DE69838596T2

DE69838596T2 - Modulares digitales Telefonsystem und Verfahren mit einer universellen Telefonanlage

Info

Publication number: DE69838596T2
Application number: DE69838596T
Authority: DE
Inventors: Steven Petaluma Weir; Leonid Santa Rosa Shvarzberg; Stephen Martinez Bellato; David Nicasio Hochman; Terry Kenwood Svetz; Herman Santa Rosa Vis; John Sebastopol Henel; Shad Steilacoom Muegge
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2018-08-29
Also published as: WO1999011096A2; US6330328B1; AU9208198A; DE69832080T2; EP1010349A2; DE69838596D1; WO1999011096A3; ATE308220T1; EP1010349B1; DE69832080D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Digitale Telefonsysteme sind weitverbreitet und haben bisherige Systeme ersetzt. Die gesamte Telefonvermittlung wird nun digital durchgeführt.
Digitale Vermittlungseinrichtungen nach dem Stand der Technik, beispielsweise der 20–20 ^®-Switch von der Harris Corporation, werden verwendet, um Sprach- und Daten-Telefonverbindungen innerhalb eines privaten Systems, beispielsweise eine Nebenstellenanlage (private branch exchange "PBX") und/oder in ein öffentlich vermitteltes Telefonnetz (publicly switched telephone network, "PTSN") hinein zu vermitteln. Derartige Vermittlungseinrichtungen werden ferner verwendet, um verbesserte Dienste anzubieten, beispielsweise Anrufweiterleitung, Anklopfen, Konferenzschaltung, Überstellung, usw.
Derartige Vermittlungseinrichtungen sind üblicherweise in einem Gehäuse installiert, das eingerichtet ist, eine Anzahl von Telefonschächten aufzunehmen, einschließlich:

– eines Schachts zur gemeinsamen Steuerung für Mikroprozessoren, Speicher und Disketten- und Festplattenlaufwerke. Dieser Schacht ist für Anrufsteuerung, Anrufverfolgung und Datenbankmanagement verantwortlich.
– Telefonsteuerschächten zum Vorsehen von Timing und Steuerung der Telefonvermittlung. Dieser Schacht umfaßt Peripherie-Schnittstelleneinheiten (Peripheral Interface Units, "PIUs"), die die Verbindung zu den Diensteinheiten vorsehen.
– zahlreichen Schächten für Telefonschnittstelleneinheiten oder Leitungskarten (Telephony Interface Units, "TIUs"), welche die Verbindungsleitungen, Leitungen und Diensteinheiten enthalten. Jede dieser Telefonschnittstelleneinheiten bedient üblicherweise 512 Telefonanschlüsse.

Die Kommunikation zwischen den Schächten für gemeinsame Steuerung und den Telefonsteuerungsschächten mit jedem der Vielzahl von Telefonschnittstelleneinheiten wurde in Vermittlungseinrichtungen des Standes der Technik durch Flachbandkabel vorgesehen. Ferner ist die Entfernung, über die eine solche Verkabelung vorgesehen werden kann, relativ kurz, beispielsweise 3,9 m (13 Fuß), wodurch sich die Notwendigkeit ergibt, daß alle Komponenten des Systems beieinander angeordnet sind. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Telefonsystem und Verfahren vorzusehen, mit dem der Verkabelungsaufwand wesentlich verringert und der Abstand deutlich erhöht werden kann, wodurch das Anordnen zahlreicher Komponenten des Systems an weit voneinander entfernten Orten vereinfacht wird.
Bei bekannten Systemen werden speziell vorgesehene Schächte verwendet, wobei der Mangel an Austauschbarkeit von Komponenten ein Hindernis hinsichtlich der Erweiterung installierter Vermittlungseinrichtungen darstellt. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues System und Verfahren vorzusehen, das modulare Komponenten verwendet, welche hinsichtlich ihrer Funktion durch Austauschen oder Hinzufügen von Karten innerhalb des Schachts austauschbar sind.
Telefonvermittlungseinrichtungen weisen im allgemeinen die Form von Schachtreihen- und -spalten auf, wobei Instandhaltung und Reparatur die präzise Identifikation des Schachts erfordern. Eine mit der Erfindung verwandte Einrichtung umfaßt einen Telefonschacht, der eine Identifikationsnummer anzeigt.
Oftmals stammen die Blenden der Verbinder, die für die Leitungskarten eines Telefonschachts verwendet werden, von verschiedenen Herstellern, sind nicht in der gleichen Größe vorgesehen und erscheinen an der Rückseite des Schachts als 16er-Reihe. Im Stand der Technik wurde versucht, die Verbindungen der mit Blenden versehenen Verbinder einzeln beizubehalten, typischerweise durch in der Leitungskarte vorgesehenen Schrauben, wobei auch Klettverschlußstreifen verwendet wurden. Die mit der Gewährleistung der Verbindung einhergehenden Zeitverluste und Schwierigkeiten führten oft dazu, daß die Verbindung nicht gegeben ist. Eine weitere mit der Erfindung verknüpfte Vorrichtung umfaßt einen mechanischen Verbinder für Leitungskarten, der für alle Verbindern verwendet wird, unabhängig von Variationen hinsichtlich deren Größe, Form und Anzahl.
Bei bekannten Systemen wird das Vorliegen eines Fehlers auf einer Konsole angezeigt. Jedoch erfordert die möglicherweise weite Verteilung der Komponenten der Systeme, daß jede Stelle innerhalb des Systems über Fehler und deren Schwere innerhalb des Systems in Kenntnis gesetzt wird, unabhängig von deren Stelle. Eine weitere Vorrichtung umfaßt ein Alarmsystem, welches jede Stelle in dem System über ausgewählte Systemfehler und deren Schwere benachrichtigt.
Bei bekannten Systemen belegen Stromversorgungskarten durch die darauf montierten großen Bauteile einen beträchtlichen seitlichen Raum innerhalb des Schachts, insbesondere bei einer redundanten Konfiguration, die das Einfügen von zwei Stromversorgungskarten erfordert. Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, eine neue Stromversorgungskarte vorzusehen, die derart kompakt vorgesehen ist, daß sie im Vergleich zu bekannten Karten nur die Hälfte des vertikalen Raums einnimmt, wodurch eine redundante Umsetzung vereinfacht wird, indem die Stromversorgungskarten vertikal gestapelt werden, ohne den für die Leitungskarten vorgesehenen seitlichen Raum einzunehmen.
Oft weisen bestehende Systeme, die für eine relativ kleine Anzahl an Telefonanschlüssen installiert werden, überschüssige Anschlußwartungskapazität auf, wobei jedoch das Hinzufügen von Anschlüssen sehr schwierig ist. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Peripherie-Transporteinheit mit zahlreichen Peripherie-Zugriffsmodulen vorzusehen, wobei die Anzahl von Anschlüssen, die von bestehenden Vermittlungseinrichtungen bedient werden, einfach erweitert werden kann.
Diese sowie zahlreiche weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich dem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ohne weiteres aus den Ansprüchen, den Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind bildliche Ansichten einer Ausführung des universellen Telefonschachts (Universal Telephony Shelf, "UTS") der vorliegenden Erfindung.
1C ist eine bildliche Explosionsdarstellung der Ausführung der UTS, die in den
1A und 1B dargestellt ist, wobei die Subebene und die gewählten Leiterplatten angefügt sind.
