabelle 46 führen, um
den CCI-Zusatzaufwand derartiger Abfragen durch die Steuer-Mitteilung
S-3 zu vermeiden. Es sei bemerkt, dass eine andere Steuereinrichtung
Cn oder Durchschalte-Einrichtung DXn die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5 initiieren
kann, wenn dies erwünscht
ist.
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Hinsichtlich
der Betriebsweise der Durchgangs-Steuereinrichtung C-3 bei einem
Ausfall 48 wird auf die 5b Bezug
genommen. Entsprechend kennt, wenn die Tandem-Steuereinrichtung C-3
erneut gestartet wurde, sie nicht die gesamte örtliche Zustands-Information 44 bezüglich des
derzeit keinen Inhaber aufweisenden Zustandes 2[7]×6[4]. Als
Ergebnis befragt nach dem neu Starten die Tandem-Steuereinrichtung
C-3 zunächst
die logischen Ports zu dem entsprechenden Steuerungs-Pfad 32 und
ordnet diese zu. Dann erfragt die Tandem-Steuereinrichtung C-3 mit
Hilfe der Steuerungs-Mitteilung S-6 die Zustands-Verbindungen, die
sich derzeit auf seiner entsprechenden Durchschalte-Einrichtung DX-3
befinden und speichert dann die örtliche
Zustands-Information 44, die durch 2[7]×6[4] dargestellt ist, unter
Verwendung der Steuerungs-Mitteilung S-7.
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Wenn
nachfolgend die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5 die neu gestartete
Tandem-Steuereinrichtung C-3 erreicht, stellt die Steuereinrichtung
C-3 fest, dass sie nunmehr die Inhaberschaft des keinen Inhaber
aufweisenden Zustandes von 2[7]×6[4]
beanspruchen sollte, wodurch die Steuerung des vollständigen Daten-Pfades 34 wieder
hergestellt wird. Vorzugsweise geben in Fällen, in denen neu gestartete
Steuereinrichtungen Cn die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5 nach
dem neu Starten nicht empfangen, diese Steuereinrichtungen Cn vollständig ihre
Verbindungs-Zustände
ohne Inhaberschaft, die in der örtlichen
Zustands-Information 44 enthalten
sind, in einer vorgegebenen Anzahl von Minuten auf, beispielsweise
ohne Beschränkung
hierauf innerhalb von 10 Minuten. Dies tritt auch dann ein, wenn
der Zustand ohne Inhaberschaft, der durch die örtliche Zustands-Information 44 dargestellt
ist, nicht von dem expliziten logischen Port/Zeit-Schlitz erneut
beansprucht wird, der entsprechend der Steuerungs-Mitteilung S-5
aufgebaut wird. Es sei bemerkt, das die End-Steuerungs-Einrichtung
C-4 außerdem
die Steuerungs-Mitteilung S-5 empfängt, wenn die Tandem-Steuerungs-Einrichtung
C-3 neu gestartet wird und eine Wiederbeanspruchung des Verbindungs-Zustandes
der örtlichen
Zustands-Information 44 beansprucht, die sich auf der Durchschalte-Einrichtung DX-4
befindet.
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Im
Fall eines auf der eingangsseitigen Steuereinrichtung C1 auftretenden
Ausfalls 48 wird eine Abbau-Steuer-Mitteilung S-1 von der
Tandem-Steuereinrichtung C-1 an die End-Steuereinrichtung C-4 weitergeleitet,
was den Ausfall 48 anzeigt. Entsprechend bricht der Daten-Steuer-Pfad 34 zusammen, und
die durch die örtliche
Zustands-Information 44 dargestellten Verbindungen werden
für die
Durchschalte-Einrichtungen DX-2, DX-3 und DX-4 ohne Inhaberschaft.
Im vorliegenden Fall muss die eingangsseitige Steuereinrichtung
C-1 dann sowohl ihre Neusynchronisations-Tabelle 46 als
auch die inhaberlose örtliche
Zustands-Information 44 und
eine örtliche
Kopie der Neusynchronisations-Tabelle 46 neu anfordern,
bevor sie ihre provisorischen Verbindungen entsprechend der örtlichen
Zustands-Information 44 wieder aufbaut. Es ist zu erkennen,
dass wenn die provisorischen Verbindungen aufgebaut werden, eine
Prüfung
durchgeführt
wird, ob es einen laufenden Datenbank-Eintrag mit einem Pfad für diese
Verbindung in der örtlichen
Zustands-Information 44 gibt, die in der Neusynchronisations-Tabelle 46 aufgebaut
ist. Entsprechend wird, wenn ein Eintrag existiert, dieser verwendet.
