DE69212544T2

DE69212544T2 - Zwischeneinheit für Protokoll-Analysator

Info

Publication number: DE69212544T2
Application number: DE69212544T
Authority: DE
Inventors: Tim W Henry; Paul S Swanson
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: DE69212544D1; JPH05207092A; US5260970A; EP0522694B1; JP3354596B2; EP0522694A2; EP0522694A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Protokollanalysator-Bausteingruppen und insbesondere auf Protokollanalysator-Bausteingruppen für die ISDN-U-Schnittstelle (ISDN = Integrated Services Digital Network = Dienst-integriertes Digitalnetz)
Das Dienst-integrierte Digitalnetz (ISDN) weist eine Anzahl von zugangspunkten auf, von denen jeder unterschiedliche Signal- und Datenraten aufweist. Eine U-Schnittstelle ist einer dieser zugangspunkte. Die ISDN-U-Schnittstellennorm ist in einem Dokument mit dem Titel ANSI T1.601-1988 beschrieben, welches hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Die U-Schnittstelle ist zur Verwendung mit einem ISDN-Basisratenzugang gedacht. Der ISDN-Basisratenzugang umfaßt zwei 64-Kbit/S-Duplex-Datenkanäle (nachfolgend B1 und B2 genannt) und einen 16-Kbit/S-Duplex-Steuerungskanal (nachfolgend D genannt). Die beiden Daten- und der eine Steuerungs-Kanal (nachfolgend mit 2B+D bezeichnet) ergeben eine Rate von 144 Kbit/S im Duplexbetrieb für den ISDN-Basisratenzugang. Die beiden Daten- und der eine Steuerungskanal plus 16 Kbit/S an Zusatzinformationen bilden einen 160-Kbit/S-U-Schnittstellen-Datenstrom.
Der 160-Kbit/S-U-Schnittstellen-Datenstrom wird im Duplexbetrieb über eine unbelastete verdrillte Standardtelefondoppelleitung bis zu 18.000 Fuß (5490 Meter) gesendet und empfangen. Um Daten bei dieser Rate über eine verdrillte Standardtelefondoppelleitung zuverlässig zu senden und zu empfangen, werden sehr komplexe U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte benötigt. Diese U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte verwenden komplexe Digitalsignal-Verarbeitungsalgorithmen für adaptive Entzerrungs- und digitale Echoaufhebungs-Techniken. Eine Anzahl von Modulations/Demodulations-Schemen wird verwendet. Diese Modulations/Demodulations-Schemen werden Leitungscodes genannt. Der heute in Amerika gebräuchlichste Leitungscode wird AMI genannt (AMI = Alternate Mark Inversion = abwechselnde Markeninversion). Der Standard jedoch, auf den sich die meisten Betreibergesellschaften hin bewegen, wird 2B1Q (2-Binär-l-Quarternär) genannt. Der 2B1Q-Leitungscode wird ebenfalls der ANSI-Leitungscode genannt. U-Schnittstellen- Sende/Empfangs-Geräte wurden für diese beiden Leitungscodes sowie für andere gebaut.
Es existieren Probleme, die mit dem Überwachen einer U- Schnittstellenleitung einhergehen, bei der U-Schnittstellenleitungscodes (z.B. AMI und 2B1Q), die im Duplexbetrieb senden und empfangen, verwendet werden. Zuerst kann ein erstes Signal, das in einer Richtung gesendet wird, nur empfangen werden, wenn ein zweites Signal, das in der entgegengesetzten Richtung gesendet wird, bekannt ist. Dies gilt für beide Richtungen. Zweitens kann eine adaptive Entzerrung nicht über die gesamte U-Schnittstellenleitung durchgeführt werden. Statt dessen ist eine adaptive Entzerrung nur an einem Punkt auf der U-Schnittstellenleitung wirksam. Daher kann im allgemeinen Fall die U-Schnittstellenleitung nicht ohne Kenntnis der Daten auf der U-Schnittstellenleitung überwacht werden.
Eine bekannte Lösung für dieses Problem umfaßt das Treffen von Annahmen bezüglich der Daten auf der U-Schnittstellenleitung. Derartige Annahmen können jedoch nur in speziellen Situationen getroffen werden. Diese bekannte Lösung ist sehr restriktiv und kann nicht für alle Situationen garantiert werden.
Daher wird ein System und ein Verfahren zum Überwachen von U-Schnittstellendatenströmen in einem Kommunikationssystem benötigt, bei dem Duplexbetrieb-U-Schnittstellenleitungscodes (wie z.B. AMI und 2B1Q) verwendet werden.
In den PROCEEDINGS OF THE NATIONAL COMMUNICATIONS FORUM, von N.R. DASPIT u.a., Bd. 42, Nr. 2, 30. September 1988, OAK BROOK, Illinois, ist auf den Seiten 1182 - 1188 ein Kommunikationssystem mit einer Überwachungsschaltung offenbart, die eine U-Leitung mit einem Protokollanalysator, der ein U-Schnittstellenmonitor (UIM; UIM = U-Interface Monitor) genannt wird, schnittstellenmäßig verbindet. Der UIM wird in die Zweidrahtschaltung an dem Hauptverteilungsgerät in dem Zentralbüro eingefügt. Eine Verbesserung erlaubt es, daß der Protokollanalysator an einem entfernten Standort positioniert wird. Die Offenbarung dieses Dokuments entspricht allgemein dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die DE-U-8 16 454 offenbart eine Anordnung zum Überwachen einzelner Signale von einem Zeitmultiplexsignal in einem digitalen Kommunikationssystem mit einem Meßgerät, dem selektiv ein decodiertes Signal zugeführt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung, die es einem Protokollanalysator ermöglicht, U-Schnittstellen-Datenströme zu überwachen, in einem Kommunikationssystem geschaffen, das eine erste Stelle und eine zweite Stelle aufweist, welche über eine verdrillte Duplexdoppelleitung gemäß einem ISDN-U-Schnittstellenstandard kommunizieren, wobei die verdrillte Doppelleitung ein erstes Ende, das mit einem zweiten Ende und mit der ersten Stelle gekoppelt ist, und ein drittes Ende, das mit einem vierten Ende und mit der zweiten Stelle gekoppelt ist, aufweist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: (1) eine erste Sende/Empfangsgeräteinrichtung, die mit dem zweiten Ende gekoppelt ist und ein erstes Daten-ein-Tor und ein erstes Daten-aus-Tor aufweist; (2) eine zweite Sende/Empfangsgeräteinrichtung, die mit dem vierten Ende gekoppelt ist und ein zweites Daten-ein-Tor und ein zweites Datenaus-Tor aufweist, wobei das erste Daten-aus-Tor mit dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt ist und das zweite Datenaus-Tor mit dem ersten Daten-ein-Tor gekoppelt ist; die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner folgende Merkmale aufweist: (3) eine erste Empfangs-Latchspeichereinrichtung, die mit dem ersten Daten-aus-Tor gekoppelt ist, um erste Datenströme von dem ersten Daten-aus-Tor zu speichern; (4) eine zweite Empfangs-Latchspeichereinrichtung, die mit dem zweiten Daten-aus-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von zweiten Datenströmen von dem zweiten Daten-aus-Tor; (5) eine Einrichtung zum Übertragen der ersten Datenströme und der zweiten Datenströme von der ersten Empfangs-Latchspeichereinrichtung bzw. der zweiten Empfangs-Latchspeichereinrichtung, zu einer Einrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher zum Empfangen des übertragenen ersten und zweiten Datenstroms und zum Durchführen von Kommunikationsfunktionen unter Verwendung des ersten und des zweiten Datenstroms aufweist; (6) eine erste Einrichtung, die mit dem ersten Daten-ein-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von ersten Übertragungsdaten und von einer ersten Übertragungsmaske; (7) eine zweite Einrichtung, die mit dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von zweiten Übertragungsdaten und von einer zweiten Übertragungsmaske; und (8) eine Einrichtung zum Multiplexen der ersten Übertragungsdaten mit den zweiten Datenströmen und der zweiten Übertragungsdaten mit den ersten Datenströmen gemäß der ersten Übertragungsmaske bzw. der zweiten Übertragungsmaske, wobei die erste und die zweite Sende/Empfangsgeräteinrichtung die U-Schnittstellen-Datenströme in getrennte Eingabe- und Ausgabedatenströme teilen, derart, daß der erste Datenstrom, der von der ersten Sende/Empfangsgeräteinrichtung empfangen wird, aus dem ersten Daten-aus-Tor übertragen wird, während der zweite Datenstrom, der von der zweiten Sende/Empfangsgeräteinrichtung empfangen wird, aus dem zweiten Daten-aus-Tor übertragen wird; und wobei der Protokollanalysator angeordnet ist, um mit dem ersten Daten-aus-Tor und dem zweiten Daten- aus-Tor oder dem ersten Daten-ein-Tor und dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt zu werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Überwachungsverfahren in einem Kommunikationssystem geschaffen, welches eine erste Stelle und eine zweite Stelle aufweist, welche über eine verdrillte Duplex-Doppelleitung gemäß einem ISDN-U-Schnittstellenstandard kommunizieren, wobei die verdrillte Doppelleitung mit der ersten Stelle und der zweiten Stelle gekoppelt ist, wobei das Verfahren zum Überwachen von Duplex-U-Schnittstellen-Datenströmen auf der verdrillten Doppelleitung vorgesehen ist und folgende Schritte aufweist: (a) Abgreifen in der verdrillten Doppelleitung, derart, daß die verdrillte Doppelleitung ein erstes Ende, das mit der ersten Stelle gekoppelt ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit der zweiten Stelle gekoppelt ist; (b) Empfangen der Duplex-Datenströme von dem ersten Ende; (c) Trennen der Duplex-Datenströme in separate Halbduplex- Eingabe- und -Ausgabedatenströme; (d) Überwachen der Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabedatenströme; (e) Ersetzen von Bits in den Ausgabedatenströmen durch entsprechende Bits in ersten Übertragungsdaten, wenn entsprechende Bits in einer ersten Übertragungsmaske freigegeben sind; (f) Kombinieren der Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabedatenströme in die Duplex- Datenströme; (g) Senden der Duplex-Datenströme zu dem zweiten Ende; und parallel zu den Schritten (e), (f) und (g); (h) serielles Plazieren der Ausgabedatenströme in einen Seriell/Parallel-Wandler; (i) paralleles Übertragen der Ausgabedatenströme von dem Seriell/Parallel-Wandler zu einem Latchspeicher; (j) Übertragen der Ausgabedatenströme von dem Latchspeicher zu einem Speicher; und (k) Verwenden der Ausgabedatenströme, die in den Speicher gespeichert sind, um Protokollanalyseoperationen durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein System und ein Verfahren zum Überwachen von U-Schnittstellen-Datenströmen in ein Kommunikationssystem ausgerichtet, in dem Duplex-U- Schnittstellen-Leitungscodes (wie z.B. AMI und 2B1Q) verwendet werden.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf eine Protokollanalysator-Bausteingruppe ausgerichtet, welche in einer U-Schnittstellenleitung zwischen einem zentralen Büro und einer Kundenausrüstung aufschaltungsmäßig eingefügt wird (d.h. seriell eingefügt wird). Die Protokollanalysator-Bausteingruppe umfaßt zwei U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedes Ende der U-Schnittstellenleitung in einem der U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte begrenzt.
Die beiden U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte führen eine adaptive Entzerrung und eine Echoaufhebung auf ihren jeweiligen Leitungssegmenten durch. Ferner trennen die beiden U- Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte die Duplex-U-Schnittstellen-Datenströme auf der U-Schnittstellenleitung in separate Eingabe- und Ausgabedatenströme. Somit stellen die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 2-Draht-auf-4-Draht- U-Schnittstellenwandler dar. Ein Protokollanalysator kann den Duplex-U-Schnittstellendatenstrom durch Überwachen der Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabe-Datenströme überwachen.
Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte sind überkreuz verbunden, derart, daß die Datenausgabe eines U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräts in die Dateneingabe des anderen U- Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräts einspeist. Somit arbeitet die Protokollanalysator-Bausteingruppe bezüglich des Duplex-U-Schnittstellen-Datenstroms, der zwischen dem zentralen Büro und der Kundenausrüstung fließt, als ein U-Schnittstellen- Zwischenstellenverstärker (sog. "repeater").
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet die Protokollanalysator-Bausteingruppe gemäß einem AMI-Leitungscodestandard. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet die Protokollanalysator-Bausteingruppe gemäß einem 2B1Q-Leitungscodestandard.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie der Aufbau und Betrieb verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden detailliert nachfolgend bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen und in den Ansprüchen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen identische oder funktionsmäßig ähnliche Elemente.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Frontplatte einer Protokollanalysator-Bausteingruppe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine Frontplatte einer Protokollanalysator-Bausteingruppe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A, 3B und 3C zusammen ein Blockdiagramm einer Protokollanalysator-Bausteingruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 den Betrieb einer Protokollanalysator-Bausteingruppe der vorliegenden Erfindung.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein System und ein Verfahren zum Überwachen von U- Schnittstellenleitungen, bei denen der AMI-Leitungscode verwendet wird. Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein System und ein Verfahren zum Überwachen von U-Schnittstellenleitungen, bei denen der 2B1Q- Leitungscode verwendet wird. Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend erörtert.

1. Erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 zur Verwendung mit U-Schnittstellenleitungen dar, bei denen der AMI-Leitungscode verwendet wird. Die Protokollanalysator- Bausteingruppe 102 wird allgemein bezugnehmend auf die Fig. 1 und 3 nachfolgend beschrieben. Fig. 1 stellt eine Fron platte der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 dar. Die Fig. 3A, 3B und 3C veranschaulichen gemeinsam ein Blockdiagramm der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 umfaßt zwei 2- Draht-zu-4-Draht-AMI-U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304. Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 sind überkreuz verbunden, um einen U-Schnittstellen-Zwischenstellenverstärker mit einer 4-Draht-Schnittstelle 390 für den AMI-Leitungscode zu bilden. Die Basisratensignale (d.h. B1, B2 und D) sind an der 4-Draht-Schnittstelle 390 verfügbar und werden selektiv zur Überwachung in einem Protokollanalysator 104 eingespeist. Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 ist in der U-Schnittstellenleitung, die gerade getestet wird, zwischen einer Kundenausrüstung 106 und einem Zentralbüro 108 aufschaltungsmäßig eingefügt (d.h. seriell eingefügt). Nachdem der Kunde 106 und das Zentralbüro 108 aktiviert worden sind, sind die Basisratensignale von der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 für die Protokollanalyse durch den Protokollanalysator 104 verfügbar.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ferner in den folgenden Abschnitten beschrieben.