1D ist eine bildliche Darstellung der Einführung von Leitungskarten in die Schächte, die auf der Schacht-Backplane vorgesehen sind.
2A und 2B sind Funktionsblockdiagramme, die das Paarbilden des UTS' darstellt, die von einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt werden.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer typischen Ausführung mit 2000 Anschlüssen, welche das modulare Wesen und die Erweiterungsfähigkeiten des UTS darstellt.
4A, 4B und 4C sind Funktionsblockdiagramme, welche die Redundanz darstellen, die innerhalb zahlreicher Ebenen ermöglicht wird, indem die universellen Telefonschächte der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Ausführung der Zeitsteuerungs- und Vermittlungsgruppenkarte (Timing and Switching Array Card, TSA) der UTS der 1 und 2 darstellt.
6 ist eine bildliche Wiedergabe der PAM-Verbindung mit der TSA-Karte über einen Standard-PCMCIA-Verbinder.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Ausführung des Peripherie-Zugriffsmoduls der TSA-Karte der 5 darstellt.
8 ist eine bildliche Wiedergabe der TSA-Karte von 5, die die Installation von drei PCMCIA-Verbinder für die PAMs der 6 und 7 zeigt.
9 ist ein Zustandsdiagramm für eine Ausführung, welche ein Arbitrationsschema zum Auflösen von Konflikten für den TSCPAD-Bus darstellt, der auf der Zeitsteuerungs- und Vermittlungsgruppenkarte vorgesehen ist.
10 ist ein Zustandsdiagramm des Entscheidungsschemas der Ausführung von 9, die ferner die Möglichkeit eines Anfragenden darstellt, Buszugriff zu erhalten.
11 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Mittel zum Programmieren einer Flash-Speichereinrichtung darstellt, die auf Karten in dem Schacht vorgesehen sind.
12 ist ein Funktionsblockdiagramm der Schachtansteuerungseinheit (Shelf Driver Unit, SDU) der 1 und 2.
13 ist ein Funktionsblockdiagramm des digitalen Taktsynchronisierungsmechanismus von 12.
14 ist eine bildliche Explosionsdarstellung des Verbinderverriegelungsmechanismus.
15 ist eine bildliche Darstellung des Betriebs des Verriegelungsmechanismus von 14.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist ein modulares System, das sich leicht erweitern läßt. Das System selbst ist mit der folgenden Beschreibung zahlreicher Komponenten besser verständlich.
Inhaltsverzeichnis

I. Universeller Telefonschacht A. Übersicht B. Zeitsteuerungs- und Vermittlungsgruppenkarte (5) 1. Lokale Anschlußschnittstelle (5) 2. Peripherie-Zugriffsmodul (6–8) 3. Ton- und Konferenzeinheit (5) 4. Zeitvermittlungseinheit (5) 5. Signalabtasteinheit bzw. Abtast- und Signalisierungseinheit (5) 6. Bytetyp-Abtastung 7. Arbitration (9, 10) 8. Serieller Firmware-Download (11) C. Schachtansteuerungseinheit (Shelf Driver Unit, SDU) (12) 1. SDU-Anzeige (14, 15) 2. Digitale Taktsynchronisierung (13) D. Alarmkarte (1B, 1C) E. Kompakte Stromversorgung und Wärmemanagement (4A, 4B) F. Verbinderverriegelungsmechanismus (14, 15)
II. Typische Installation und Redundanz (3, 4)
III. Erweiterung bestehender Vermittlungseinrichtungen.

I. Universeller Telefonschacht
A. Übersicht
Die 1A und 1B zeigen eine Ausführung des universellen Telefonschachts (Universal Telephon. Shelf, UTS) 20 der vorliegenden Erfindung. Wie im weiteren detaillierter beschrieben ist, ergibt sich die Funktion des einzelnen UTS durch die darin eingeführte Karte, und daher kann ein UTS sowohl für Ausrüstung zur gemeinsamen Steuerung als auch für Peripherieausrüstung verwendet werden.
Der UTS 20 ist eine modulare Komponente, wobei jeder UTS 256 Telefonanschlüsse unterstützt. Die UTS-Backplane 14 (in 1A nicht sichtbar) weist 20 Steckplätze auf, von denen, wie in 1A dargestellt, die ersten zwei Steckplätze 21 für die Stromversorgungen reserviert sind. Die ersten zwei Steckplätze sind in zwei vertikale Halb-Steckplätze unterteilt, wobei jeder Halb-Steckplatz die Hälfte der Höhe des Schachts aufweist, wobei die zweite Hälfte für eine redundante Stromversorgung reserviert ist. Der dritte Steckplatz 22 des UTS sieht einen gemeinsamen Verbinder vor, der zum Einfügen entweder einer Zeitsteuerungs- und Vermittlungsgruppe (Timing and Switch Array, TSA) zur Verwendung von Ausrüstungen zur gemeinsamen Steuerung, oder eine Schachtansteuerungseinheit (Shelf Driver Unit, SDU) zur Verwendung von Peripherie-Ausrüstung dient. Sowohl die TSA- als auch die SDU-Karte können bis zu 512 Telefonanschlüsse unterstützen. Der vierte Steckplatz ist für eine Zentralverarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) 23 reserviert, wenn der dritte Steckplatz von einer TSA belegt ist, und ist im allgemeinen frei, wenn der dritte Steckplatz von einer Schachtansteuerungseinheit belegt ist. Die verbleibenden sechzehn Steckplätze 25 werden von Telefonschnittstelleneinheiten (Telephony Interface Units, TIU) verwendet, die jeweils 256 Telefonanschlüsse bedienen.
Wie in den 1B und 1C dargestellt ist, kann eine Alarm-Subebene bzw. Alarm-Subleiterplatte 16 an der UTS-Backplane 14 angebracht werden, wodurch ein weiterer Kartenplatz für einen Alarm-Kartenverbinder 18, zahlreiche Leistungsverbinder (nicht dargestellt), Schachtpaarungs-Verbinder 42 und Verbinder 45 zum Verkabeln redundanter TSAs und SDUs vorgesehen werden.
Wie in den 2A und 2B dargestellt ist, können zwei UTS 20 gepaart werden, um mittels des Schachtpaarungskabels 43 Module für Ausrüstung zur gemeinsamen Steuerung oder Module für Peripherie-Ausrüstung für 512 Anschlüsse vorzusehen, wodurch eine Verbindung zwischen den Backplanes über die Verbinder 42 aufgebaut wird, die zweckmäßig am oberen und am unteren Ende der Alarm-Subebene 16 angeordnet sind, so daß der Schacht mit dem darüber- oder danebenliegenden Schacht in dem Gehäuse gepaart werden kann. Diese Paarungskonfiguration nutzt die Kapazität für 512 Anschlüsse der TSA- und SDU-Karten.
B. Zeitsteuerungs- und Vermittlungsgruppenkarte (Timing and Switch Array Card, TSA)
Die in 5 dargestellte TSA-Karte 22 ist eine vollständige Nebenstellenanlage auf einer einzigen Karte, wodurch lediglich ein Host-Computer, eine Stromversorgung und Peripheriekarten in einer geeigneten Umgebung erforderlich sind, um volle Funktionalität vorzusehen.