An dieser Stufe werden die Steuer-Mitteilungen S-3 und S-4 dazu
verwendet, eine Aufbau-Pfad-Steuerungs-Mitteilung S-5 entlang des
Steuerungs-Pfades 32 zu erzeugen. In diesem Fall übernimmt
die Steuereinrichtung C-1 zunächst die
Inhaberschaft ihrer inhaberlosen Verbindungen, und dann beanspruchen
die Steuereinrichtungen C-2, C-3 und C-4 erneut ihre entsprechenden
Verbindungen auf den Durchschalte-Einrichtungen DX-2, DX-3 bzw.
DX-4 unter Verwendung der Steuerungs-Mitteilungen S-6 und S-7. Es
ist weiterhin zu erkennen, dass das Zeitablauf-Protokoll ebenfalls verwendet
werden könnte,
wenn der Ausfall 48 an der eingangsseitigen Steuereinrichtung
C-1 auftritt.
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In 6 ist
ein gleichzeitiger Ausfall eines Daten-Pfades 34 und eines
Steuerungs-Pfades 32 gezeigt. Entsprechend leiten die Tandem-Steuereinrichtungen
C-2 und C-3 Abbau-Steuerungs-Mitteilungen S-1 und S-2 ein, wodurch
die örtliche
Zustands-Information 44, die Verbindungen des Daten-Pfades 34 darstellt,
inhaberlos gemacht wird. Entsprechend werden die Steuerungs-Mitteilungen S-15
von den Durchschalte-Einrichtungen DX-2, DX-3 ebenfalls an ihre
entsprechenden Tandem-Steuereinrichtungen C-2, C-3 zur Benachrichtigung
an das Teil-Netzwerk En weitergeleitet. Als nächstes gewinnt die eingangsseitige
Steuereinrichtung C-1 die gespeicherte Neusynchronisations-Tabelle 46 zurück, wobei
die Steuerungs-Mitteilungen S-3, S-4 zum Rückgewinnen der Port- und Zeitschlitz-Information
zur Verwendung bei der Erzeugung der Aufbau-Pfad-Steuerungs-Mitteilung S-5 verwendet
werden, die beispielsweise die Information (7[33],9[6],3[7],6[4],72[43])
enthält.
Die Steuereinrichtung C-2 sendet jedoch nach dem Empfang der Aufbau-Steuerungs-Mitteilung
S-5 eine weitere Abbau-Steuerungs-Mitteilung
S-8, die der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 mitteilt, dass
der Steuerungs-Pfad 32 an der Ausfallstelle 50 unterbrochen ist.
Die Steuereinrichtung C-2 löscht
nachfolgend die örtliche
Zustands-Information 44 von ihrer entsprechenden Durchschalte-Einrichtung
DX-2 unter Verwendung der Steuerungs-Mitteilung S-9 und wartet auf
eine weitere örtliche
Pfad-Aufbau-Zustands-Information 44,
die von der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 gesandt wird.
Entsprechend löscht
die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 auch ihre örtliche
Zustands-Information 44 unter Verwendung der Steuerungs-Mitteilung
S-10 und löscht
weiterhin die entsprechende Neusynchronisations-Tabelle 46,
die die überholte
exakte Serie von Port- und Zeitschlitz-Information für den ausgefallenen
Steuerungs-Pfad 32 enthält,
wobei die Steuerungs-Mitteilung S-11 verwendet wird. Nachfolgend
gewinnt die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 eine alternative örtliche
Zustands-Information 44 aus der Neusynchronisations-Tabelle 46 und
verbreitet diese entlang alternativer Steuer- und Daten-Pfade 32, 34 für die Wiederherstellung
der erforderlichen Netzwerk-Verbindung unter Verwendung einer Aufbau-Neuwahl-Pfadsteuerungs-Mitteilung
S-12. Es sei bemerkt, dass in dem Fall, das der Ausfall 50 nicht
repariert wird, die Steuereinrichtungen C-3 und C-4 weiterhin unabhängig mit
inhaberlosen Verbindungen arbeiten, bis ein Zeitablauf nach einer
vorgegebenen Zeitperiode eintritt, worauf die Steuereinrichtungen
C-3 und C-4 jeweilige Steuerungs-Mitteilungen
S-13 und S-14 senden, um ihre inhaberlose örtliche Zustands-Information 44 zu
löschen,
die sich auf den Durchschalte-Einrichtungen DX-3 bzw. DX-4 befindet.