1.1. AMI-Überblick

Der AMI-Leitungscode ist in der Technik bekannt. Der AMI- Leitungscode ist in einem Dokument mit Titel AT&T 5D5-900- 301 (September 1985, Teil IIB) beschrieben, welches in seiner Gesamtheit hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Ausgewählte Merkmale des AMI-Leitungscodes sind in diesem Abschnitt zusammengefaßt.
Eine U-Schnittstelle, die gemäß dem AMI-Leitungscode arbeitet (hierin nachfolgend als AMI-U-Schnittstelle bezeichnet), sendet und empfängt auf einer verdrillten Doppelleitung Daten im Duplexbetrieb bei 160 KBit/S. Der AMI-Leitungscode weist einen Bereich von 13.000 Fuß mit einer Bitfehlerrate (BER; BER = Bit-Error-Rate) von 10E-6 auf.
Ein Übertragungsblock der AMI-U-Schnittstelle wird ein Grundrahmen genannt. Der Grundrahmen enthält 20 Bit. Der Grundrahmen weist für jeden der beiden B-Kanäle (d.h. B1 und B2) acht Bit, für den D-Kanal zwei Bit und für eine Rahmen- und Netzsteuerung ein Bit auf. Die Rahmen- und Netzsteuerungsbits werden zusammen als ein N-Kanal bezeichnet. Zwölf aufeinanderfolgende Grundrahmen bilden einen N-Kanalrahmen.
Die N-Kanäle in einem N-Kanalrahmen bilden einen N-Rahmen. Der N-Rahmen wird zum Steuern und Überwachen der U-Schnittstelle und zum Senden von Nachrichten über die Verbindung verwendet
Acht aufeinanderfolgende N-Kanalrahmen bilden einen AMI- U-Schnittstellen-Überrahmen.
Es wird angemerkt, daß der AMI-Leitungscode keine Bandbreitenreduktion ergibt. Die 160-K-Bit/S-Signale benötigen eine 160-KHz-Bandbreite.

1.2 Frontplattensteuerung

In diesem Abschnitt werden bezugnehmend auf Fig. 1 Frontplattensteuerungen für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Vierpaket-Tauch-Konfigurationsschalter 110 wählt mehrere Betriebsoptionen. Ein erster Schalter 112 wählt den Kanal ISDN B, der den Handapparat treibt; 1 = B1 und 0 = B2. Ein zweiter Schalter 114 wählt die Kompressionskurve für Codierer/Decodierereinrichtungen (Codecs) 336, 338; 1 = A-Gesetz und 0 = u-Gesetz. A-Gesetz und u-Gesetz sind in der Technik bekannt. Die Schalter 116, 118 wählen die Quelle des Signals, das in den Protokollanalysator 104 eingespeist werden soll; 00 = D, 01 = B1, 10 = B2 und 11 ist für zukünftige Verwendungen reserviert.
Ein Dreipositions-Gleitschalter 120 wählt einen von drei Betriebsmodi der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Wenn sich der Schalter 120 in einer "Umweg"-Position 122 befindet, ist die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 von der Leitung abgeklemmt, die jeweiligen Steckerspitzen sind kurzgeschlossen und die Bausteingruppe ist von der Leitung elektrisch abgetrennt.
Wenn sich der Schalter 120 in einer "Unabhängig"-Position 124 befindet, werden die Kundenausrüstung 106 und das Zentralbüro 108 unabhängig aktiviert. Die Aktivierung wird nachfolgend diskutiert. Die Unabhängig-Position erleichtert eine Trennung von Problemen auf Ebene 1 (d.h. der physikalischen Verbindungsschicht) zu entweder der Kundenausrüstung 106 oder dem Zentralbüro 108.
Wenn sich der Schalter 120 in einer "Normal"-Position 126 befindet, ist die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 seriell zu der zu testenden Leitung (zwischen der Kundenausrüstung 106 und dem Zentralbüro 108) angeschlossen und wirkt wie ein Zwischenstellenverstärker. Dies ist die einzige Betriebsart, die es erlauben wird, daß Daten von dem Protokollanalysator 104 überwacht werden.

1.3. Frontplattenanzeiger

Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 enthält Lichtemittierende Dioden (LED; LED Light emitting Diodes) 128. Dieser Abschnitt beschreibt die LEDs 128.
Die LEDs 128 sind in zwei Spalten 130, 132 angeordnet. Eine Spalte Netzwerkabschluß (NT; NT = Network Termination) 130 zeigt den Zustand der U-Schnittstellenverbindung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und der Kundenausrüstung 106. Eine Spalte 132 Leitungsabschluß (LT; LT = Line Termination) 132 zeigt den Zustand der U-Schnittstellenleitung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und dem Zentralbüro 108.
Die erste Reihe von LEDs 134 zeigt den Zustand des Signals Frame Sync (Frame Sync = Rahmensynchronisation) 394. Wenn die NT-Zustand-Sync-LED 134A erleuchtet ist, hat die NT-Seite des Zwischenstellenverstärkers die Rahmensynchronisation erreicht. Wenn die LT-Zustand-Sync-LED 134B erleuchtet ist, hat die LT-Seite des Zwischenstellenverstärkers die Rahmensynchronisation erreicht.
Die nächsten beiden Reihen von LEDs 136 geben den Aktivierungszustand der U-Schnittstellenleitung an, nämlich daß die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 gerade testet. Die NT-Seite 136A gibt den Aktivierungzustand der Leitung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe und der Kundenausrüstung 106 an. Die LT-Seite 136B zeigt den Aktivierungsstatus der Leitung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und dem Zentralbüro 106 an. Die Aktivierung wird im folgenden Abschnitt weiter erörtert.
Die nächste Reihe von LEDs 138 zeigt an, daß in dem letzten Basisrahmen ein Fehler empfangen wurde. Die NT-Zustand-Fehler-LED 138 entspricht einem mO-Bit der Verbindung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und der Kundenausrüstung 106. Die LT-Zustand-Fehler-LED 138B zeigt den Zustand des mO-Bits in der Verbindung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und dem Zentralbüro 108 an.
Die letzten sechs Reihen von LEDs 140, 142, 144 sind die Datenzustandsanzeiger für den D-, den B1- bzw. den B2-Kanal. Die NT-Reihen zeigen Daten von der NT an, d.h. Daten, die von der Kundenausrüstung 106 zu dem Zentralbüro 108 fließen. Die LT-Reihen zeigen Daten von der LT an, d.h. Daten, die von dem Zentralbüro 108 zu der Kundenausrüstung 106 fließen.
In dem Unabhängig-Modus 124 sind die Daten auf der LT-Seite und der NT-Seite unabhängig, wobei die LEDs der LT- und der NT-Seite 140, 142, 144 keine Korrelation zeigen. In dem Normal-Modus 126 zeigen die NT-NT und die LT-NT-LEDs die gleichen Daten, da die Daten durch die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 von NT-NT zu LT-NT "wiederholt" werden. Zusätzlich werden die Daten in der anderen Richtung von LT-LT zu NT-LT durch die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 wiederholt. Folglich zeigen die LT-LT- und die NT-LT-LEDs die gleichen Daten.
Die LEDs von D-Daten 140, von B1-Daten 142 und von B2-Daten 144 verhalten sich alle auf dieselbe Art und Weise. D.h., daß die LEDs 140, 142, 144 erleuchtet werden, wenn die jeweiligen Daten eine Markierung sind.