Die TSA-Karte 22 umfaßt eine Zeit-Vermittlungseinheit (Time Switch Unit, TSU) 28, die PCM-Vermittlung ausführt, und die als Peripherieanschluß arbeitet, um PCM-Daten von jedem der 2048 Peripherie-Anschlüsse zu empfangen, die von der TSA-Karte unterstützt werden. Diese ist eine nicht-blockierende Zeitschlitz-Vermittlungseinrichtung mit 4096 Eingängen, welche sich auf 2048 Ausgänge beziehen, und vermittelt 4096 Eingangs-Zeitschlitze, die von den PCMX- und PCMEX-Bussen stammen, in jeder Kombination auf 2048 Ausgangszeitschlitze auf den PCMR-Bus.
Die TSU 28 sieht ferner elektrische und mechanische Schnittstellen für eine lokale Peripherieschnittstelle (Local Peripheral Interface, LPI) 40, sowie drei optionale Peripheriezugriffsmodule (Peripheral Access Modules, PAM) 26 vor.
Im weiteren ist die LPI 40 detaillierter behandelt. Diese sieht zwei Hauptfunktionen auf der TSA-Karte 22 vor, d. h., sie arbeitet als die Peripheriekartensteckplatzschnittstelle für den lokalen Schacht (oder Schachtpaar) und als die Alarm-Kartenschnittstelle für den lokalen Schacht. Die LPI 40 führt für jede der 16 lokalen Anschlußgruppen, die von ihr bedient werden, Multiplexing, Ratenumwandlung und Demultiplexing von Daten durch, und weist ein Peripherie-Timing bzw. Peripherie-Zeitsteuerung auf, das konsistent mit dem Telefonbus von Harns 20–20 ist.
Das PAM 26 ist detaillierter im weiteren beschrieben. Jedes PAM kann dazu dienen, 512 Anschlüsse mit PCM-formatierten Daten, damit verknüpfte Signalisierungsdaten sowie Overhead zu einem weiteren UTS-Schacht oder -Schachtpaar zu transportieren.
Weiterhin bezugnehmend auf die TSA-Karte 22 der 5 sieht die Abtast- und Signaleinheit 30 (Scan and Signal Unit, SSU) Signalabtastung sowie Pufferunterstützung für Signalpaketübertragung (Signal Packet Transfer, SPT) für alle 2048 möglichen Peripherieanschlüsse, sowie für Schacht- und Verbindungsalarmfunktionen vor. Die Telefonzeitsteuerungseinheit (Telephony Timing Unit, TTU) 32 sieht zahlreiche Overhead-Funktionen einschließlich einer Host-Computer-Schnittstelle, einer redundanten Schnittstelle für gemeinsame Steuerung und Backplane-Identifikation vor, sowie sämtliche Takt- und Synchronisierungssignale, die für die TSA-Karte 22 erforderlich sind. Die Zeitsteuerungsreferenzen können ferner zu den in dem Schacht vorgesehene Peripherieeinrichtungen über die Backplane weitergeleitet werden, sowie an Peripherieeinrichtungen, die in anderen Schächten angeordnet sind.
Die TSA-Karte 22 kann ferner eine Ton- und Konferenzeinheit (Tone and Conference Unit, TCU) 34 enthalten, die grundlegende Ton- und Konferenzfunktionen vorsieht. Die TCU 34 verwendet eine Zeitschlitz-Vermittlungseinrichtung (4352 Zeitschlitzeingänge, 512 Zeitschlitzausgänge), die unabhängig von der TSU 28 ist. Diese Vermittlungseinheit kann jeden Quell-Zeitschlitz an jeden der 256 Tonanschlüsse leiten, und kann jeden Quell-Zeitschlitz an jeden der 256 Konferenzbrückeneingänge leiten.
Eine TSA-Karte 22 in minimaler Konfiguration sieht ferner einen Signalpakettransfer-(Signal Packet Transfer, SPT)-Pufferspeicher 36 und einen Flashspeicher 39 für 512 Anschlüsse vor, die mit dem lokalen Schacht oder Schachtpaar verbunden sind. Jedoch muß ein TSA in minimaler Konfiguration nicht notwendigerweise ein PAM 26, wie oben beschrieben, enthalten. Die TSA-Karte 22 in minimaler Konfiguration sieht alle Vermittlungs- und Unterstützerfunktionen vor, die für eine nicht-redundante Vermittlungseinrichtung mit 1–512 Anschlüssen notwendig sind, und die PAM-Module können optional vor Ort oder beim Hersteller installiert werden.
1. Lokale Anschlußschnittstelle (Local Port Interface, LPI)
Die auf der TSA-Karte von 5 dargestellte LPI 40 bildet über die Backplane Schnittstellen zu sechzehn Leitungskarten 41 des in 1D dargestellten Schachts sowie zu einer auf dem Schacht vorgesehenen Alarmkarte 90. Die LPI 40 sieht Multiplexing, Ratenkonvertierung und Demultiplexing von Daten vor, die von den PCMR- und SIGR-Bussen stammen und für die PCMRx und SIGRx jeder der sechzehn lokalen Anschlußgruppen vorgesehen sind, die von diesen bedient werden. Die LPI 40 sammelt während einer Zeitdauer von 3,92 Mikrosekunden insgesamt 16 PCM-Bytes, d. h. eines pro Anschlußgruppe, sowie vier Signalisierungsbytes, d. h. eines für jeden der Signalisierungstypen: Steuerung, OutO, Erweiterung und Out1.
In der Übertragungsrichtung multiplext die LPI Übertragungs-PCM-Daten von sechzehn Anschlußgruppen auf die Zeitschlitze 0–15 der PCMX-Busanschlußgruppe. Die LPI multiplext während der Zelle 0 jedes Signalisierungsblocks Signalisierungsdaten auf STATUS, IN0, TYPE und IN1.
Die LPI 40 unterstützt einen redundanten TSA-Betrieb. In einer redundanten Konfiguration ist eine Umschaltung zwischen den LPI-Funktionen der zwei TSAs vollständig innerhalb von +/– 28 ns synchronisiert, wobei sich dies auf die Peripherie-Backplane bezieht. Ferner tritt eine Umschaltung zwischen den TSAs 22 nur an bestimmten Punkten innerhalb des PCM-Rahmens auf. Die TSA 22, die vom Master-Status zu Slave-Status übergeht, gibt die Peripheriebusse sechs Takt-Zyklen des 32,768 MHz-Takts nach der steigenden Flanke des CLOCK-Signals frei. Die TSA 22, die vom Slave-Status zum Master-Status übergeht, steuert die Peri pherie-Busse fünf Takt-Zyklen des 32,768 MHz Takts nach der steigenden Flanke des CLOCK-Signals an.
Eine redundante Konfiguration erfordert an jeder einzelnen der beiden gemeinsamen Steuerungen eine TSA-Karte und einen redundanten Satz Schacht-Schnittstellenkabel. Eine LPI 40 steuert die Peripherieeinrichtungen an, mit denen diese verbunden ist, wobei dies nur dann geschieht, wenn: 1. die Host-Telefonsteuerung aktiv (ACTIVE) ist, 2. die Host-Telefonsteuerung die LTI aktiviert und 3. keine weitere LPI die Steuerung des Telefonbusses beibehält.
