FI106422B - Varmennettu kytkentäjärjestely - Google Patents

Description

1 106422

Varmennettu kytkentäjärjestely Keksinnön ala

Keksintö liittyy yleisesti tietoliikenneverkossa suoritettavan kytken-5 nän varmentamiseen. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee kahdentamalla varmennettuja kytkentäelementtejä, erityisesti kahdentamalla varmennettuja kytkentäkenttiä. Kytkentäelementillä tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa kytkentää suorittavaa kokonaisuutta.

10 Keksinnön tausta

Kytkentäkenttä on esim. puhelinkeskuksessa tärkein yksittäinen komponentti, jonka mahdollinen vikaantuminen saattaa pahimmassa tapauk-! sessa lamauttaa hyvinkin suuren tilaajamäärän puhelinliikenteen. Tämän vuoksi kentän toimintaa pitää pystyä valvomaan tehokkaasti ja esiintyvistä häi-15 riöistä täytyy informoida käyttöhenkilökuntaa välittömästi vian paikallistamiseksi ja koijaamiseksi.

Kytkentäkentän toiminta on perinteisesti varmistettu käyttämällä rinnakkain kahta toisiaan varmentavaa kytkentäkenttää. Kuviossa 1 on havainnollistettu tällaista kytkentäkenttäjärjestelmää, jossa on kaksi rinnakkaista kyt-, 20 kentäkenttää SWF A ja SWF B. Kytkentäkenttään tuleva data on normaalisti

I I I

kytketty molempien kytkentäkenttien tuloporteille (INAi ja INBi, i=1,2,...n) ja

< I C ( I

‘ ‘ molemmat kytkentäkentät ovat koko ajan toiminnassa suorittaen kytkentätoi- : mintaa samalla tavalla. Lähtöportteihin (OUTAi ja OUTBi, i=1,2,...n) saadaan «Il ;: siis normaalitapauksessa sama data. Kuitenkin vain toinen kytkentäkenttä on ί Vi 25 valittu aktiiviseksi kentäksi, jonka lähtösignaalit kytketään eteenpäin.

:T: Yksittäisen kytkentäkentän (SWF_A tai SWF_B) toimintaa valvotaan suorittamalla kummassakin kytkentäkentässä sisäistä vertailutestausta kentän ohjausyksikön (CU_A, CU_B) ohjaamana. Vertailu suoritetaan haaroittamalla (vrt. nuolet) valittujen lähtevien kanavien (aikavälien) data ja niitä vastaavien • · · 30 tulevien kanavien (aikavälien) data ohjausyksikölle, joka vertailee dataa usean : V kehyksen ajan. Samanaikaisesti vertailussa olevien kanavien lukumäärä on

• M

yleensä hyvin pieni verrattuna aikavälien kokonaislukumäärään, jotta käytän-. nön toteutuksesta ei tulisi liian komplisoitu.

.·*·. Tällaisen varmennusmenetelmän epäkohtana on se, että kun aktiivi- • · **' 35 sessa kytkentäkentässä tapahtuu jokin pieni laitteiston rikkoutuminen, joka ai heuttaa virheitä kytkentäkentän läpi menevään dataan, ei sitä välttämättä huo- 2 106422 mata ennen kuin kytkentäkentän sisäinen vertailutesti sattuu vertaamaan kyseisen kytkennän tulo- ja lähtökanavia keskenään. Esimerkiksi kytkentäkentässä, jonka maksimikapasiteetti on 2048 PCM-johtoa (2048 kappaletta 2048 kbit/s PCM-signaalia, PCM=Pulse Code Modulation), kestää vertailutestillä 5 käytännössä useita kymmeniä sekunteja löytää yksittäiseen kanavaan syntynyt virhe.

Toinen tunnettu tapa toteuttaa varmennus on käyttää kolmea rinnakkaista kytkentäkenttää ja verrata kenttien lähtevää dataa toisiinsa. Vertailun perusteella päätellään enemmistöperiaatteella, mikä kytkentäkentistä toimii 10 oikein ja mikä ei. Tämä on kuitenkin kallis ratkaisu, koska se vaatii kolme samanlaista kytkentäkenttää.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä kuvatuista epäkoh-15 dista ja saada aikaan ratkaisu, jonka avulla kytkentäkentän tai muun kytkentä-elementin toimintaa voidaan testata nopeasti ja luotettavasti ilman kallista laiteratkaisua.