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Die
in den 6 und 7 gezeigte Betriebsweise der
Ausfall-Betriebsart des Schutzumschaltsystems 31 und des
zugehörigen
Teil-Netzwerkes En wird nachfolgend beschrieben. Nachdem die Neusynchronisations-Tabelle 46 aufgebaut
wurde, arbeitet das Teil-Netzwerk En weiterhin, wie dies bei 116 gezeigt
ist, bis der Ausfall 48, 50, 52 im Schritt 118 festgestellt
wird. Die funktionierenden Steuereinrichtungen Cn empfangen die
Ausfall-Steuerungs-Mitteilungen S-1, S-2 und der entsprechende Daten-Pfad 32 wird
abgeschaltet wodurch die in den Durchschalte-Einrichtungen DXn befindliche
Verbindung inhaberlos gemacht wird. Die eingangsseitige Steuereinrichtung
C-1 oder ein Ersatz hierfür,
falls erforderlich, führt
dann einen Zugriff auf die Information der Neusynchronisations-Tabelle 46 im
Schritt 122 aus und erzeugt bei 124 das Aufbau-Pfad-Signal
S-5 entlang des Steuerungs-Pfades 32, das zu der End-Steuereinrichtung
C-4 weitergeleitet wird, sobald alle die Steuereinrichtungen Cn
erneut gestartet wurden. In dem Fall, in dem die eingangsseitige Steuereinrichtung
C-1 nicht verfügbar
ist (bei 126), wird die eingangsseitige Steuereinrichtung 127 neu gestartet,
und eine gespeicherte Kopie der Neusynchronisations-Tabelle 46 wird
bei 128 vor der Erzeugung der Steuerungs-Mitteilung S-5
zurückgewonnen.
In dem Fall, dass der Ausfall im Schritt 130 beseitigt
werden kann, warten die Steuereinrichtungen Cn darauf, dass sie
bei 148 neu gestartet werden, bevor sie sich mit ihrem
entsprechenden Durchschalte-Einrichtungen
DXn neu synchronisieren, indem sie die inhaberlosen Zustände bei 146 erneut
beanspruchen, wie sie durch die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5
identifiziert werden. Entsprechend wird das Teil-Netzwerk En neu
synchronisiert und kehrt zur normalen Betriebsart bei 116 zurück.
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Wenn
jedoch ein nicht behebbarer Steuerungs-/Daten-Ausfall 50, 52 im
Schritt 130 festgestellt wird, werden die Daten der Neusynchronisations-Tabelle 46 im
Schritt 132 gelöscht,
und die Steuereinrichtung C-1 versucht, bei 134 einen alternativen
Daten-Pfad 34 mit einer Steuerungs-Mitteilung S-12 aufzubauen.
Wenn ein alternativer Daten-Pfad 34 bei 136 aufgebaut
wird, wird auch die neu aufgebaute Neusynchronisations-Tabelle 46 im
Schritt 138 belegt (wie dies in 4 beschrieben
wurde), und das Teil-Netzwerk En wird unter der Lenkung durch die Klienten-Anforderungen 24 und
die Daten-Pakete 20 betrieben. Wenn jedoch der alternative
Daten-Pfad 34 in dem Zeitablauf-Schritt 140 nicht
aufgebaut werden konnte, werden entweder erneute Versuche für die Steuerungs-Mitteilung
S-5 im Schritt 124 durchgeführt, oder ein Zeitablauf-Alarm
wird bei 144 für eine
Lösung
durch das Verwaltungssystem 22 ausgesandt.
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Das
Schutzschaltungssystem 31 der vorliegenden Erfindung ergibt
ein System und einen Prozess zur Verwendung von Mechanismen zum
Schalten und Entfernen von Netzwerk-Verbindungen, die als örtliche
Zustands-Information 44 in der Neusynchronisations-Tabelle 46 dargestellt
sind, um Verbindungs-Zustände
nach dem Auftreten des Fehlers 48, 50, 52 neu
zu schaffen. Dieses Schutzschaltungssystem 31 kann die
Neusynchronisations-Tabelle 46 des gesamten Daten-Pfades 34 des
Teil-Netzwerkes En von miteinander verbundenen Netzwerk-Elementen 14 an
der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 des Teil-Netzwerkes En speichern.