2. Peripherie-Zugriffsmodul
Das Peripherie-Zugriffsmodul 26 (Peripheral Access Module, PAM) sieht eine Transportschnittstelle zwischen der 20–20 TSA und den SDU-Karten vor, die in den Peripherie-UTS-Schächten angeordnet sind. Die PAM 26 ist auf der TSA-Karte 22 in einer der drei zugeordneten Erweiterungssteckplätzen befestigt. Wie in 7 dargestellt, umfassen externe Verbindungen mit dem PAM: einen P1-Host-Verbinder 60 und zwei serielle RJ45-S-Link-Verbinder 62, wobei jede serielle Schnittstelle die gesamte Information überträgt, die notwendig ist, um 256 Vollduplex-PCM-Kanäle, die zugehörige Signalisierung und Wartungsfunktionen für einen selbständigen Schacht zu unterstützen. Die PAM bildet lokal mit der TSA-Karte eine Schnittstelle über einen einzelnen 68 Pin-PCMCIA-Verbinder, der Leistungs-, Masse- sowie alle Datensignale vorsieht, die von der zur gemeinsamen Steuerung vorgesehene PAM-Schnittstelle verwendet werden. Weitere Komponenten des PAM umfassen einen FPGA (Field Programmable Gate Array) 64 und einen Phasenregelkreis (PLL) 66, um Taktungsfunktionen zu erzeugen.
Das PAM multiplext von dem PCMR-Bus stammende PCM-Signale, sowie von dem SIG-Bus stammende Signalisierungs- und Overhead-Information mit einem intern erzeugten Rahmen-Synchronisierungscode. Das Peripherie-PCM und die Signalisierung belegen zehn von zwölf Bytes pro Block. Die verbleibenden zwei Bytes sind Overhead. Das PAM leitet alle PCM- und SIG-Bytes von der TSA an die SDU unverändert weiter. In der weiterführenden (downstream) Richtung, ausgehend von der TSA an die SDU, ersetzt das PAM Teile der Overhead-Bytes, die von der TSA vorgesehen werden, durch Zeitsteuerungs- bzw. Timing- Informationen. In der zu der TSA hinführenden Upstream-Richtung, ausgehend von der SDU, wird lokale Statusinformation ersetzt.
Die PAM-Module unterstützen entweder ein elektrische oder faseroptisches Kommunikationsmedium. Die elektrischen bzw. leitungsgestützten PAMs können jeweils mit einem oder zwei UTS-Schächten verbunden werden, die bis zu 100 Meter von der TSA-Karte entfernt sind, während die faseroptische PAM diesen Abstand auf ungefähr 9 Kilometer erhöhen kann. Die Struktur der zwei PAMs ist derart ausgestaltet, daß diese untereinander austauschbar sind, um den bereitstehenden Stauraum in effizienter Weise zu verwenden.
Wie in 8 dargestellt ist, kann eine gedruckte Leiterplatte (printed circuit board, PCB) 50, auf der die PAMs vorgesehen sind (d. h. TSA-Karte 22) drei übliche mit zwei Steckplätzen vorgesehene PCMCIA-Verbinder 52, 54 und 56 umfassen. Durch die Dicke der Komponenten 58 des PAMs (vgl. 6) würde das normale Einfügen des PAMs in den PCMCIA-Verbinder das Anordnen einer Karte neben die TSA stören. Um dieser Störung vorzubeugen, wird die Leiterplatte am Eingang der Verbinder mit einer Kerbe versehen, und das PAM wird in einer umgekehrten Weise in den oberen Steckplatz des PCMCIA-Verbinders eingeführt. Auf diese Weise wird der für den TSA-Kartensteckplatz vorgesehene Raum effizient verwendet.
Um das umgekehrte PAM in den Standard-PCMCIA-Verbinder einzufügen, ist erforderlich, daß die Peripherieeinrichtung der PAM verändert wird, um dem Verbinder zu entsprechen.
3. Ton- und Konferenzeinheit (Tone and Conference Unit, TCU)
Die Ton- und Konferenzeinheit (Tone and Conference Unit, TCU) 34 der 5 umfaßt einen Tongenerator, der 256 verschiedene Töne basierend auf einem RAM-Speicher vorsehen kann. Der Tongenerator hat einen gesamten Ton-Wavetable-Speicherplatz von 59 kByte. Jeder einzelne Ton kann bis zu 32767 Bytes belegen. Der gesamte Speicherplatz für alle Töne muß weniger als oder gleich 56 kBytes betragen. Die TCU 34 sieht einen Eingang für 256 Brücken-Schaltkreise und einen Ausgang für 256 Gesamtkonferenzschaltungen vor.
Die Konferenzschaltungsausgabe ist für Teilnehmer oder Zuhörer Zeitschlitz-gestützt auf einer Zeitschlitzbasis vorgesehen. Die Töne belegen die ersten 256 Anschlüsse der TSA-Matrix (TSA-Map). Die Konferenzbrückenschaltungen belegen die zweiten 256 Anschlüsse. Die Ton- und Konferenzschaltkreise unterstützen eine nahezu identische Softwareschnittstelle für die 20–20 MNP-Plattform. Die hauptsächliche Ausnahme besteht in einem kleineren gültigen Quelladressbereich.
4. Zeitvermittlungseinheit (Time Switch Unit, TSU)
Die TSU 28 der TSA-Karte der 5 ist durch die Kombination eines FPGAs, eines Vermittlungs-RAMs und eines Dämpfungs-RAMs ausgeführt. Zwei parallele PCM-Busse mit 8 Bit versorgen den TSU-Eingang, d. h. PCMX, ausgehend von den Peripherie-Anschlüssen und den PCMEX ausgehend von der TCU, sowie zukünftige bordseitig vorgesehene Erweiterungen, wobei die Busse synchron bei 16,384 MHz arbeiten, wodurch jeweils 2048 PCM-Zeitschlitze vorgesehen werden.
Die TSU-Funktion vermittelt 4096 Eingangs-Zeitschlitze von den ~PCMX- und ~PCMEX-Bussen in jeder Kombination auf die 2048 Ausgangs-Zeitschlitze auf dem ~PCMR-Bus. Die TSU umfaßt für jede der vier Übersetzungsseiten einer von einem RAM herunterladbaren Dämpfungstabelle zweiunddreißig Dämpfungsschritte. Die Vermittlung des Zeitschlitzes ist als Vollrahmen oder Halbrahmen bezüglich eines Ausgangszeitschlitzes auswählbar, ausgehend von einer Ausgangs-Zeitschlitzbasis.
Der Host-Computer baut jede Einwegkommunikation mit einem Quelladresszeiger (zwei Bytes) bezüglich des Ziels in dem Verbindungsspeicher (A-RAM) auf. Ein Dämpfungsregister mit 8 Bit sieht eine COMPAND-Regelumsetzung sowie Dämpfungsgewinn oder -verlust vor.
5. Signalabtasteinheit (Signal Scanning Unit, SSU)
Weiterhin bezugnehmend auf die 5 sieht die SSU-Funktion Signalabtastung und SPT-Unterstützung für alle 2048 möglichen Peripherie-Anschlüsse vor. Ferner sieht die SSU- Funktion Signalabtastung für den Schacht vor, sowie Verbindungsalarmfunktionen. Die Basis-SPT-Konfiguration versorgt alle 2048 Anschlüsse mit SPT. Die SPT sollte in Vielfachen von 1/2/4/8/16 Unterkanälen mit 8 kbps pro logischem Kanal kaskardierbar sein.