Tämä päämäärä saavutetaan ratkaisulla, joka on määritelty itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

20 Keksinnön ajatuksena on toteuttaa kytkentäkentän (tai muun kyt- kentäelementin) varmennus kahdentamalla ja testata kytkentäkenttien toimi- I C : vuutta vertaamalla mieluiten jatkuvasti toisiaan vastaavien lähtökanavien da- < ( 1 taa keskenään. Mikäli tämä ensimmäinen vertailu osoittaa, että tiettyjen toisi- aan vastaavien lähtökanavien sisältämä data ei ole samanlainen, toimii toinen :.v 25 kytkentäkentistä virheellisesti. Tällöin suoritetaan ainakin toisessa kytkentä- :T: kentässä sisäinen vertailutesti. Koska ensimmäinen vertailu osoitti sen lähtö- • kanavan, jolla virhe esiintyy, pystytään kytkentäkentän sisäinen vertailutesti ;y: kohdistamaan suoraan kyseisen lähtökanavan ja sitä vastaavan tulokanavan dataan. Sisäinen vertailutesti suoritetaan siis sinänsä tunnetusti, mutta vertai- • · · 30 luun pystytään heti valitsemaan oikeat kanavat. Näin ollen vertailutulos saa- • * · : ·' daan nopeasti ja passiivinen kytkentäkenttä pystytään nopeasti vaihtamaan aktiiviseksi, jos vertailu(t) osoittaa/osoittavat, että vika on sillä hetkellä aktiivi-; sena olevassa kytkentäkentässä.

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on myös se, että kytkentäkent-35 tien välinen vertailutesti, joka joudutaan lisäämään tunnettuun, sisäistä vertai-lutestiä käyttävään kytkentäkenttäjärjestelmään voidaan suorittaa hyvin yksin- 3 106422 kertaisesti. Tämä johtuu siitä, että kytkentäkenttien välinen vertailu voidaan tehdä ilman tallennuksia, koska toisiaan vastaavat lähtökanavat esiintyvät samanaikaisesti kytkentäkenttien toisiaan vastaavissa lähdöissä.

Keksinnön eräässä edullisessa toteutustavassa tarkastetaan ensin 5 kummankin kytkentäkentän kytkentätietojen oikeellisuus sen jälkeen, kun kytkentäkenttien välisessä vertaiiutestissä on havaittu poikkeavuus lähtödatassa. Tämä tapahtuu esim. siten, että ohjausyksikkö lukee kytkentäkentän käyttämät kytkentätiedot ja vertaa luettua informaatiota omiin kytkentätietoihinsa. Mikäli kytkentätiedot ovat oikeat kummassakin kytkentäkentässä, jatketaan suoritta-10 maila sisäinen vertailutesti ainakin toisessa kytkentäkentässä. Muussa tapauksessa voidaan yrittää korvata väärät kytkentätiedot oikeilla, ja mikäli tämä ei onnistu, annetaan hälytys.

Kuvioluettelo 15 Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia toteutustapoja kuvataan tar kemmin viitaten kuvioihin 2...8 oheisten piirustusten mukaisissa esimerkeissä, joissa kuvio 1 havainnollistaa erästä tunnettua varmennettua kytkentäkenttää, . 20 kuvio 2a havainnollistaa keksinnön mukaisesti varmennettua kytkentäkenttää, « « « ' ·: ·' kuvio 2b havainnollistaa toisiaan vastaavien kanavien vertailua, 4 ’ • «441 ‘ ' kuvio 3 on vuokaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaista menetelmää, i kuvio 4 havainnollistaa tunnetun puhelinkeskuksen toiminnallisia lohkoja, 4 4 kuvio 5 havainnollistaa kytkentäkentän toteutusta kuvion 4 puhelinkeskuk-:.v 25 sessa, :T; kuvio 6 esittää kuvion 4 puhelinkeskusta, kun kytkentäkenttä on varmen nettu, kuvio 7 havainnollistaa kytkentäkenttien välisen vertailutestin toteutusta ku-vion 5 mukaisessa kytkentäkentässä, ja » · · ]· 30 kuvio 8 havainnollistaa kytkentäkenttien sisäisen vertailutestin suorittamista : V kuvion 5 mukaisessa kytkentäkentässä.

♦ » · • · • · • · . Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus .«··, Seuraavassa kuvataan ensin keksinnön mukaista ratkaisua yleisellä • « 35 tasolla viitaten kuvioihin 2a, 2b ja 3. Kuvio 2a esittää kuvion 1 mukaista kytken-täkenttäjärjestelmää, jossa on kahdennettu kytkentäkenttä ja kuvio 3 on vuo- 4 106422 kaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen menetelmän kulkua. Keksinnön mukaisesti tarkkaillaan kytkentäkenttien toimivuutta vertailemalla toisiaan vastaavien lähtökanavien dataa keskenään (vertailuelimet C1...Cn, kuvio 2a ja vaihe 31, kuvio 3). Kuvio 2b havainnollistaa toisiaan vastaavien lähtökanavien 5 vertailua olettaen, että dataa siirretään peräkkäisissä aikaväleissä, joita on tietty lukumäärä yhdessä siirtokehyksessä FR. Kehykset ovat toisiaan vastaavissa iähtöporteissa samassa vaiheessa, jolloin toisiaan vastaavat aikavälit (kanavat) esiintyvät yhtaikaa ja vertailu voidaan suorittaa ilman välitallennuk-sia.