1.4 Aktivierung

Wenn die Protokollanalysator-Bausteingruppe 1102 seriell in eine U-Schnittstellenleitung eingefügt wird, müssen die U- Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte in dem Zentralbüro, der Kundenausrüstung und auf beiden Seiten der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 für die U-Schnittstellenleitung trainiert werden. Dies wird Aktivierung genannt. Eine Aktivierung muß auftreten, bevor Daten in beiden Richtungen übertragen werden können, oder bevor irgendeine Datenüberwachung durchgeführt werden soll.
Eine Aktivierung gemäß dem AMI-Leitungscode (nachfolgend AMI-Aktivierung genannt) ist in der Technik bekannt. Die AMI-Aktivierung ist in AT&T 5D5-900-301 (September 1985, Teil IIB) beschrieben, wobei diese Schrift in ihrer Gesamtheit bereits durch Bezugnahme aufgenommen worden ist.
Dieser Abschnitt beschreibt Interaktionen zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und den U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräten in dem Zentralbüro 108 und der Kundenausrüstung 106, um die AMI-Aktivierung zu erreichen.
Wenn die LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 eine Aktivierungsanforderung von dem Zentralbüro 108 empfängt, schaltet sie die obere LT-Zustand-Aktivierung-LED ein und leitet die Aktivierungsabfrage zu der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Die NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 wiederum leitet die Aktivierungsanforderung zu der Kundenausrüstung 106 und schaltet die obere NT-Zustand-Aktivierung-LED ein.
Nachdem die Kundenausrüstung 106 die Aktivierungsanforderung von der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 empfängt, antwortet sie mit einer Aktivierungsbestätigung zurück zu der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Wenn die Aktivierungsbestätigung von der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 empfangen worden ist, schaltet die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 die obere NT-Zustand-Aktivierung-LED aus und schaltet die untere NT-Zustand-Aktivierung-LED ein. Dieselbe leitet ferner das Aktivierungsbestätigungssignal, das von der Kundenausrüstung 106 empfangen wurde, zu der LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Die LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 leitet wiederum die Aktivierungsbestätigung zu dem Zentralbüro 108. Die LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppen 102 schaltet ferner die obere LT-Zustand-Aktivierung-LED aus und schaltet die untere LT- Zustand-LED ein.
Das Zentralbüro 108 sendet beim Empfang der Aktivierungsbestätigung ein aktiviertes Signal zu der LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Wenn die LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 das aktivierte Signal empfängt, schaltet sie sowohl die obere als auch die untere LT-Zustand-Aktivierung-LED ein. Dieselbe leitet dann das aktivierte Signal zu der NT-Seite der Protokollanalysator- Bausteingruppe 102. Die NT-Seite der Protokollanalysator- Bausteingruppe 102 leitet das aktivierte Signal zu der Kundenausrüstung 106 weiter.
Die Kundenausrustung 106, die das aktivierte Signal von der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 empfängt, antwortet mit einem aktivierten Signal zurück zu der NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102. Wenn die NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 das aktivierte Signal von der Kundenausrüstung 106 empfängt, schaltet sie sowohl die obere als auch die untere NT-Zustand-Aktivierung-LED ein, was anzeigt, daß die Leitung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und der Kundenausrüstung 106 vollständig aktiviert ist. Die NT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 leitet ferner das aktivierte Signal, das von der Kundenausrüstung 106 empfangen wurde, zu der LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 weiter.
Wenn die LT-Seite der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 das aktivierte Signal von der NT-Seite empfängt, leitet sie es schließlich zu dem Zentralbüro 108. Die Leitung zwischen der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 und dem Zentralbüro ist vollständig aktiviert und der Prozeß ist vollendet.

2. Zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 zur Verwendung mit U-Schnittstellenleitungen dar, bei denen der 2B1Q-Leitungscode verwendet wird. Die Protokollanalysator- Bausteingruppe 102 ist allgemein bezugnehmend auf die Figuren 2, 3A, 3B und 3C nachfolgend beschrieben. Fig. 2 stellt eine Frontplatte der Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 dar. Die Figuren 3A, 3B und 3C stellen zusammen ein Blockdiagramm der Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 dar.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Konzept und Betrieb der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ähnlich, jedoch mit dem 2B1Q-Leitungscode.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 enthält zwei 2- Draht-zu-4-Draht-2B1Q-U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304. Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 sind überkreuz verbunden, um einen U-Schnittstellen-Zwischenstellenverstärker mit einer 4-Draht-Schnittstelle 390 zu bilden. Die einzelnen Basisratensignale (d.h. B1, B2 und D) sind an der 4-Draht-Schnittstelle 390 verfügbar und werden selektiv durch Überwachung in dem Protokollanalysator 104 eingespeist. Zusätzlich sind an der 4-Draht-Schnittstelle 390 Nachrichten eines 4-KHz-Wartungskanals und eines Eingebettete-Operationen-Kanals (EOC = Embedded Operations Channel) verfügbar.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 ist zwischen der Kundenausrüstung 106 und dem Zentralbüro 108 aufschaltmäßig in die U-Schnittstellenleitung, die getestet wird, eingefügt (d.h. seriell eingefügt). Nachdem sowohl die Kundenausrüstung 106 als auch das Zentralbüro 108 aktiviert worden sind, sind die Basisratensignale von der Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 für die Protokollanalyse durch den Prokollanalysator 202 verfügbar.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in den folgenden Abschnitten weiter beschrieben.

2.1. 2B1Q-Überblick

Der 2B1Q-Leitungscode ist in der Technik bekannt. Der 2B1Q- Leitungscode ist in ANSI T1.601-1988 beschrieben, was in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme bereits aufgenommen worden ist. Ausgewählte Merkmale des 2B1Q-Leitungscodes werden in diesem Abschnitt zusammengefaßt.
Eine U-Schnittstelle, die gemäß dem 2B1Q-Leitungscode arbeitet (nachfolgend eine 2B1Q-U-Schnittstelle genannt), sendet und empfängt Daten bei 1600 KBits/S im Duplexbetrieb auf einer verdrillten Doppelleitung. Der 2B1Q-Leitungscode weist einen Bereich von 18.000 Fuß mit einer garantierten Bitfehlerrate von 10E-7 auf. Der Basisübertragungsblock für den 2B1Q-Leitungscode wird ein U-Rahmen genannt. Der U-Rahmen weist eine Länge von 240 Bit oder 1,5 mS Dauer auf. Derselbe besteht aus einem 18-Bit-Synchronisationswort, dem 12 Blöcke von 2B+D-Daten (216 Bit) und dann 6 Wartungsbits (M-Bits; M = Maintenance) folgen. Dies ergibt den 240-Bit-Basis-U-Rahmen. Der 2B1Q-Leitungscode benötigt eine Vierebenencodierung. Wegen der Vierebenencodierung trägt jedes Baud, das auf einer U-Schnittstellenleitung gesendet worden ist, 2 Bits an Daten. Somit wird der 240-Bit-Basis-U-Rahmen als 120 Quarternärbauds gesendet.
Acht Basis-U-Rahmen sind gruppiert, um einen U-Überrahmen zu bilden. Die U-Überrahmen sind durch das Synchronisationswort begrenzt, das invertiert ist. Sowohl die U-Rahmenbildung als auch die U-Überrahmenbildung werden durch die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte automatisch durchgeführt. Sobald die Rahmenbildung erreicht ist, sind die 2B+D-Daten für die U-Schnittstelle transparent.

2.2. Frontplatten-Steuerungen

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 einen Vierpaket-Tauch-Konfigurationsschalter 210 und einen Dreipositions-Gleitschalter 220. Die Schalter 210, 220 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 wirken auf die gleiche Art und Weise wie die Schalter 110, 120 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102.

2.3 Frontplatten-Anzeiger

Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 enthält Lichtemittierende-Dioden (LED) 228. Der Betrieb der LEDs 228 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 ist zum Betrieb der LEDs 128 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 analog. Dieser Abschnitt beschreibt die Unterschiede zwischen den LEDs 228 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 und die LEDs 128 für die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 enthält drei Reihen von LEDs 236, welche den Aktivierungszustand der U- Schnittstellenleitung ankündigen, die die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 gerade testet. Diese drei Reihen von LEDs 236 sind notwendig, da der 2B1Q-Leitungscode 13 verschiedene Zustände, die der Aktivierung zugeordnet sind, aufweist (bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden sieben angekündigt). Der AMI-Leitungscode weist fünf angekündigte Zustände auf, die der Aktivierung zugeordnet sind. Die Aktivierung für den 2B1Q-Leitungscode ist in einem nachfolgenden Abschnitt erläutert.
Die Fehler-Reihe von LEDs 238 zeigt an, daß ein Entferntes- Ende-Blockfehler in dem vorangegangenen U-Rahmen auf der jeweiligen NT- oder LT-Seite gefunden wurde.
Mit Ausnahme von ein paar der M-Bit wird ein CRC für alle Daten in jedem U-Überrahmen berechnet. Dieser CRC wird als Daten in dem nächsten U-Überrahmen gesendet. Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte vergleichen den übertragenen CRC mit einem aus den empfangenen Daten berechneten, um nach Fehlern zu überprüfen. Wenn die beiden CRCs nicht übereinstimmen, ist ein Fehler aufgetreten.
Wenn ein U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät einen Rahmen mit einem falschen CRC empfängt, ist ein Fehler aufgetreten. Wenn dies auftritt, wird ein FEBE-Bit zu in dem nächste auslaufenden Überrahmen auf Null eingestellt, und die Anzeige wird zum Urheber zurückgesendet. Die FEBE-Bits können durch die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 in beiden Richtungen überwacht werden, um das Verhalten des Fernes-Ende- Sende/Empfangsgeräts zu bestimmen.