6. Bytetyp-Abtastung (Type Byte Scanning)
Eine in einen universellen Verbinder eingeführte Karte kann für das System eine Identifikationsnummer zur Identifikation des Kartentyps vorsehen. Wenn ein Fehler innerhalb der Karte auftritt, kann sich die Kartenidentifikationsnummer ändern. Systeme nach dem Stand der Technik erfassen diese Änderung der Kartenidentifikationsnummer während eines periodischen Überprüfungsprozesses, der von der CPU ausgeführt wird. In einem UTS-System umfaßt die SSU der TSA eine neue Signalisierungsfunktion, d. h. Bytetyp-Abtastung (TYPE byte scanning), mit einem zugehörigen Überwachungsregister für jeden Anschluß in dem Anschlußstrukturfeld (Port Structure Array, PSA), sowie ein neues Ereignis, wodurch Änderungen der Kartenidentifikationsnummer in Echtzeit erfaßt werden. Eine Änderung der Kartenidentifikationsnummer wird in einem Ereignis-FIFO wiedergegeben, der auf der TSA angeordnet ist und der die CPU hinsichtlich der Änderung benachrichtigt.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese Benachrichtigung als Interrupt arbeitet, wodurch die Verzögerung, die mit dem Überprüfungsprozess verknüpft ist, bei der Erfassung entfällt. Die Änderung der Kartenidentifikationsnummer kann unter anderem eine Indikation für eine durchgebrannte Sicherung, eine Zustandsänderung (beispielsweise von Initialisierungsphase zu Aktivphase), oder eine Änderung der Funktion (beispielsweise bei einer Multifunktionskarte).
7. Arbitration
Wie in 5 dargestellt, ist der TSCPAD-Bus ein multiplexgestützter Adress-/Datenbus, der die Subeinheiten TTU, SSU, TSU und TCU (d. h. FPGAs) auf der TSA-Karte 22 verbindet. Der Bus kann ferner von der Sprachkombiniereinheit (Voice Combiner Unit, VCU) und von jedem Erweiterungsmodul verwendet werden, das über den unteren Steckplatz des PAM- PCMCIA-Verbinders, der zwei Steckplätze aufweist, verbunden ist (d. h. der untere Steckplatz verbindet mit Bus-Arbitrations-Leitungen).
Der Arbitrationsmechanismus, welcher implementiert ist, um auf den Bus bezogene Konflikte zwischen den Untereinheiten für eine Ausführung der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist in 9 dargestellt. Im allgemeinen sieht der Arbitrationsmechanismus ein prioritätsbasierendes Schema vor, das durch die Anzahl aufeinanderfolgender Zugrifffe (beispielsweise vier aufeinanderfolgende Zugriffe durch einen der anfragenden Einheiten) oder durch einen Zeitparameter (beispielsweise Zugriffserlaubnis für 4 ms für die gleiche anfordernde Einheit) beschränkt ist. Um Buszugriff anzufordern, steuert die anfordernde Einheit (requester) die bei niedrigem Pegel aktive Leitung CPUREQ des TSCPAD-Busses an, und wenn sich für den Bus keine Konflikte ergeben, wird der Zugriff gestattet. Wenn mehrere Zugriffe auf den Bus durchgeführt werden, ist es möglich, daß ein Arbitrationszyklus notwendig ist, bevor der Zugriff erlaubt wird, abhängig von dem Timing bzw. der Zeitsteuerung der Anfragen und der betreffenden anfordernden Einheiten.
Wie in 9 dargestellt ist, wird der anfordernden Einheit höchster Priorität, der Host-Zugriff über die TTU, der Buszugriff erlaubt, ohne Berücksichtigung der anderen anfordernden Einheiten, wenn die Anforderung entweder vor oder gleichzeitig mit anderen Anforderungen durchgeführt wird (d. h. ~CPUREQ=1), wodurch nahezu keine Arbitrationsverzögerung entsteht. Wenn die Zugriffsanforderung durch die TTU nach anderen Anforderungen gestellt wird (d. h. ~CPUREQ=1), ist ein Arbitrationszyklus (RESOLVE) erforderlich. Während des Arbitrationszyklus werden die Anforderungen der anfordernden Einheit niedrigster Priorität EXP3 nicht berücksichtigt.
Die 10 betrifft den Arbitrationsmechanismus und stellt ferner die Fähigkeit einer anfordernden Einheit dar, einen Buszugriff beizubehalten. Ein den Bus anforderndes Element kann den Bus für die Belegungsdauer von vier aufeinanderfolgenden Zugriffen bzw. 4 ms beibehalten, indem eine zweite Arbitrationsleitung ~CPUHOLD des TSCPAD-Busses angesteuert wird. Eine anfordernde Einheit, die auf den Bus nach einer in Konflikt stehenden Anforderung zugreift, kann hinsichtlich folgender Zugriffe nicht erneut ansteuern, bis zumindest zwei aufeinanderfolgende 61 ns Intervalle aufgetreten sind, in denen ~CPUREQ negiert wird. Am Ende jedes Datentransferzugriffs durch eine anfordernde Einheit wird der nächste Arbitrationszustand durch den Zustand von ~CPUREQ festgelegt. Ein angesteuertes bzw. ausgegebe nes ~CPUREQ-Signal gibt an, daß entweder eine in Konflikt stehende Arbitrierung aufgetreten ist, oder daß eine weitere anfordernde Einheit während des gerade abgeschlossenen Datenübertragungszyklus aktiv geworden ist. Die Arbitrationseinheit kehrt zu der REQUEST-Phase zurück. Ein negiertes ~CPUREQ-Signal gibt an, daß keine Datentransfers vorliegen, so daß die Arbitrationseinheit zum Leerlauf-Zustand (IDLE) zurückkehrt.
8. Serieller Firmware Download
Weiterhin bezugnehmend auf 5 ist die auf der TSA-Karte vorgesehene Flash-Speicher-Vorrichtung 39 eine nicht-flüchtige Einrichtung, die Programmierungskonfigurationen für jeden FPGA enthält, der auf der TSA-Karte 22 angeordnet ist. Da die FPGAs statische RAM-Vorrichtungen sind, die ihre Programmierung verlieren, wenn das System ausgeschaltet wird, müssen die FPGAs mittels der Flashspeichervorrichtung erneut konfiguriert werden, wenn das System wieder mit Energie versorgt wird.
Es werden zahlreiche Verfahren verwendet, um die Flashspeichervorrichtungen mit zahlreichen FPGA-Konfigurationsinformationen zu programmieren. Die Flashspeichervorrichtungen können programmiert werden und während der Herstellung auf die Leiterplatten angelötet werden. Jedoch ist eine Neuprogrammierung der Vorrichtungen schwierig, da die Speichereinrichtungen von der Leiterplatte entfernt und erneut mit dieser verbunden werden müssen. Dieses Problem kann überwunden werden, wobei dies zu Lasten von für die Speichereinrichtungen vorgesehenen Sockel geht. Ferner kann das Entfernen bzw. das Einsetzen der Speichervorrichtungen aus/in den Sockel die Vorrichtung oder andere Schaltungen auf der Leiterplatte beschädigen.