10 Kytkentäkenttien välistä vertailutestiä suoritetaan edullisesti jatku vasti ja jos erovaisuuksia ei havaita, suoritetaan uusi kenttien välinen vertailu-testi. Mikäli yhden tai useamman lähtökanavaparin kohdalla havaitaan eroavaisuus, suoritetaan ainakin toisessa, mutta mieluiten kummassakin kentässä sisäinen vertailutesti (kuvio 3, vaihe 33) viallisesti toimivan kentän identifioimi-15 seksi.

Sisäisessä vertailutestissä haaroitetaan ohjausyksikölle vialliseksi todetun lähtökanavan ja sitä (kyseisen kytkennän mukaisesti) vastaavan tulo-kanavan data kyseisiltä tulo- ja lähtöporteilta. Se kytkentäkenttä, jossa tulo- ja lähtödata poikkeavat toisistaan, on viallinen.

, 20 Kun sisäisellä vertailutestillä on paikallistettu, kumpi kytkentäkenttä

• I I

\ toimii viallisesti, vaihdetaan aktiivinen kytkentäkenttä passiiviseksi (vaihe 35) ja passiivinen kytkentäkenttä aktiiviseksi, jos vika oli aktiivisessa kytkentäkentäs- i.i ! sä. Jos sen sijaan todetaan vian olevan passiivisen kytkentäkentän puolella,

• 1 I

annetaan aktiivisen kentän jatkaa aktiivisena. Kytkentäkenttien vaihto voi ta-:V: 25 pahtua esim. siten, että ohjausyksikkö lähettää kentille ja niihin kytkeytyneille :T: yksiköille signaalia, joka kertoo, kumpi kytkentäkenttä on aktiivinen. Näin ollen kyseiset yksiköt tietävät, kumman kytkentäkentän signaalit ne päästävät läpi.

Tämän jälkeen vika on siis passiivisessa kytkentäkentässä, jolloin voidaan paikallistaa sen vialliset pistoyksiköt (yksi tai useampi) (vaihe 36). Vi- • · · ^ 30 allisten osien korjauksen (vaihe 37) jälkeen voidaan palata suorittamaan kyt- : V kentäkenttien välistä vertailutestiä.

• · ·

Kun kytkentäkenttien välisessä vertailutestissä on havaittu poik-. .·. keavuus yhden tai useamman lähtökanavaparin kohdalla, voidaan ensin tar- .···*, kastaa kytkentöjen oikeellisuus ennen sisäis(t)en vertailutesti(e)n käynnistä- 35 mistä. Mikäli kytkentätiedot todetaan oikeiksi, käynnistetään sisäinen vertailu-testi ainakin toisessa kytkentäkentässä. Mikäli kytkentätiedot osoittautuvat . 106422 o vääriksi, ohjausyksikkö yrittää korvata väärän kytkentäinformaation oikealla informaatiolla. Jos tässä ei onnistuta, annetaan käyttöhenkilökunnalle hälytys viasta. Jos kytkentäinformaation korjaus onnistuu, palataan suorittamaan kytkentäkenttien välistä vertailutestiä.

5 Seuraavassa kuvataan tarkemmin erästä toteutustapaa käyttäen esimerkkinä perinteisessä TDM-verkoissa käytettyjä kytkentäratkaisuja.

Perinteisissä TDM-verkoissa (Time Division Multiplexing) dataa siirretään peräkkäisenä bitti- tai symbolivirtana aikaväleissä, joista jokaisessa lähetetään tietty määrä bittejä, tyypillisesti kahdeksan kappaletta. Konventionaa-10 lisissä PCM-järjestelmissä nämä yhden aikavälin bitit ovat kaikki varatut yhdelle ja samalle kanavalle. Esim. eurooppalaisessa 2048 kbit/s perus-kanavointijärjestelmässä Gossa kehyksen pituus on 32 aikaväliä eli 256 bittiä) voidaan tällä tavoin siirtää yhteensä 30 puhekanavaa, joiden jokaisen kapasiteetti on 64 kbit/s. (Vastaavassa yhdysvaltalaisessa järjestelmässä on ka-15 navien lukumäärä 24 ja nopeus 1544 kbit/s.) Seuraavassa kuvataan keksinnön mukaista ratkaisua sovellettuna TDM-verkon puhelinkeskukseen.