2.4. Aktivierung

Die Aktivierung gemäß dem 2B1Q-Leitungscode (nachfolgend 2B1Q-Aktivierung genannt) ist in der Technik bekannt. Die 2B1Q-Aktivierung ist in ANSI T1.601-1988 beschrieben, das in seiner Gesamtheit bereits durch Bezugnahme aufgenommen wurde.
Es existieren mehrere Unterschiede zwischen der AMI-Aktivierung und der 2B1Q-Aktivierung. Bei der 2B1Q-Aktivierung können entweder die Kundenausrüstung 106 oder das Zentralbüro 108 den Aktivierungsprozeß einleiten. Bei der AMI-Aktivierung kann nur das Zentralbüro 106 den Aktivierungsprozeß einleiten.
Die 2B1Q-Norm definiert ferner einen Abschalten-Modus. Eine U-Schnittstellenleitung kann in den Abschalten-Modus plaziert werden, indem alle Signale auf der U-Schnittstellenleitung unterbrochen werden, nachdem die U-Schnittstellenleitung die 2B1Q-Aktivierung erfolgreich vollendet hat. Da beide Seiten der U-Schnittstellenleitung ausgebildet worden sind (d.h. daß die Koeffizienten ihrer digitalen, adaptiven Entzerrer und Echo-Aufhebungsvorrichtungen eingestellt worden sind, um mit der physischen Leitung übereinzustimmen) kann die U-Schnittstellenleitung sehr schnell aktiviert werden, ohne den Trainingsprozeß wieder durchzuführen (d.h. ohne wieder durch die 2B1Q-Aktivierung zu gehen). Diese Aktivierung aus dem Abschalten-Modus heraus wird ein "Warmstart" genannt.
Abgesehen von den oben beschriebenen Unterschieden sind die 2B1Q-Aktivierung und die AMI-Aktivierung konzeptionell sehr ähnlich. Gemäß der 2B1Q-Aktivierung tauschen sich im wesentlichen beide Enden einer U-Schnittstellenleitung mit analogen Kalibrierungssignalen aus, die die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte verwenden, um die Koeffizienten ihrer adaptiven Entzerrer und Echo-Aufhebungseinrichtungen einzustellen. Nachdem eine derartige Einstellung vollendet ist, werden digitale Signale hin und her gesendet, um es Phasenverriegelten Schleifen zu erlauben, eine Rahmen- und Daten- Synchronisation zu errichten. Sobald die Rahmen- und die Daten-Synchronisation erreicht worden sind, ist die Synchronisation der 96-Rahmen-U-Überrahmen errichtet, wonach die U-Schnittstellenleitung vollständig aktiviert ist.
Der Betrieb der Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 während der 2B1Q-Aktivierung ist zum Betrieb der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 während der AMI-Aktivierung sehr ähnlich. Somit wird Fachleuten basierend auf der obigen Beschreibung des Betriebs der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 während der AMI-Aktivierung, und da die 2B1Q- Aktivierung in der Technik bekannt ist, die Art und Weise, auf die die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 während der 2B1Q-Aktivierung arbeitet, offensichtlich sein.

3. Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung

Die Figuren 3A, 3B und 3C veranschaulichen zusammen ein Blockdiagramm der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 der vorliegenden Erfindung. Es sei denn, daß etwas anderes angemerkt ist, bezieht sich die Beschreibung der Blockdiagramme, die in den Figuren 3A, 3B und 3C gezeigt sind, auf die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und auf die Protokollanalysator-Bausteingruppe 202 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Protokollanalysator-Bausteingruppen 102, 202 können unter Verwendung ohne weiteres verfügbarer Komponenten implementiert werden.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 ist seriell in einer U-Schnittstellenverbindung zwischen dem Zentralbüro 108 und der Kundenausrüstung 106 eingefügt. Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 umfaßt Übertrager/Hybridschaltungen (Trans/Hybrid) 302, welche physisch und elektrisch Drähte der verdrillten Doppelleitung (die mit dem Zentralbüro 108 und der Kundenausrüstung 106 verbunden sind) mit analogen U-Chips 306 in der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 koppeln.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 umfaßt ferner U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304. Jedes U- Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät 304 umfaßt einen analogen U-Chip 306 und einen digitalen U-Chip 308. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der analoge U-Chip 306 ein T7260 von American Telegraph & Telephone (ATT). Der digitale U-Chip 308 ist ein ATT T7261. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der analoge U-Chip 306 ein ATT T7262. Der digitale U-Chip 308 ist ein ATT T7263. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann jedes U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät 304 unter Verwendung von Einzelchips implementiert sein.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 umfaßt eine Unterbrechungslogik 312, eine Decodierungslogik 314, Seriell/Parallel-Wandler 316, Parallel/Seriell-Wandler 320, Multiplexer (MUX) 310, 328, Latch-Speicher 318, 320, 326, eine Zeitgebungssignallogik 330, Codec-Treiber 332, 334 (Codec = Codierer/Decodierer), einen MUX-Zähler 340, LED-MUXs 342, LED-Latch-Speicher 344 und LED-MUX-Treiber 346. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, werden die oben identifizierten Komponenten in diesem Abschnitt unter Verwendung eines "Xilinx"-3042-QFP100-Feldprogrammierbaren-Blocks 364 implementiert. Diese Komponenten können jedoch auch unter Verwendung beliebiger äquivalenter verfügbarer Komponenten implementiert werden.
Der MUX-Zähler 340, die LED-MUXs 342, die LED-Latch-Speicher 344 und die LED-MUX-Treiber 346 werden verwendet, um die LEDs 128, 228 zu treiben.
Die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 umfaßt ferner einen Bus 349, eine programmierbare Arraylogik 350, einen Direktzugriffsspeicher (RAM; RAM = Random Access Memory) 352, einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM; EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 354, RS-232-Treiber 356, einen dualen, universalen, asynchronen Empfänger/Sender (DUART; DUART = Dual Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 358, eine serielle Kommunikationssteuerung (SCC; SCC = Serial Communication Controller) 360, eine Überwachungszeitgeber 362, Codierer/Decodierer (codecs) 336, 338 und einen Prozessor 348. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Prozessor 348 ein RTX2001- Prozessor.
Die Codec-Treiber 332, 334 und die Codecs 336, 338 werden verwendet, um den Handapparat 160 zu treiben.
Die RS-232-Treiber 356 und der DUART 358 werden verwendet um Programme in das EEPROM 358 zu laden und zu modifizieren.
Die SCC 360 ist ein komplizierter UART, welcher sowohl eine synchrone als auch eine asynchrone Kommunikation unterstützt. Die SCC 360 kann mit dem Protokollanalysator 104 verwendet werden, um die Ebene zwei und darüberliegende Daten auf dem D-Kanal oder auf beiden B-Kanälen zu analysieren. Die SCC 360 kann verwendet werden, um Daten von dem Protokollanalysator 104 zu empfangen, und um die Daten zu dem Kunden 106 und/oder zu dem Zentralbüro 108 zu senden.
Somit kann die SCC 360 verwendet werden, um die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 von einem Überwachungsgerät in ein Gerät umzuwandeln, das auch Daten senden kann.
Die Überwachungszeitgebung 362 wird verwendet, um den Betrieb des Prozessors 348 zu überwachen. Die Überwachungszeitgebung 362 umfaßt einen Zähler. Der Prozessor 348 muß den Zähler periodisch neu einstellen. Wenn der Prozessor 348 den Zähler nicht neu einstellt (beispielsweise aufgrund eines Verarbeitungsfehlers) und wenn der Zähler eine vordefinierte Grenze erreicht, dann stellt die Überwachungszeitgebung 362 den Prozessor 348 neu ein. Somit begrenzt der Überwachungszeitgeber 362 Verarbeitungsfehler.
Der Überwachungszeitgeberblock 362 umfaßt ferner 256 Bit eines nicht-flüchtigen Speichers, um Konfigurationsinformationen zu speichern. Die Konfigurationsinformationen werden verwendet, um den Verarbeitungszustand zu bestimmen, bevor der Prozessor 348 neu eingestellt wird.
Jedes U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät 304 weist einen Takt (CLK; CLK = Clock) 392, eine Rahmensynchronisation (FSC; FSC = Frame Synchronization) 394, eine Daten-Ein-Einrichtung (DI; DI = Data In) 396 und eine Daten-Aus-Einrichtung (DO; DO = Data Out) 398 auf. Die DI 396 und die DO 398 stellen eine 4-Draht-Schnittstelle 390 dar. Somit stellen die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 2-Draht-zu- 4-Draht-Umwandler dar.
Es wird angemerkt, daß die DO 398 des U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304 mit der DI 396 des anderen U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304 verbunden ist. Somit sind die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 überkreuz verbunden.
Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 empfangen den U-Schnittstellen-Datenstrom von den Trans/Hybrids 302. Aus dem U-Schnittstellen-Datenstrom plazieren die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 Takt- und Rahmensynchronisations-Informationen auf den CLK 392 bzw. auf den FSC 394. Die U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 führen ferner eine adaptive Entzerrung und Echoaufhebung durch, und sie trennen das bidirektionale Signal von dem verdrillten Doppelleitungsdraht in getrennte Eingabe- und Ausgabe-Datenströme, derart, daß 2B+D-Daten (und Steuerungsinformationen) aus der DO 398 übertragen werden. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Rate der FSC 394 8 KHz. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt die Rate des CLK 392 256 KBit/S. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt die Rate des CLK 392 512 KBit/S.
Wie es in den Fig. 3A, 3B und 3C gezeigt ist, werden die 2B+D-Daten (und Steuerungsinformationen) auf der DO 398 eines U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräts 304 zu der DI 396 des anderen U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304 gesendet. Somit bilden die überkreuz verbundenen U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräte 304 einen U-Schnittstellen-Zwischenstellenverstärker.
Wie oben angemerkt wurde, sind die 2B+D-Daten (und Steuerungsinformationen) auf der Leitung vorhanden, die von der DO 398B des U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304B zu der DI 396A des U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304A läuft. Ferner sind die 2B+D-Daten (und Steuerungsinformationen) auf der Leitung vorhanden, die von der DO 398A des U- Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304A zu der DI 396B des U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerätes 304B läuft. Ein Protokollanalysator 104 kann mit diesen Leitungen verbunden sein, um eine Protokollanalyse der bidirektionalen 2B+ D-Daten (und Steuerungsinformationen) durchzuführen. Wie es in den Fig. 3A, 3B und 3C gezeigt ist, ist der Protokollanalysator 104 mit einem Datentor 333 verbunden, welches eine Eingabe von sowohl den DIs 396 als auch den DOs 398 empfängt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Protokollanalysator 104 ein Hewlett-Packard-(HP-)4051/52/57-Protokollanalysator.
Der Protokollanalysator 104 empfängt die Datenströme, die zwischen den U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräten 304 fließen, auf eine serielle Art und Weise bei einer Rate, die durch den Takt 331 vorgegeben ist. Der Takt 331 wird durch die Zeitgebungssignallogik 330 erzeugt. Die Zeitgebungssignallogik 330 liefert Taktsignale für die meisten der in den Figuren 3A - 3C gezeigten Komponenten (Eingänge mit einer "C"-Bezeichnung zeigen Takteingänge an). Der Takt 331 ist mit den Zeitschlitzen, die B1, B2 und D zugeordnet sind, synchronisiert. D.h., daß, wenn der Protokollanalysator 104 B1 überwacht, der Zeittakt 331 8 Taktpulse während des 8- Bit-B1-Zeitschlitzes in jedem Rahmen darstellt. Wenn der Protokollanalysator 104D überwacht, dann stellt der Takt 331 zwei Taktpulse während des 2-Bit-D-Zeitschlitzes in jedem Rahmen dar. Ob der Takt 331 auf den B1-, auf den B2-, oder auf den D-Zeitschlitz synchronisiert ist, hängt von den Einstellungen des Schalters 116, 216 und des Schalters 118, 218 ab, welche die Quelle des Signals (d.h. B1, B2 oder D) wählen, das in den Protokollanalysator 104 eingespeist werden soll.