Eine in 11 dargestellte Ausführung umfaßt eine neue Art und Weise zur Programmierung dieser Flashspeichervorrichtungen, wodurch die Probleme des Stands der Technik gelöst werden. Eine der FPGAs wird ausgewählt, um zur Programmierung der TCU-, TSU-, SSU-, TTU- oder LPI-Funktionen (normalerweise der LPI-FPGA) verwendet zu werden. Dieser FPGA wird mit einem seriell verbundenen externen Computer 68 konfiguriert, um als UART (Serial to Parallel Data Conversion) sowie als Flashspeicher-Controller zu arbeiten (d. h. Zustandsautomat, der Steuersignale vorsieht, beispielsweise Schreiben, Adresse, Daten, Takt).
Nach Konfiguration des FPGA gibt der externe Computer 68 die für die Flashspeichervorrichtung vorgesehenen Programmierungsdaten an den FPGA. Die Programmierungsdaten werden dann mittels des FPGA/UART in einen parallelen Datenstrom umgewandelt und zusammen mit den notwendigen Steuersignalen von dem FPGA an die Flashspeichervorrichtung geleitet.
Sobald die Programmierung der Flashspeichervorrichtung vollständig ist, konfiguriert der Flashspeicher die FPGAs, einschließlich der Neukonfiguration des UART-/Zustandsautomaten-FPGA, so daß diese ihre vorgesehenen Funktionen ausführen. Die Fähigkeit des programmierenden FPGA, als UART-/Zustandsautomat zu arbeiten, wird durch die Neukonfiguration gelöscht.
C. Schachtansteuerungseinheit (Shelf Driver Unit, SDU)
Die SDU 24 kann in jeden UTS neben einer TSA-Karte eingeführt werden und sieht die Transportschnittstelle vor, die zwischen der TSA (gemeinsame UTS-Steuerung) und dem Peripherie-Schächten notwendig ist. Wie in der 12 dargestellt, umfassen die Verbindungen mit der SDU 24: einen P1-Backplane-Verbinder 70, einen P2-Backplane-Verbinder 72 und einen J1 (primär, PRImary) und J2 serielle PLink (Erweiterung, EXPansion-Verbinder) 74, 75, die durch übliche Umwandler 76 und Leitungsansteuerungseinheiten 78 führen. Die SDU 24 bildet Schnittstellen über Bandkabel mit Peripherie-Karten in der gleichen Backplane und optional in einer zweiten Backplane in einer gepaarten Konfiguration, wie oben in Verbindung mit der 2B beschrieben ist. Der P1-Backplane-Verbinder 70 liefert den gesamten zum Betrieb notwendigen Strom für die SDU.
Weiterhin bezugnehmend auf die 12 empfängt der FPGA digitale Taktinformationen von einem Takt 80, wie detaillierter in 13 dargestellt ist, und sieht eine digitale Anzeige 82 vor.
Von den zwei seriellen Verbindern ist PRI der erste Anschluß, der auf jeder SDU verwendet wird. Er verbindet die ersten von der SDU 24 vorgesehenen 256 Anschlüsse mit der gemeinsamen Steuerung. In Systemen mit gepaarten Schächten liegen diese Anschlüsse in dem unteren Schacht eines Schachtpaars vor. Der Erweiterungs-(EXP)-Anschluss verbindet die zweiten 256 Anschlüsse, die von der SDU vorgesehen werden, mit der gemeinsamen Steuerung.
Diese sind üblicherweise neben dem Peripherieschacht angeordnet, der oberhalb des Schachts angeordnet ist, in dem die SDU 24 vorgesehen ist. In Systemen mit gepaarten Schächten sind diese Anschlüsse auf dem oberen Schacht eines Schachtpaars vorgesehen.
Die SDU 24 gibt eine Peripherie-Backplane-Zeitsteuerung vor, die konsistent mit der Vermittlungseinrichtung 20–20 von Harris ist. Jede serielle S-Link-Schnittstelle umfaßt zwei Sende- und zwei Empfangspaare, die zu der SDU 24 gehören. Die vier Kabelpaare sehen bidirektionalen gleichanteilsfreien Transport über 256 Peripherie-Anschlußdaten- und Signalisierungskanäle vor. Die zwei für jede Richtung vorgesehenen Paare arbeiten zusammen als einziger logischer Kanal. In den Datenstrom sind Takt- und Synchronisierungsinformationen eingebettet.
Wie oben in Verbindung mit 4 betrachtet wird, unterstützt die SDU 24 redundanten Betrieb. In einer redundanten Konfiguration arbeitet eine SDU als Telefonbus-Zeitsteuerungs-Mastereinheit, und die andere arbeitet als Telefonbus-Slave-Einheit. Die Slave-Einrichtung synchronisiert ihre Telefonbus-Zeitsteuerung, um den +/– 28 ns Mastertakt zu verfolgen, der an den Telefonbussen gemessen wird. Bei einer Umschaltung stellt die SDU, welche vom Slave-Zustand zum Master-Zustand übergeht, die Telefonbus-Zeitsteuerung graduell nach, so daß diese gegenüber dem Empfangs-Verbindungstiming einen festen Mittelwert-Offset darstellt. Die Einstellrate beträgt nicht weniger als 20 ns/s und nicht mehr als 42 ns/s.
Eine redundante serielle Peripherie-Verbindung erfordert eine serielle S-Link-Schnittstelle mit jedem der zwei SDUs, sowie die zwei zugeordneten seriellen S-Link-Kabel. Eine SDU 24 steuert die Peripherieeinrichtung an, mit der diese verbunden ist, für den Fall, daß: 1. die Host-Telefonsteuerung aktiv ist, 2. die SDU synchronisiert und bereit (READY) ist, 3. die Host-Telefonsteuerung die SDU aktiviert und 4. keine weitere SDU die Steuerung der Telefonbusse beibehält.
1. SDU-Anzeige
Jeder SDU 24 umfaßt vier Sieben-Segment-Anzeigen auf der Vorderplatte, die in zwei Gruppen angeordnet sind; eine Gruppe, welche die Schachtnummer des unteren Schachts in einem Schachtpaar angibt, wobei die andere Gruppe die Nummer des oberen Schachts angibt. Die Schachtnummern werden von dem System von dem System erzeugt und gehandhabt, um die Wartung des entsprechenden zu wartenden Schachts zu unterstützen.
2. Digitale Taktsynchronisierung
Bezugnehmend auf 13 regeneriert der digitale Takt 80 der 12 eine Wiedergabe des TSA-Sendetakts und sieht eine Takt-/Daten-Trenneinrichtung, einen Empfangsbit-Zellenzähler und einen digitalen Phasenregelkreis mit niedriger Verstärkung (gain) vor.
Der Empfangsbit-Zellenzähler integriert das von der Takt-/Daten-Trenneinrichtung vorgesehene Ausgangssignal und wertet das Integral periodisch aus. Insbesondere empfängt ein Vergleicher 84 das Daten- und ein Taktreferenzsignal und sieht ein Fehlersignal vor, das durch einen Zähler, einen Kurzzeitakkumulator 88 und einen Langzeitakkumulator 90 geleitet wird, und sieht ein Überlauf- oder Unterlauf-Ausgangssignal für den Takteinstellungsschaltkreis 92 vor. Die Verstärkung (gain) des Phasenintegrators ist sehr klein, so daß die Schleifendämpfung relativ hoch ist und jegliche wesentliche Frequenzspitze unterdrückt. Die Frequenzantwort des Phasenintegrators ist sehr gering.