Kuviossa 4 on havainnollistettu puhelinkeskusjärjestelmän toiminnallisia lohkoja sellaisina kuin ne on toteutettu esim. hakijan DX 210 -puhelinkeskuksessa. Keskuksen ytimen muodostaa kytkentäkenttä SWF, jonka tehtä-20 vänä on kytkeä tulevat ja lähtevät kanavat toisiinsa. Kytkentä tapahtuu puhe-' ; ' lunohjausosan CAC ohjauksessa. Puhelunohjausosa hoitaa kaikkea puhelujen 1 1 ohjaukseen liittyvää päätöksentekoa. Hakijan suuremmassa DX 220 -keskuk- ; sessa käytetään hajautettua puhelunohjausta siten, että puhelun ohjauksen :; vaatimat toiminnot on jaettu useamman eri tietokoneyksikön kesken. Tiedon- :Y; 25 siirto näiden yksiköiden kesken tapahtuu sanomaväylää MB pitkin. Käytönoh- jaustietokoneen OMU välityksellä tapahtuu keskuksen käyttö ja kunnossapito. Oheislaitteina käytönohjaustietokoneeseen liittyvät esim. näyttöpäätteet ja tu-lostimet.

• · ·

Tilaajamoduulien SUB avulla liitetään tilaajat keskukseen. Liitäntä I I · *. 30 voi olla tavallinen analoginen liitäntä tai esim. digitaalinen ISDN-liitäntä. Tilaa- •« · i jamoduulit suorittavat A/D- ja D/A-muunnokset analogisille liitännöille ja huo- lehtivat myös merkinannosta tilaajalaitteen (puhelimen) ja keskuksen välillä.

. !·. Yhdysjohtoliitäntöjen ET välityksellä keskus kytketään muihin kes- • · · J”. kuksiin tai etäistilaajaportaisiin. Rajapinta keskuksesta ulospäin noudattaa ”* 35 CCITT:n (nykyisin ITU-T) G.700-sarjan suosituksia.

6 106422

Edellä kuvatun kaltaisessa järjestelmässä voidaan kytkentäkenttä SWF toteuttaa esim. kuviossa 5 esitetyllä tavalla. Toteutus vastaa hakijan DX 210- ja DX 220 -keskuksissa käytettävää kytkentäkenttää. Rakenteellisesti kytkentäkentän muodostavat muunninyksiköt SPSi (i=1...32) ja kytkentälohkot 5 SWEij(i=1...8, j=1...8). Kentän ohjausyksikkö muodostuu käytännössä neljästä pistoyksiköstä, mutta kuvioissa on yksinkertaisuuden vuoksi esitetty vain yksi yhteinen ohjausyksikkö CU (joka on osa kuvion 4 puhelunohjausosaa CAC).

Tilaajamoduulien SUB ja muunninyksiköiden välillä siirretään dataa 4 Mbit/s sarjaväylissä SB, joita on yhteensä 32 kappaletta kutakin muunninyk-10 sikköä kohti. Kukin 4 Mbit/s sarjaväylä sisältää kahden 2 Mbit/s PCM-johdon sisällön aikajakoisesti multipleksattuna (64 kappaletta 64 kbit/s kanavia). Keksinnön mukaisessa testauksessa käytettävä data haaroitetaan tästä 4 Mbit/s rajapinnasta, kuten jäljempänä kuvataan. Esimerkissä esitetyn kytkentäkentän kapasiteetti on siis 2x32x32 = 2048 PCM-johtoa (2048 kappaletta 2048 kbit/s 15 PCM-signaalia).

Muunninyksiköissä muutetaan tilaajamoduuleilta päin tulevat 4Mbit/s sarjaväylät saija-rinnan-muuntimilla yhdeksi rinnakkaisväyläksi, jonka kapasiteetti on 16,384 Mtavua/s. Kultakin muunninyksiköltä lähtevä rinnakkaisväylä IBi (i=1...32) liittyy kahdeksaan kytkentälohkoon, jotka ovat kuviossa samalla 20 vaakarivillä. Muunninyksiköiltä SPS1...SPS4 lähtevät rinnakkaisväylät kytkey-' ·' \ tyvät kytkentälohkoille SWE^ (i=1 ...8), muunninyksiköiltä SPS5...SPS8 lähtevät rinnakkaisväylät kytkentälohkoille SWEi2 (i=1...8), jne, ja muunninyksiköiltä J··' · SPS29...SPS32 lähtevät rinnakkaisväylät kytkentälohkoille SWEi8 (i=1...8). Jo- kaiselle kytkentälohkolle tulee näin ollen yhteensä neljä rinnakkaisväylää nel-v 25 jäitä eri muunninyksiköltä (yksi kultakin muunninyksiköltä).