Nachdem der Steuerelement-Ausfall eingetreten ist, werden Signalisierungs-Steuer-Mitteilungen
Sn zur Belegung der örtlichen
Zustands-Information 44 von der Steuereinrichtung C-1 verwendet,
und sie werden zum Wiederaufbau des ausgefallenen Daten-Pfades 34 und
zur Übertragung
der entsprechenden örtlichen
Zustands-Information 44 zurück an alle die Steuerelemente
Cn entlang dieses Pfades 34 verwendet. Weiterhin empfängt, wenn
ein Ausfall in dem Steuerungs-Pfad 32 auftritt, der Daten-Pfad 34 jedoch
arbeitet, die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1 eine Anzeige
dafür,
dass es einen Steuerungs-Pfad-Ausfall 48, 50 im
Gegensatz zu einem Daten-Pfad 52 gab. Entsprechend fragt
nach dem Ausfall jede der Steuereinrichtungen Cn die exakten Zustände aller
ihrer Verbindungen in dem entsprechenden Durchschalte-Einrichtungen DXn
ab und versucht, sie wiederherzustellen, wobei der aktuelle Daten-Pfad
ihrer gespeicherten Daten-Pfad-Zustände in der Neusynchronisations- Tabelle 46 verwendet wird.
Das vorliegende Schutzumschaltsystem 31 kann im Fall von
mehrfachen Ausfällen
von Steuereinrichtungen Cn verwendet werden, die nachfolgend erneut
gestartet werden. In diesem Fall überträgt das Teil-Netzwerk En weiterhin
die Daten-Pakete 20, und wenn die Steuereinrichtungen Cn
neu gestartet werden, lernen die Steuereinrichtungen Cn erneut die
gesamte örtliche
Zustands-Information 44 über die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung
S-5, die mit der akkumulierten örtlichen
Zustands-Information 44 belegt wird, die in der Neusynchronisations-Tabelle 46 enthalten
ist. Diese Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5 liefert den zugehörigen Steuereinrichtungen
Cn die örtliche
Zustands-Information 44,
die zur Fortsetzung der Verwaltung der Daten-Pfade 34 verwendet wird,
die bereits auf ihren jeweiligen Durchschalte-Einrichtungen DXn
arbeiten, und die dazu verwendet werden, in der Lage zu sein, neue
Verbindungen in der erforderlichen Weise zu verwalten. Das Schutzschaltungssystem 31 ergibt
weiterhin ein erneutes Starten im Fall von Ausfällen in der Leitungs-Schicht 17,
die auftraten, während
Teile der Steuerungs-Schicht 15 ausgefallen waren. Entsprechend
wird die Neusynchronisation in dieser Doppel-Ausfall-Umgebung durch
die Verwendung der Steuerungs-Mitteilung S-5 ermöglicht, die mit der örtlichen
Zustands-Information 44 belegt
ist, die in der Neusynchronisations-Tabelle 46 gespeichert
ist, die mit der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 gekoppelt
ist.
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Zusätzlich kann
das Schutzschaltungssytem 31 auch geplante Abschaltungen
der Steuereinrichtungen Cn oder zugehöriger Signalisierungskarten für die Zwecke
einer Software-Aktualisierung oder größerer Konfigurationsänderungen
verwalten. Entsprechend kann der Steuerungsschicht-Ausfall 48 entweder
einem Betriebsausfall oder einem Ausfall zu Zwecken der Aktualisierung
zugeordnet sein. Es ist zu erkennen, dass die örtliche Zustands-Information 44 auch
in Teilen in Form von mehrfachen verteilten Neusynchronisations-Tabellen 46 gespeichert werden
kann. Entsprechend kann die eingangsseitige Steuereinrichtung C-1
einen Zugriff auf diese mehrfachen Ort der Neusynchronisations-Tabelle 46 ausführen, wodurch
ein vollständiges
Bild des verteilten Netzwerkes von örtlicher Zustands-Information 44 des
Daten-Pfades 34 gewonnen wird. Es sei weiterhin bemerkt,
dass die Neusynchronisations-Tabelle 46 eine logische und/oder
physikalische Einheit sein kann.