Der Takteinstellungsschaltkreis umfaßt einen Modulo 3/4/5-Ringzähler, der jedes Mal getriggert wird, wenn ein Überlauf- oder Unterlauf-Datenübergang auftritt. Das von dem Ringzähler 92 stammende Ausgangssignal wird zurück zu dem analogen PLL 94 gespeist, der das Referenzsignal an den Komparator 84 liefert.
D. Alarmkarte/Sub-Leiterplatte
Die in den 1B und 1C dargestellte Alarmkarte 90 ist ein PCBA-Aufbau, der mit der Hinterseite einer UTS-Backplane über den Alarmkartenverbinder 80 der Alarm-Subebene 16 verbunden ist. Die Alarmkarte 90 ist senkrecht mit der Alarm-Subebene befestigt und wird von Verschlußelementen gehalten, die auf dem UTS-Seitenrahmen angeordnet sind. Die Alarmkartenschnittstellen umfassen einen 64-Pin-Verbinder, der auf der lokalen Subebene 16 befestigt ist, die verwendet wird, um für logische Signale und Überwachungssignale einen Abschluß zu bilden, wobei zwei RJ-45-Verbinder für Bediener-Ein- und Ausgabe verwendet werden.
Die Alarmkarte 90 sieht eine für Bediener vorgesehene Verbindungs-Umgehungs- und Klingelton-Abschaltungsschalter, Abschlüsse für Verbindungen mit Alarmfunktionen auf Schacht- und Gehäuseebene, Befestigungsraum für einen Klingeltongenerator, sowie einen Gleichstrom-/Wechselstrom-Umwandler vor und liefert Leistung für ein Niederspannungs-Systemmodem.
Ferner berichtet die Alarmkarte 90 lokale Schachtalarmbedingungen sowie Alarmbedingungen für benachbarte Schächte an die lokale SDU 24. Die SDU 24 kombiniert die Alarmkartendaten mit Verbindungsalarminformation in den Overhead-Kanälen, die für die gemeinsame Steuerung vorgesehen sind. Jede dieser Alarmbedingungen belegt ein Bit in einem von vier Bytes für jedes der zwei Schächte. Die acht Bytes sehen Informationen hinsichtlich der Stromversorgung und des Temperaturstatus, des Benutzersteuerungsstatus, des Sockelstatus und Rückführungen des Haupt- und Neben-Systemalarms für beide Schächte vor.
Eine systemweite Benachrichtigung von vier Alarmstufen, d. h. kritischer Fehler, Hauptfehler, Nebenfehler und Verbindungsumgehung, die innerhalb des Systems auftreten, wird von vier LEDs vorgesehen, die auf der oder den Stromversorgungsleiterplatte(n) montiert sind, die in jedem Schacht in den Positionen eingefügt sind, wie es die 1 und 2 darstellen.
E. Kompakte Stromversorgung (Power Supply Packaging) und Wärmemanagement
Wie oben in 1 dargestellt, bietet der UTS-Schacht zwei Steckplätze für Stromversorgungs-Leiterplatten. Die in dem UTS verwendeten Stromversorgungs-Leiterplatten haben ungefähr die halbe Größe anderer Karten in dem Schacht und sind vertikal übereinander angeordnet, wodurch der Stauraum effizient verwendet wird, indem der duale Steckplatzraum zwischen den zwei Karten verwendet wird. Ferner, wie in den 1 und 2 dargestellt, sind die Stromversorgungen nebeneinander auf einer Seite des Schachts angeordnet, wobei die Bauteilseite der gedruckten Leiterplatte zu dem Metall außerhalb des Schachts orientiert ist, und sich von den anderen Karten weg erstreckt. Diese Orientierung kann den Wärmetransfer zu der Metallseite des Schachts verbessern und eine thermale Abschirmung für die Lei tungskarten vorsehen, wobei ein durch den Schacht nach oben führender Durchgang für Kühlungsluft definiert wird.
F. Verbinderverriegelungs-Mechanismus
Wie in den 14 und 15 dargestellt ist, wird ein mechanischer Einschnappmechanismus verwendet, um die mit Blenden versehenen Verbinder der Leitungskarten an der Stelle zu halten.
Wie schematisch in 15 dargestellt ist, weist jede Leitungskarte einen 25-paarigen Verbinder auf, auf den ein mit Blende versehener Verbinder 90 plaziert werden kann. Die vorliegende Erfindung sieht einen einzigen Einschnappmechanismus für alle mit Blenden versehenen Verbinder vor.
Wie in 14 dargestellt, ist eine Verriegelungseinrichtung 92, 94 auf dem Schacht auf beiden Seiten der Leitungskarten befestigt. Jede Verriegelungseinrichtung 92 umfaßt eine Reihe paralleler Öffnungen, die vorgesehen sind, die freien Enden 93 eines Verriegelungsstabs 96 zu empfangen, der als Feder dient und daher manuell zusammengedrückt werden kann, wie es mit den Pfeilen A-A dargestellt ist, und sich entspannen kann, um sich in ein gewähltes Paar der gegenüberliegenden Öffnungspaare 98 hineinzuerstrecken.
Jede Verriegelungseinrichtung 92, 94 ist ferner mit zwei Schlitzen 100 vorgesehen, die eingekerbt sind, um das geschlossene Ende 102 des Verriegelungsstabs 96 selektiv zu empfangen. Das geschlossene Ende 109 des Verriegelungsstabs 96 ist vorzugsweise mit einer Verlängerung 104 vorgesehen, die das Eintreten des Stabs 96 in ein ausgewähltes Paar Kerben 100 in der Verriegelungseinrichtung vereinfacht, wenn dieses manuell in Richtung der Pfeile B-B gedrückt wird.
Während des Betriebs sind, wie in 15 dargestellt, die freien Enden des Stabs 96 in ein ausgewähltes Paar der Öffnungen in einer ausgewählten Verriegelungseinrichtung 92 eingeführt, wobei der Stab drehbar ist, um Druck gegen die Hinterseiten jedes mit Blenden versehenen Verbinders 90 auszuüben. Die Flexibilität des Stabs 96 und die Federkraft der mit Blenden versehenen Verbinder 90 gewährleistet, daß Druck gegen die Verbinder aufrechter halten bleibt. Der Stab 96 wird in der geschlossenen Position gehalten, indem dessen geschlossenes Ende in ein ausgewähltes Paar Kerben, die in der anderen Verriegelungseinrichtung 94 vorgesehen sind, eingeführt wird.
II. Typische Installation und Redundanz
In der 3 ist ein typisches Systemgehäuse mit acht Schächten dargestellt, wobei vier UTS-Schachtpaare verbunden sind, um ein System mit 2000 Anschlüssen vorzusehen. Wie dargestellt ist, umfaßt das Gehäuse ein Schachtpaar UTS1-UTS2, das eine TSA-Karte in dem unteren Schacht UTS1 umfaßt, sowie drei Schachtpaare UTS3-UTS4, UTS5-UTS6 und UTS7-UTS8, die SDU-Karten in den unteren Schächten enthalten. Der obere Schacht jedes Schachtpaars ist ausschließlich für TIU-Karten und Stromversorgungen reserviert, wobei keine TSA- oder SDU-Karten in diese oberen Schächte eingeführt sind. In jedem der acht Schächte werden sechzehn TIU-Karten eingeführt.