:T: Kultakin kytkentälohkolta lähtee vastaavasti neljä (16,384 Mtavua/s) rinnakkaisväylää neljälle eri muunninyksikölle (yksi kullekin yksikölle). Kuvios-;y. sa samalla pystyrivillä olevat kytkentälohkot ajavat samaa lähtöväylää, joka liittyy yhteen muunninyksikköön. Toisin sanoen, kytkentälohkot SWE^ (j=1...8) ^ 30 ajavat väylää OB1, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS1, väylää OB2, joka i V kytkeytyy muunninyksikölle SPS2, väylää OB3, joka kytkeytyy muunninyksi- • · · kölle SPS3 ja väylää OB4, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS4, kytkentä-; ;\ lohkot SWE2j (j=1...8) ajavat väylää OB5, joka kytkeytyy muunninyksikölle .··*. SPS5, väylää OB6, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS6, väylää OB7, joka 35 kytkeytyy muunninyksikölle SPS7 ja väylää OB8, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS8, jne, ja kytkentälohkot SWE8j (j=1...8) ajavat väylää OB29, joka kyt- 7 106422 keytyy muunninyksikölle SPS29, väylää OB30, joka kytkeytyy muunninyksi-kölle SPS30, väylää OB31, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS31 ja väylää OB32, joka kytkeytyy muunninyksikölle SPS32.

Yksittäisessä muunninyksikössä muodostetaan kytkentälohkoilta 5 tulevasta rinnakkaisväylästä lähtevät 4 Mbit/s sarjaväylät (32 kpl) suorittamalla tulevalle datalle rinnan-saija-muunnos.

Kukin muunninyksikkö lähettää siis kahdeksaan eri kytkentälohkoon (kuviossa samalla vaakarivillä olevat lohkot) ja vastaanottaa kahdeksasta kyt-kentälohkosta (kuviossa samalla pystyrivillä olevat lohkot), jolloin mikä tahansa 10 tuleva aikaväli pystytään kytkemään mihin tahansa lähtevään aikaväliin.

Ohjausyksikkö CU liittyy ohjausväylän CB avulla suoraan jokaiseen muunninyksikköön ja jokaiseen kytkentälohkoon.

Kytkentälohkot SWEjj vastaanottavat ja lähettävät dataa em. rinnakkaisväylien kautta. Kytkentälohkossa kirjoitetaan tuleva rinnakkaismuotoinen 15 data tavu tavulta syklisesti kytkentämuistiin. Lähtevässä siirtosuunnassa rinnakkaismuotoista datasiirtoa ohjaa kytkentälohkon sisältämä ohjausmuisti, johon ohjausyksikkö on kirjoittanut tehtävien kytkentöjen mukaiset lukuosoitteet ohjausväylän kautta. Ohjausmuistia luetaan syklisesti lähtevien aikavälien tahdissa. Ohjausmuistissa oleva lukuosoite kertoo kytkentämuistin sen osoitteen, . 20 josta on luettava data kyseiseen lähtevään aikaväliin. Varsinainen ristikytkentä ’': \ tapahtuu siis sinänsä tunnetusti.

M I ( I

Sovellettaessa keksinnön mukaista menetelmää edellä kuvatun

• I

•:.i ; kaltainen kytkentäkenttä on varmennettu kuvion 6 mukaisesti kahdentamalla,

III

jolloin järjestelmässä on 2 kappaletta kuvion 5 mukaisia rinnakkaisia kytkentä-!.v 25 kenttiä (SWF_A ja SWF_B), joista toinen on valittu aktiiviseksi. Kytkentäkent- :T: tään liittyvät yksiköt (SUB, ET) valitsevat aktiivisen kenttäpuoliskon lähettämän datan. Molemmilla kytkentäkentillä on tässä esimerkkitapauksessa oma ohja-usyksikkönsä.

Kuviossa 7 on havainnollistettu erästä tapaa soveltaa kenttien vä- • · · [· 30 listä vertailua edellä kuvatun kaltaiseen kytkentäkenttään. Kuten aiemmin mai- : V nittiin, tämä vertailu voidaan toteuttaa esim. muunninyksiköissä. Kaikki toimin- Φ · · not tapahtuvat samanlaisina muunninyksiköissä, joten seuraava selitys pätee . .·. molempiin kytkentäkenttiin. Kuviossa on ensimmäiseen kytkentäkenttään (SWF_A) kuuluvia elementtejä merkitty viitemerkin loppuun lisätyllä A- ♦ · 35 kirjaimella ja toiseen kytkentäkenttään (SWF_B) kuuluvia elementtejä loppuun lisätyllä B-kirjaimella.

β 106422

Yksittäiseltä muunninyksiköltä tilaajamoduulille päin lähteviä PCM-signaaleja, joita on siis tässä esimerkkitapauksessa yhteensä 32 kappaletta, on merkitty viitemerkeillä T0...T31. Nämä lähtevät signaalit haaroitetaan vertailua varten erilliselle multiplekserille M1, jonka lähtöön kytketään yksi tuleva 5 signaali kerrallaan yhden kehyksen ajaksi (125ps). Multiplekserin lähtö on kytketty sekä oman muunninyksikön vertailuyksikön COMP ensimmäiseen tuloon että toiseen kytkentäkenttään kuuluvassa muunninyksikössä olevan vertailuyksikön toiseen tuloon. Muunninyksikköjä SPS_A ja SPS_B yhdistää tässä esimerkkitapauksessa siis kaksi 4 Mbit/s liitäntää. Multiplekseriä M1 ohjataan 10 haaroituslogiikkayksiköllä BLU, jonka avulla valitaan kulloinkin vertailuun kytkettävä signaali. Haaroituslogiikkayksiköt on synkronoitu niin, että ne valitsevat kulloinkin saman signaalin.