Der Prozessor 348 steuert den Betrieb der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 der vorliegenden Erfindung. Der Prozessor 348 arbeitet gemäß einem Computerprogramm in dem EEPROM 354. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Computerprogramm in einer Forth-Computerprogrammiersprache geschrieben.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung implementiert das Computerprogramm eine Zustandsmaschine, die dem AMI-Leitungscode für die ISDN-U-Schnittstelle zugeordnet ist. Die Zustandsmaschine, die dem AMI-Leitungscode für die ISDN-U-Schnittstelle zugeordnet ist, ist in der Technik bekannt und in dem Dokument AT&T 5D5-900-301 (September 1985, Teil IIB) beschrieben, das in seiner Gesamtheit bereits oben durch Bezugnahme aufgenommen wurde. Basierend auf der hierin enthaltenen Erörterung, und da der AMI-Leitungscode für die ISDN-U-Schnittstelle in der Technik bekannt ist, wird die Struktur und der Betrieb des Computerprogramms gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für Fachleute offensichtlich sein.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung implementiert das Computerprogramm eine Zustandsmaschine, die dem 2B1Q-Leitungscode für die ISDN-U-Schnittstelle zugeordnet ist. Die Zustandsmaschine, die dem 2B1Q- Leitungscode für die ISDN-U-Schnittstelle zugeordnet ist, ist in der Technik bekannt und in dem Dokument ANSI T1.601- 1988 beschrieben, das bereits in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wurde. Basierend auf der darin enthaltenen Erörterung und da der 2B1Q-Leitungscode für die ISDN- U-Schnittstelle in der Technik bekannt ist, wird die Struktur und der Betrieb des Computerprogramms gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung für Fachleute offensichtlich sein.
Wie kurz oben beschrieben wurde, und wie es in der Technik bekannt ist, tauschen die Kundenausrüstung 106 und das Zentralbüro 108 während der Aktivierung (d.h. während des Prozesses, durch den die Aktivierung erreicht wird) Nachrichten aus. Wenn die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 in dem Normalmodus 126, 226 ist, dann wirkt die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 während der Aktivierung als ein Zwischenstellenverstärker. Wie oben beschrieben wurde, verkündet die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 ferner den Fortschritt der Aktivierung unter Verwendung der Aktivierung-LEDs 136, 236. Wenn sich die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 in dem Unabhängig-Modus 124, 224 befindet, während eine Seite eine Aktivierung versucht (d.h. wenn nur das Zentralbüro 108 oder die Kundenausrüstung 106 versucht, zu aktivieren), dann verwendet die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 den Multiplexer 310, um Takt- und Rahmen-Synchronisationssignale der Seite zu liefern, welche versucht, zu aktivieren.
Fig. 4 stellt den Betrieb der Protokollanalysator-Bausteingruppen 102, 202 dar, nachdem die Aktivierung erreicht ist. Wie oben angemerkt wurde, fließen Datenströme durch die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202. Aus Darstellungsgründen ist jedoch Fig. 4 nachfolgend bezüglich eines einzelnen Bytes, das seriell von der Kundenausrüstung 106 zu dem Zentralbüro 108 gesendet wird, beschrieben, wobei das einzelne Byte Teil des Datenstroms ist, der von der Kundenausrüstung 106 zu dem Zentralbüro 108 fließt.
In einem Schritt 404 empfängt das Trans/Hybrid 302B das Byte von der verdrillten Doppeldrahtleitung, die mit der Kundenausrüstung 106 verbunden ist, auf serielle Art und Weise. Das Trans/Hybrid überträgt das Byte auf serielle Weise zu dem U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät 304B auf einer Duplexleitung 303B.
In einem Schritt 406 führt das U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät 304B eine 2-Draht-zu-4-Draht-Umwandlung durch, wodurch eine adaptive Entzerrung und Echoaufhebung durchgeführt werden. Ferner wird das bidirektionale Signal von der verdrillten Doppeldrahtleitung in einen getrennten Eingabe- und Ausgabedatenstrom getrennt, derart, daß das Byte von der Duplexleitung 303B empfangen wird und auf der Halbduplexleitung, die mit der DO 398B verbunden ist, übertragen wird.
Schritte 408 bis 412 werden parallel zu Schritten 414 bis 428 durchgeführt.
In dem Schritt 408 wird der Multiplexer 328B verwendet, um das Byte mit Sendedaten in dem Parallel/Seriell-Wandler 320B zu multiplexen. Das Multiplexen wird durch eine Sendemaske im Parallel/Seriell-Wandler 324B gesteuert. Insbesondere wird ein Bit in dem Byte durch ein entsprechendes Bit in den Sendedaten ersetzt, wenn ein entsprechendes Bit in der Sendemaske auf 1 eingestellt ist. Es wird beispielsweise angenommen, daß das Byte 1101 0011, die Sendedaten 0100 0000 und die Sendemaske 1100 0000 sind. Die Ausgabe des Multiplexers 328B würde dann 0101 0011 sein.
Die Fähigkeit der Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202, Bits in den Bytes zu modifizieren, versetzt die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 in die Lage, den Betrieb der Kundenausrüstung 106 und des Zentralbüros 108 zu beeinträchtigen. In dem Schritt 408 kann die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 beispielsweise ein Steuerungsbit in dem Byte modifizieren, derart, daß das Zentralbüro 108 (beim Empfangen des Bytes) eine Handlung unternehmen wird, wie sie durch das Steuerungsbit spezifiziert ist.
Die Sendedaten und die Sendemaske, die während des Schritts 408 verwendet werden, wurden während der Verarbeitung des vorherigen Bytes in die Parallel/Seriell-Wandler 320, 324B geladen. Die Verarbeitung des gegenwärtigen Bytes wird neue Sendedaten- und Sendemaskenwerte in die Parallel/Seriell- Wandler 320, 324B laden. Diese neue Sendedaten- und Sendemaskenwerte werden während des Verarbeitens des nächsten Bytes verwendet. Die Art und Weise, auf die die Parallel/Seriell-Wandler 320B, 324B mit den Sendedaten bzw. der Sendemaske geladen werden, wird nachfolgend erörtert.
In dem Schritt 410 wird das Byte auf serielle Weise von dem Multiplexer 328B zu der DI 396A des U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgeräts 304A übertragen. Das U-Schnittstellen-Sende/Empfangsgerät führt eine 4-Draht-zu-2-Draht-Umwandlung durch, wodurch das Byte von der Halbduplexleitung empfangen wird, die mit der DI 396A verbunden ist, und wodurch es auf eine Duplexleitung 303A übertragen wird.
In dem Schritt 412 überträgt das Trans/Hybrid 302A auf serielle Weise das Byte zu dem Zentralbüro 108.
Nachfolgend werden die Schritte 414 bis 428 beschrieben. Es wird in Erinnerung gerufen, daß die Schritte 414 bis 428 parallel zu den Schritten 408 bis 412 durchgeführt werden.
In dem Schritt 414 wird das Byte in den Seriell/Parallel- Wandler 316B auf serielle Weise geladen.
In dem Schritt 416 gibt die Unterbrechungslogik 312 das Byte in den Latch-Speicher 318B frei, nachdem das Byte vollständig in den Seriell/Parallel-Wandler 316B geladen worden ist.
In dem Schritt 418 unterbricht die Unterbrechungslogik 312 den Prozessor 348 und teilt dem Prozessor 348 mit, daß sich das Byte in dem Latch-Speicher 318B befindet.
In dem Schritt 420 liest der Prozessor 348 das Byte aus dem Latch-Speicher 318B. Insbesondere gibt der Prozessor 348 einen Lesebefehl aus, wobei die Adresse des Lesebefehls den Latch-Speicher 318B spezifiziert. Die Decodierungslogik 314 decodiert die Adresse des Lesebefehls und gibt den Latch- Speicher 318B frei, derart, daß der Latch-Speicher 318B das Byte auf dem Bus 349 plaziert. Die Decodierungslogik 314 decodiert die Adresse gemäß der Speichertabelleninformation in den PALs 350 (PAL = Programmable Array Logic = programmierbare Arraylogik). Der Prozessor 348 empfängt das Byte und speichert das Byte in dem RAM 352. Der Prozessor 348 kann das Byte verwenden, während die Zustandsmaschinen verarbeitet werden (und zwar die, die den AMI- und 2B1Q-Leitungscodes zugeordnet sind). Der Prozessor 348 kann ferner das Byte verwenden, während Benutzer-auswählbare Funktionen durchgeführt werden, wie z.B. eine Bitfehlerratenüberprüfung und eine D-Kanalemulation.
In dem Schritt 422 schreibt der Prozessor einen neuen Sendedatenwert von dem RAM 352 in den Latch-Speicher 322B. Insbesondere gibt der Prozessor 348 einen Schreibebefehl aus, wobei die Adresse des Schreibebefehls den Latch-Speicher 322B spezifiziert und die Daten des Schreibebefehls den neuen Sendedatenwert enthalten. Die Decodierungslogik 314 decodiert die Adresse des Schreibebefehls und gibt den Latch- Speicher 322B frei, derart, daß der Latch-Speicher 322B den neuen Sendedatenwert von dem Bus 349 annimmt.
In dem Schritt 424 gibt die Unterbrechungslogik 312 den neuen Sendedatenwert in den Parallel/Seriell-Wandler 320 frei.
In dem Schritt 426 schreibt der Prozessor 348 einen neuen Sendemaskenwert von dem RAM 352 zu dem Latch-Speicher 326B. Insbesondere gibt der Prozessor 348 einen Schreibebefehl aus, wobei die Adresse des Schreibebefehls den Latch-Speicher 326B spezifiziert und die Daten des Schreibebefehls den neuen Sendemaskenwert enthalten. Die Decodierungslogik 314 decodiert die Adresse des Schreibebefehls und gibt den Latch-Speicher 326B frei, derart, daß der Latch-Speicher 326B den neuen Sendemaskenwert von dem Bus 349 annimmt.
In dem Schritt 428 gibt die Unterbrechungslogik 312 einen neuen Sendemaskenwert in dem Parallel/Seriell/Wandler 324 frei.
Wir oben angemerkt wurde, werden die neuen Sendedaten- und Sendemaskenwerte während des Verarbeitens des nächsten Bytes verwendet. Der Prozessor 348 sendet Sendedaten- und Sendemaskenwerte zu den Parallel/Seriell-Wandlern 320, 324, um die Sende/Empfangsgeräte 304 zu steuern. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Prozessor 348 jedoch ein D-Kanal-Emulatorprogramm ausführen, derart, daß die Protokollanalysator-Bausteingruppe 102, 202 Daten auf den D-Kanal senden würde. Gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel würde der Prozessor 348 Sendedaten- und Sendemaskenwerte von dem RAM 352 in die Parallel/Seriell-Wandler 320, 324 laden, um Daten auf dem D-Kanal zu senden.