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In
dem Schutzschaltungssystem 31 wird das in den 4 und 7 angegebene
Schutzprotokoll befolgt, um die Neusynchronisation des Teil-Netzwerkes
En nach dem Auftreten des Ausfalls zu ermöglichen. Dieses Schutzprotokoll
enthält
die Steuerungs-Mitteilungen Sn der Fähigkeit, die exakte Folge von
logischen Ports und Zeitschlitzen, die den Daten-Pfad 34 bilden,
abzufragen und zu speichern, in Form der Neusynchronisations-Tabelle 46.
Das eingangsseitige Ende C-1 des Steuerungs-Pfades 32 kann
die gespeicherte örtliche
Zustands-Information 44 während des Aufbaus empfangen
und es kann sie sowohl an örtlichen
als auch an gespiegelten Orten speichern. Das Schutzschaltungssystem 31 weist weiterhin
die Fähigkeit
zur Unterscheidung zwischen Ausfällen
des Steuerungs-Pfades 32 und des Daten-Pfades 34 auf,
weil Ausfälle
des Steuerungs-Pfades 32 die Durchschalte-Verbindungsdaten,
die durch die örtliche
Zustands-Information 44 dargestellt ist, nicht löschen sondern
diese einfach „inhaberlos" zurücklassen.
Das Schutzschaltungssystem 31 weist weiterhin die Fähigkeit
zum Belegen der exakten Folge von logischen Ports und Zeitschlitzen auf,
die in der Definition des Teil-Netzwerkes
En implementiert sind, weil die Aufbau-Steuerungs-Mitteilung S-5,
die von der eingangsseitigen Steuereinrichtung C-1 initiiert wird,
die „inhaberlosen" Durchschalte-Verbindungen
erneut beansprucht, die in den jeweiligen Durchschalte-Einrichtungen
DXn enthalten sind. Das Schutzschaltungssystem 31 ermöglicht weiterhin
das Löschen
von „inhaberloser" örtlicher Zustands-Information 44 nach
dem Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode.
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Es
sei bemerkt, dass für
die Zwecke der Implementierung des Schutzschaltungssystems 31 der vorliegenden
Erfindung ein Netzwerk-Element 14 irgendeines der folgenden
Arten von Geräten
sein kann, jedoch ohne Beschränkung
hierauf: ein SONET-Durchschalte-Verbindungs- oder Hinzufügungs/Abzweigungs-Multiplexer
(das heißt
ein Bauteil, das einen Eingangs-Port/eine Lichtleitfaser/einen Zeitschlitz
annehmen kann und ihn auf einen Ausgang/Port/eine Lichtleitfaser,
eine Zeitschlitz umsetzen kann). Das Netzwerk-Element 14 kann
auch einen Zeitmultiplexer einschließen, der andere Mechanismen
als SONET verwendet, um Daten zeitlich zu multiplexieren, und der
in der Lage ist, einen Eingangs-Port/eine Lichtleitfaser, einen
Zeitschlitz zu einem Ausgangs-Port/Lichtleitfaser/Zeitschlitz
zu übertragen,
sowie einen Lambda-Schalter oder einen reinen photonischen Schaler,
der einen Port/Lichtleitfaser/Wellenlängen-Eingang empfangen und ihn auf einen
Ausgangs-Port/Lichtleitfaser/Zeitschlitz umsetzen kann. Weiterhin
ist zu erkennen, dass das Schutzschaltungssystem 31 irgendeinen
Schalter oder eine Vermittlung verwenden kann, die in der Lage ist,
Photonen entweder zu empfangen oder zu senden, mit oder ohne Verstärkung oder
Wellenlängen-Umwandlung,
und die eine Eingangs-Port-zu-Ausgangs-Port-Umsetzung unter Verwendung einer Wellenlängen-Umwandlung
entlang des Weges ausführen
kann (das heißt
MEMS-Vermittlungen, Bubble-Vermittlungen oder Abänderungen auf der Grundlage
von Wellenlängen-Filtertechniken).
Weiterhin kann das Schutzschaltungssystem 31 auch Schalter
verwenden, die statistisch durch die Einführung eines Kopffeldes arbeiten,
um ein Multiplexieren und Demultiplexieren von Daten-Paketen 20 zu
ermöglichen.
Derartige Schalter oder Vermittlungen 14 können Eingangs-Port/Kopffelder
verwenden und sie auf Ausgangs-Ports/Kopffelder umsetzen (das heißt ATM,
MPLS und Frame-Relay).
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte spezielle Ausführungsformen
beschrieben wurde, sind verschiedene Modifikationen hiervon für den Fachmann
erkennbar, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen,
wie er in den beigefügten
Ansprüchen
umrissen ist.