Vertailuyksikössä COMP verrataan toisiaan vastaavia kanavia toisiinsa yhden kehyksen aikana, minkä jälkeen siirrytään tutkimaan seuraavan 15 (4 Mbit/s) signaalin toisiaan vastaavia kanavia. Vertailuyksikkö suorittaa siis 64 kanavaparin vertailun yhden kehyksen aikana. Tällä tavoin saadaan 32 kehyksen aikana käytyä läpi kaikki kanavat. Tämä tarkoittaa myös sitä, että tietyssä signaalissa esiintyvä virhe havaitaan viimeistään 32 kehystä vastaavan ajan kuluessa (mikä on lyhyt aika verrattuna perinteiseen ratkaisuun). Multiplekse-, 20 reiltä M1 sarjamuotoisena tuleva data talletetaan, minkä jälkeen vertailu suo- ritetaan sinänsä tunnetusti tavu tavulta (kanava kanavalta). Vertailuyksiköltä saadaan tieto siitä, poikkesivatko toisiaan vastaavien kanavien tavut toisistaan.

• « I _ ; Tämä tieto kirjoitetaan puskurimuistiin BM yhdessä sen tiedon kanssa, mikä kanava oli kysymyksessä. Viimemainittu tieto saadaan haaroituslogiikkayksi-:.v 25 költä. Puskurimuistiin saadaan siis kanava kanavalta tieto siitä, onko kanavan :T: datasisältö identtinen molemmissa kytkentäkentissä.

Ohjausyksikkö CU lukee puskurimuistin sisältöä ohjausväylän CB

kautta ja mikäli se havaitsee virheen (poikkeavuuden) tietyn lähtökanavaparin kohdalla, se käynnistää kytkentäkenttien sisäiset vertailutestit. Koska ohjaus- 30 yksiköllä on tieto suoritettavista kytkennöistä, se pystyy kohdistamaan sisäisen : V vertailutestin suoraan vialliseksi epäiltyyn lähtökanavaan ja sitä vastaavaan ··« tulokanavaan. Ohjausyksikkö lukee kaikkien muunninyksiköiden puskurimuis-. tien sisällöt kehyksen pituutta vastaavana aikana.

.·*·. Edellä kuvatussa esimerkissä otetaan kustakin muunninyksikössä 1 • · 35 signaali 32:sta signaalista kerrallaan vertailuun. Tällä tavoin saavutetaan sopiva kompromissi vian havaitsemisnopeuden ja laitteiston kompleksisuuden vä- 9 106422

Iillä. Mikäli vian havaitseminen halutaan nopeammaksi, on useita signaaleja vertailtava samanaikaisesti. Tällöin on myös kasvatettava muunninyksikön ja ohjausyksikön välistä tiedonsiirtokapasiteettia.

Koska kummassakin kytkentäkentässä on käytännössä aivan sa-5 manlainen laitteisto, kytkentäkenttien välinen vertailutesti voidaan suorittaa molemmissa kytkentäkentissä. Koska kuitenkin vain aktiivisen kytkentäkentän lähtökanavia hyödynnetään, on myös luonnollista, että vain aktiivisen kytkentäkentän antamaa vertailutulosta hyödynnetään. Aktiivisen kytkentäkentän ohjausyksikkö antaa siis passiivisen kytkentäkentän ohjausyksikölle käskyn 10 aloittaa kytkentäkentän sisäinen vertailutesti. On kuitenkin mahdollista suorittaa kenttien välinen vertailu vain toisessa kytkentäkentässä (sama pätee kentän sisäiseen vertailutestiin).

Sisäisen vertailutestin periaatetta on havainnollistettu kuviossa 8 yhden muunninyksikön SPSi kannalta. Muiden muunninyksiköiden osalta testi 15 toimii vastaavalla periaatteella.

Tulo- ja lähtökanavien vertailu toisiinsa tapahtuu kytkentäkentän ohjausyksikössä CU, eikä muunninyksikössä, kuten kenttien välinen vertailu. Vertailua varten ohjausyksikkö antaa haaroituskäskyn ohjausväylän CB kautta tulo- ja lähtökanavaa vastaavalle muunninyksikölle SPSi (i=1...32, i voi saada , 20 1 tai 2 arvoa). Saatuaan haaroituskäskyn muunninyksikön haaroituslogiikka

• « I

• · ·'11 BLU haaroittaa kyseiset aikavälit ohjausyksikölle ohjausväylän kautta. Ohjaus- ' ‘ yksikössä vertailulogiikka CL vertaa kytkentää vastaavien tulo- ja lähtökanavi- : en sisältöjä toisiinsa. Vertailulogiikka ilmoittaa testin tuloksista ohjausyksikön •«< :: mikrotietokoneelle MC, joka päättää tulosten perusteella jatkotoimenpiteistä.