Claims

1. Eine Vorrichtung (102, 202), um einen Protokollanalysator (104), in die Lage zu versetzen, U-Schnittstellen-Datenströme in einem Kommunikationssystem zu überwachen, das eine erste Stelle (198) und eine zweite Stelle (106) aufweist, welche über eine verdrillte Duplex-Doppel-leitung gemäß einer ISDN-U-Schnittstellen-norm kommunizieren, bei der die verdrillte Doppelleitung ein erstes Ende, das mit einem zweiten Ende und mit der ersten Stelle gekoppelt ist, und ein drittes Ende aufweist, das mit einem vierten Ende und mit der zweiten Stelle gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

(1) eine erste Sende/Empfangsgeräteinrichtung (304A), die mit dem zweiten Ende gekoppelt ist und ein erstes Daten-ein-Tor (396A) und ein erstes Daten-aus- Tor (398A) aufweist;

(2) eine zweite Sende/Empfangsgeräteinrichtung (304B), die mit dem vierten Ende gekoppelt ist und ein zweites Daten-ein-Tor (396B) und ein zweites Daten-aus- Tor (398B) aufweist, wobei das erste Daten-aus-Tor mit dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt ist und das zweite Daten-aus-Tor mit dem ersten Daten-ein-Tor gekoppelt ist;

wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner folgende Merkmale aufweist:

(3) eine erste Empfangs-Latch-Einrichtung (318A), die mit dem ersten Daten-aus-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von ersten Datenströmen von dem ersten Daten-aus-Tor;

(4) eine zweite Empfangs-Latch-Einrichtung (318B), die mit dem zweiten Daten-aus-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von zweiten Datenströmen von dem zweiten Daten-aus-Tor;

(5) eine Einrichtung (349) zum Übertragen der ersten Datenströme und der zweiten Datenströme von der ersten Empfangs-Latch-Einrichtung bzw. der zweiten Empfangs-Latch-Einrichtung zu einer Einrichtung, die einen Prozessor (348) und einen Speicher (352) zum Empfangen der übertragenen ersten und zweiten Datenströme aufweist, und zum Überwachen von Kommunikationsfunktionen unter Verwendung der empfangenen ersten und zweiten Datenströme;

(6) eine erste Einrichtung (320B, 324B), die mit dem ersten Daten-ein-Tor verbunden ist, zum Speichern von ersten Sendedaten und einer ersten Sendemaske;

(7) eine zweite Einrichtung (320A, 324A), die mit dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt ist, zum Speichern von zweiten Sendedaten und einer zweiten Sendemaske; und

(8) eine Einrichtung (328B, 328A) zum Multiplexen der ersten Sendedaten mit den zweiten Datenströmen und der zweiten Sendedaten mit den ersten Datenströmen gemäß der ersten Sendemaske bzw. der zweiten Sendemaske;

wobei die erste und zweite Sende/Empfangsgeräteinrichtung die U-Schnittstellen-Datenströme in getrennte Eingabe- und Ausgabe-Datenströme trennen, derart, daß der erste Datenstrom, der von der ersten Sende/Empfangsgeräteinrichtung empfangen wird, aus dem ersten Daten-aus-Tor gesendet wird, und der zweite Datenstrom, der von der zweiten Sende/Empfangsgeräteinrichtung empfangen wird, aus dem zweiten Daten-aus-Tor gesendet wird; und

wobei der Protokollanalysator (104) angeordnet ist, um mit dem ersten Daten-aus-Tor und dem zweiten Daten-aus-Tor oder mit dem ersten Daten-ein-Tor und dem zweiten Daten-ein-Tor gekoppelt zu werden.

2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die erste Empfangs-Latch-Einrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Seriell/Parallel-Umwandlungseinrichtung (316A), die mit dem ersten Daten-aus-Tor (398A) gekoppelt ist, um die erste Datenströme von dem ersten Daten-aus-Tor seriell zu empfangen; und ein Latch-Element (318A), das mit der Seriell/Parallel-Umwandlungseinrichtung und der Bus-Einrichtung (349) gekoppelt ist.

3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Übertragen eine Unterbrechungslogikeinrichtung (312) aufweist, die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum parallelen Übertragen der ersten Datenströme von der Seriell/Parallel-Umwandlungseinrichtung (316A) zu dem Latch-Element (318A); und eine Einrichtung zum Bewirken, daß der Prozessor (348) die ersten Datenströme von der Latch-Einrichtung zu der Speichereinrichtung (352) überträgt.

4. Die Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Einrichtung zum Speichern (320B, 324B) folgende Merkmale aufweist: eine Sendedaten-Latch-Einrichtung (320B) zum Speichern der ersten Sendedaten; eine Sendemasken-Latch-Einrichtung (324B) zum Speichern der ersten Sendemaske; und die Einrichtung (328B) zum Multiplexen der ersten Sendedaten mit den zweiten Datenströmen, welche mit dem ersten Daten-ein-Tor, mit der Sendedaten-Latch-Einrichtung und mit der Sendemasken-Latch-Einrichtung gekoppelt ist.

5. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Einrichtung zum Multiplexen (328B) eine Einrichtung zum Ersetzen von Bits in den zweiten Datenströmen durch entsprechende Bits in den ersten Sendedaten aufweist, wenn entsprechende Bits in der ersten Sendemaske freigegeben sind.

6. Ein Überwachungsverfahren bei einem Kommunikationssystem mit einer ersten Stelle (108) und einer zweiten Stelle (106), welche gemäß einer ISDN-U-Schnittstellennorm über eine verdrillte Duplex-Doppelleitung kommunizieren, wobei die verdrillte Doppelleitung mit der ersten Stelle (108) und der zweiten Stelle (106) gekoppelt ist, wobei das Verfahren zum Überwachen von Duplex-U-Schnittstellen-Datenströmen auf der verdrillten Doppelleitung vorgesehen ist und folgende Schritte aufweist:

(a) Abgreifen in der verdrillten Doppelleitung, derart, daß die verdrillte Doppelleitung ein erstes Ende, das mit der ersten Stelle gekoppelt ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit der zweiten Stelle gekoppelt ist;

(b) Empfangen (404) der Duplex-Datenströme von dem ersten Ende;

(c) Trennen (406) der Duplex-Datenströme in separate Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabe-Datenströme;

(d) Überwachen der Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabe-Datenströme;

(e) Ersetzen (422, 424, 426, 428) von Bits in den Ausgabe-Datenströmen durch entsprechende Bits in ersten Sendedaten, wenn entsprechende Bits in einer ersten Sendemaske freigegeben sind;

(f) Kombinieren (410) der Halbduplex-Eingabe- und -Ausgabe-Datenströme in die Duplex-Datenströme;

(g) Senden (412) der Duplex-Datenströme zu dem zweiten Ende; und parallel zu den Schritten (e), (f) und (g);

(h) serielles (414) Plazieren der Ausgabe-Datenströme in einen Seriell/Parallel-Umwandler (316);

(i) paralleles Übertragen (416) der Ausgabe-Datenströme von dem Seriell/Parallel-Umwandler zu einem Latch- Speicher (318);

(j) Übertragen (420) der Ausgabedatenströme von dem Latch-Speicher zu einem Speicher (352); und

(k) Verwenden der Ausgabe-Datenströme, die in dem Speicher (352) gespeichert sind, um Protokollanalyseoperationen durchzuführen.