Wie dargestellt ist, sind die Schächte paarig durch von der Alarm-Subebene 16 vorgesehene Verkabelung 43 verbunden, wie es in Verbindung mit der 2 beschrieben ist, wobei jedes Schachtpaar entweder die TSA-Karte 22 der 5 oder eine SDU-Karte 24 der 12 umfaßt.
Hinsichtlich des ersten Schachtpaars UTS1-UTS2 steuert die LPI der TSA-Karte 22 die Leitungskarten in beiden Schächten, um 512 Anschlüsse vorzusehen. Die TSA-Karte 22 ist ferner über einen der drei PAMs 26 mit der SDU 24 verbunden, die mit einem der anderen Schachtpaare verknüpft ist; beispielsweise ist das oberste PAM 26 mit der SDU 24 des Schachts UTS3 verbunden.
Die universelle Verwendbarkeit des Telefonschachts ist ein wesentlicher Vorteil zur Erlangung eines bestimmten Grads an gewünschter Redundanz. Während die Redundanz in einem individuellen nicht modifizierten UTS auf eine redundante Stromversorgung beschränkt ist, wird die Redundanz auf der Schachtpaar-Ebene vorgesehen, wie in der 4A dargestellt ist. In diesem Fall wird in jeden Schacht des Schachtpaars eine TSA (für ein Schachtpaar für Ausrüstung zur gemeinsamen Steuerung) eingeführt, wobei die Leitungskarten in einer oder in beiden Schächten des Schachtpaars bereitstehen. Die TSAs sind mittels redundanter Ver kabelung 47 über die Redundanzverbinder 45 der Alarm-Subebene verbunden (vgl. 2B). Eine TSA wird als aktive TSA identifiziert, wobei die zweite TSA als Reservekapazität dient. Wenn die aktive TSA ausfallen sollte, übernimmt die Reserve-TSA die Steuerung des Systems. Dieses Redundanzschema ist ferner auf ein Peripherie-Schachtpaar anwendbar, wobei die TSAs durch eine SDU ersetzt werden.
Wie in der 4B dargestellt ist, wird für die Schächte für Peripherieeinrichtung ein alternatives Redundanzschema vorgesehen. Eine zweite SDU kann in den gleichen UTS-Schacht eingeführt werden, indem ein Verbinder der UTS leicht verändert wird. Wenn eine UTS, wie oben bemerkt, für gemeinsame Ausrüstung vorgesehen wird, wird die CPU-Karte in einen Steckplatz neben der TSA-Karte eingeführt; jedoch verbleibt dieser Schacht bei Peripherie-Ausrüstung frei. Durch Anpassen des CPU-Verbinders, um das Einfügen einer SDU-Karte vorzusehen, wird Redundanz zwischen den zwei SDUs in einem einzelnen Schacht vorgesehen.
Wie in der 4C dargestellt ist, kann Systemredundanz für das System mit 2000 Anschlüssen von 3 vorgesehen werden, indem eine TSA-Karte oder SDU-Karten in den zweiten Schacht des Schachtpaars für gemeinsame (Steuerungs-) Ausrüstung beziehungsweise in Schachtpaare für Peripherieausrüstung eingefügt wird. Wie in dem in 3 dargestellten System, ist die TSA des zweiten Schachts des Schachtpaars für gemeinsame (Steuerungs-) Ausrüstung über die PAMs, die auf dem zweiten TSA-Schacht angeordnet sind, mit den zweiten Schacht-SDUs der Peripherie-Schachtpaare verbunden (zur Klarheit sind die Verbindungen des primären Systems nicht dargestellt). Wenn ein beliebiges Modul in dem Primärsystem ausfällt (d. h. die in 3 beschriebenen Verbindungen der ersten Schächte), erfaßt das sekundäre System den Fehler und die assoziierten TSA und SDUs übernehmen die Steuerung der Leitungskarten für die entsprechenden Schachtpaare.
III. Erweiterung bestehender Vermittlungseinrichtungen
Die SDU kann ferner eine Transport-Schnittstelle zwischen Peripherieschächten und dem 20–20-Lx-Modul zur gemeinsamen Steuerung vorsehen.
Die 20–20 Lx-Vermittlungseinrichtung verfügt über die Kapazität zur Unterstützung von 10000 Anschlüssen. Jedoch wird diese oft in Systemen installiert, die weniger als die maximale Anzahl an Anschlüssen zum Zeitpunkt der Installation benötigen. Sollte zu einem Zeitpunkt weitere Kapazität erforderlich sein, kann die UTS der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Anschlüsse in Schritten von 256 (einzelner Schacht) oder in Schritten von 512 (gepaarte Schächte) vorzusehen, wobei in jedem Schachtpaar eine SDU installiert ist.
Die Schnittstelle zwischen der gemeinsamen Steuerung 20–20 Lx-Vermittlungseinrichtung und den zusätzlichen Anschlüssen kann vorgesehen werden, indem die periphere Schnittstelleneinheit (Peripheral Interface Unit, PIU) der 20–20 Lx-Vermittlungseinrichtung durch eine Peripherie-Übertragungseinheit (Peripheral Transfer Unit, PTU) ersetzt wird, die zwei PAMs enthält, wie oben beschrieben ist.
Während im voranstehenden die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, ist ersichtlich, daß die beschriebenen Ausführungen lediglich darstellend sind und wobei das Gebiet der Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche definiert sein soll.

Claims

Schachtansteuerungseinheitskarte (Shelf Driver Unit Card, SDU), die mindestens Stimme und Daten zwischen einer gemeinsamen Steuerungsvorrichtung und einem Peripheriegerät eines Telefonschalters zum Reprogrammieren von Flash-Memory-Vorrichtungen transportiert, die auf einer Zeitvermittlungseinheit-Karte (Time Switch Unit Card, TSA) angeordnet sind, wobei die SDU folgendes umfaßt: – ein Field Programmable Gate Array (FPGA); – einen Speicher (39); – einen Phasenregelkreis (Phase Lock Loop, PLL), der einen Oszillator umfaßt; – eine digitale Anzeige (82); – zwei Backplane-Verbinder (70, 72), die eine Schnittstelle mit derselben Backplane von Peripheriekarten bilden; – zwei Verbinder (74, 75), die eine Schnittstelle mit der gemeinsamen Steuerungsvorrichtung bilden, wobei das FPGA digitale Taktinformation von einem digitalen Taktgeber (80) empfängt, der ein Bild des TSA-Übertragungs-Taktes regeneriert, wobei die SDU das Peripheriegerät, mit der sie verbunden ist, antreibt und als Telefonzeitsteuerungseinheit-Master wirkt, und die anderen Peripheriegeräte als Telefon-Bus-Slave wirken.
SDU nach Anspruch 1, bei der die zwei Verbinder (74, 75) Reihenverbinder sind und ein Kupfer- oder Faseroptik-Kommunikationsmedium unterstützen.
SDU nach Anspruch 2, bei der die zwei Verbinder (74, 75) mit Rückwand-Verbindern (70, 72) verbunden sind.
SDU nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der einer der Rückwandverbinder (70) den gesamten Betriebsstrom für die SDU zuführt.
SDU nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der digitale Taktgeber (80) einen Takt/Daten-Trenner, einen Empfangsbitzähler und einen Phasenregelkreis (PLL) mit geringem Verstärkungsgrad umfaßt.
SDU nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das FPGA die Anzeige (82) bereitstellt, um die Schachtzahlen anzuzeigen.