:V; 25 Viallisen passiivisen kytkentäkentän testaus voidaan suorittaa esim.

:T: läpikytkentätestillä. Tämä testi eroaa kytkentäkenttien sisäisestä vertailutes- tistä sillä tavoin, että muunninyksikkö lähettää kytkentäkenttään tuleviin aika-väleihin ohjausyksikön haluamaa testitavua. Ohjausyksikkö käynnistää läpikyt-kentätestin kirjoittamalla testitavun muunninyksikön testirekisteriin (ei esitetty) • ♦ « \ 30 ohjausväylän CB kautta. Testattavan kytkennän lähtöaikavälit haaroitetaan ♦ ♦ ♦ : V muunninyksiköltä ohjausväylän kautta ohjausyksikölle, jonka vertailulogiikka ·♦· vertaa lähtöaikavälin sisältöä siihen testitavuun, joka lähetettiin tuloaikaväliä . *.·. vastaavalle muunninyksikölle. Toisin sanoen, aikavälien haaroitus ja vertailu • · · tapahtuu muuten samalla periaatteella kuin sisäisessä vertailutestissä, mutta *” 35 tuloaikavälejä ei haaroiteta ohjausyksikölle, koska tuloaikavälien sisällöt (testi- tavut) ovat jo ohjausyksikön tiedossa.

10 106422

Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty yleisellä tasolla vain ne osat, jotka ovat oleellisia testien suorittamiselle. Esim. muunninyksiköstä on kuviossa 8 esitetty haaroituslogiikan lisäksi vain liitännät, jotka kytkentälohkojen puolella suorittavat rinnakkais/sarja-muunnoksen (PISO) ja päinvastaisessa siirtosuunnassa 5 sarja/rinnakkais-muunnoksen (SIPO). Lisäksi saman haaroituslogiikan (BLU) on esitetty suorittavan haaroituksen molemmissa testeissä.

Sekä kenttien välisessä vertailutestissä että kentän sisäisessä ver-tailutestissä on edullista suorittaa vertailu vertaamalla kyseisiä tavuja tai bit-tisekvenssejä suoraan toisiinsa. On kuitenkin mahdollista suorittaa vertailu 10 myös epäsuorasti siten, että keskenään vertailtavista tavuista tai bittisekvens-seistä lasketaan jonkin funktion avulla välitulos, esim. tarkistussumma, ja näitä välituloksia verrataan keskenään. Sama pätee myös läpikytkentätestiin.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan 15 sitä voidaan muunnella oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka esim. edellä on kuvattu keksinnön mukaista periaatetta perinteisen TDM-verkon kytkentäkentän yhteydessä, voidaan samaa periaatetta soveltaa myös pakettikytkentäisen verkon, esim. ATM-verkon kytkentäkentän varmentamiseen. Tällöin verrataan saman virtuaaliyhteyden pa-. 20 ketteja tai soluja toisiaan vastaavissa lähtöporteissa, ja mikäli eroavaisuus ha-

• · I

’··] valtaan, verrataan kummassakin kytkentäkentässä kyseisen virtuaalikanavan paketteja (tai soluja) lähtö-ja tuloporteissa (tuloportissa esiintyvää pakettia ver-! rataan samaan, lähtöportissa esiintyvään pakettiin). Kenttien välistä vertailu- 4 I t testiä tai sisäistä testiä ei myöskään välttämättä tarvitse suorittaa molemmissa :Vi 25 kytkentäkentissä, vaan kumpikin testi voidaan suorittaa ainoastaan toisessa kytkentäkentässä. Jos sisäistä vertailua suorittavassa kytkentäkentässä (tai sen ohjausyksikössä) suoritettu (sisäinen) testi antaa oikean tuloksen, tiede-tään, että vika on toisessa kytkentäkentässä (ja päinvastoin). Vertailut voidaan myös suorittaa varsinaisen kytkentäkentän ulkopuolella, kuten edellä esitettiin • · · 30 sisäisen vertailutestin osalta. Keksinnön mukainen ratkaisu ei myöskään ole • · · : V sidottu kokonaisen kytkentäkentän varmentamiseen, vaan samaa periaatetta ··· *.,.·* voidaan soveltaa mihin tahansa kytkentätoimintaa suorittavaan elementtiin, . esim. kytkentäkentän yksittäiseen kytkentäelementtiin. Oheisissa vaatimuksis- • · « sa käytetyn termin ‘kytkentäelementti’ onkin ymmärrettävä kattavan eri vaihto- » « **' 35 ehtoja. Kytkentäkentillä (-tai elementeillä) voi myös olla yhteinen ohjausyksik kö, joka voi olla varmennettu.

Claims (10)

11 106422

1. Menetelmä varmennetun kytkentäjärjestelyn toteuttamiseksi, jonka menetelmän mukaisesti - käytetään ensimmäistä ja toista kytkentäelementtiä (SWF_A, 5 SWF_B), jotka kumpikin käsittävät ainakin yhden tuloportin ja ainakin yhden lähtöportin, ja - suoritetaan kytkentäelementeillä kytkentätoimintaa keskenään samalla tavalla siten, että toinen kytkentäelementeistä toimii aktiivisena kytken-täelementtinä, jonka suorittamaa kytkentätoimintaa käytetään hyväksi ja toinen 10 kytkentäelementeistä passiivisena kytkentäelementtinä, joka varmistaa aktiivista kytkentäelementtiä, tunnettu siitä, että kytkentäelementtien toimintaa valvotaan siten, että - verrataan ensimmäisen ja toisen kytkentäelementin toisiaan vas- 15 taavien lähtökanavien dataa keskenään, ja - mikäli vertailu osoittaa, että tiettyjen toisiaan vastaavien lähtö-kanavien sisältämä data ei ole samanlainen, suoritetaan ainakin toiselle kytkentäkentälle sisäinen testi, jossa tarkastetaan kyseisen lähtökanavan datan virheettömyys, ja 20. sisäis(t)en testi(e)n perusteella valitaan aktiivisena jatkava kytken- . . ·, täelementti. • < t

,[[[· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, » < . että ensimmäisen ja toisen kytkentäelementin toisiaan vastaavien lähtökanavi- :: en dataa verrataan oleellisesti jatkuvasti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, *·*·: että sisäisessä testissä verrataan kyseisen lähtökanavan dataa suoraan sitä ·»* : vastaavan tulokanavan dataan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, :V: että vertailun osoittaessa tiettyjen toisiaan vastaavien lähtökanavien sisällöt 30 erilaisiksi tarkastetaan ennen sisäisen testin suorittamista kytkentätietojen oi- keellisuus molemmissa kytkentäelementeissä ja mainittu ainakin yksi sisäinen :..l testi suoritetaan vain jos kytkentätiedot osoittautuvat oikeiksi.

• · *·;·* 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : että ensimmäisen ja toisen kytkentäelementin toisiaan vastaavien lähtökanavi- : * ’ *: 35 en dataa verrataan toisiinsa ainakin toisessa kytkentäelementissä. 12 106422

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen kytkentäelementin toisiaan vastaavien lähtökanavi-en dataa verrataan toisiinsa molemmissa kytkentäelementeissä, mutta vain kulloinkin aktiivisena olevan kytkentäelementin antamaa vertailutulosta käyte- 5 tään päätöksentekoon.

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisiaan vastaavien lähtökanavien datan vertailua varten kummastakin kytkentäelementistä haaroitetaan kerrallaan osa lähtökanavista vertailtaviksi, ja että haaroitettavia kanavia vaihdetaan syklisesti.

8. Varmennettu kytkentäjärjestely tietoliikenneverkkoa varten, joka kytkentäjärjestely käsittää - ensimmäisen kytkentäelementin (SWF_A), joka käsittää ainakin yhden tuloportin ja ainakin yhden lähtöportin, ja - toisen kytkentäelementin (SWF_B), joka käsittää ainakin yhden 15 tuloportin ja ainakin yhden lähtöportin ja joka on sovitettu suorittamaan kytkentää samalla tavalla kuin ensimmäinen kytkentäelementti, ja - ensimmäiset vertailuelimet (CL, MC) kytkentäelementin sisäisen vertailutestin suorittamiseksi ainakin toiselle kytkentäelementille, jossa vertai-lutestissä tarkastetaan valitun lähtökanavan datan virheettömyys, 20 tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisäksi toiset vertailuelimet . (COMP_A, COMP_B) ensimmäisen ja toisen kytkentäelementin toisiaan vas- • · « taavien lähtökanavien datan vertaamiseksi keskenään, ja että ensimmäiset . . vertailuelimet ovat vasteellisia toisille vertailuelimille kytkentäelementin sisäi- sen vertailutestin suorittamiseksi toisten vertailuelimien suorittaman vertailun • I 25 tuloksesta riippuvaisesti. v.:

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu • · * *.· * siitä, että toiset vertailuelimet ovat molemmissa kytkentäelementeissä.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että se käsittää • · 30. multipleksointielimet (M1), joiden tuloihin on kytketty lähtökanavat • ja joiden lähtö on kytketty toisille vertailuelimille osan lähtökanavista kytkemi-seksi kerrallaan toisille vertailuelimille, ja *”* - multipleksointielimiä ohjaavat valintaelimet (BLU) niiden lähtö- : kanavien valitsemiseksi, jotka kulloinkin kytketään multipleksointielimien läh- 35 töön. • « « 13 106422