專利名稱：替代切換在空間上分開的交換系統(tǒng)的方法
現(xiàn)代的交換系統(tǒng)(交換機(Switch))通過冗余地提供重要的內部部件而具有高度的內部運行安全性。因此，在正常運行時達到了交換技術功能的很高的可支配性?？墒牵绻霈F(xiàn)了巨大的外部影響(例如火災、自然災害、恐怖襲擊、戰(zhàn)爭影響等等)，則為了提高運行安全性所采取的預防措施通常很少有用，因為交換系統(tǒng)的原始部件和替代部件位于相同的地點，并且因此在這種災害情況下以高的概率毀壞了這兩種部件或使這兩種部件不能工作。
作為解決方案建議了一種地理上分離的1∶1冗余。依此規(guī)定了，給每個要保護的交換系統(tǒng)分配等同的克隆物作為具有等同硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫的冗余伙伴。該克隆物處于已啟動的狀態(tài)，但是該克隆物在交換技術上仍然是未激活的。由在網(wǎng)絡中位于上級的、有實時能力的監(jiān)視器來控制這兩個交換系統(tǒng)，該監(jiān)視器控制轉換過程。
本發(fā)明所基于的任務在于，說明一種用于替代切換(Ersatzschalten)交換系統(tǒng)的方法，該方法在故障情況下確保了有效地將失效的交換系統(tǒng)轉換到冗余伙伴。
從在權利要求1的前序部分中所說明的特征出發(fā)，通過在特征部分中所要求的特征來解決該任務。
根據(jù)本發(fā)明，在1∶1冗余的過程中，由上級的監(jiān)視器(該監(jiān)視器可以硬件和/或軟件來實現(xiàn))建立通向成對布置的交換系統(tǒng)(1∶1冗余)的通信。在通向激活的交換系統(tǒng)的通信損失時，監(jiān)視器利用網(wǎng)絡管理和兩個交換系統(tǒng)的中央控制裝置的支持轉換到冗余交換系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要的優(yōu)點可見于，由網(wǎng)絡管理和所參與的交換系統(tǒng)的中央控制單元來支持將激活的交換系統(tǒng)轉換到熱備用交換系統(tǒng)的過程。因此，本發(fā)明尤其是可用于接合TDM信息的傳統(tǒng)的交換系統(tǒng)。傳統(tǒng)的交換系統(tǒng)通常無論如何具有這樣的中央控制單元，以致在這里不需要更多的花費。因此，該解決方案是可以廣泛采用的和經濟的，因為基本上只產生監(jiān)視器的花費。此外，該解決方案是極端穩(wěn)定的，監(jiān)視器的雙重失效不成為問題。
在從屬權利要求中說明了本發(fā)明的有利的擴展方案。
以下借助形象描繪的實施例來詳細闡述本發(fā)明。在這種情況下，該圖示出了本發(fā)明方法在其上得到運行的網(wǎng)絡配置。依此規(guī)定了，給每個要保護的交換系統(tǒng)(例如S1)分配等同的克隆物作為具有等同硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫的冗余伙伴(例如S1b)。該克隆物處于已啟動的狀態(tài)，但是該克隆物在交換技術上仍然是未激活的(“熱備用”運行狀態(tài))。因此定義了交換系統(tǒng)的高度可支配的、分布在多個位置上的1∶1冗余。
由于交換系統(tǒng)S1、S1b接合TDM信息，所以附加地需要至少一個交叉連接裝置CC，該交叉連接裝置CC可以在交換系統(tǒng)S1和冗余交換系統(tǒng)S1b之間轉換整個TDM通信。交換系統(tǒng)S1的TDM線路段在正常運行時在交叉連接裝置CC的點CC1上進或出，而在點CCa上再次出或進。交換系統(tǒng)S1b的TDM線路段在點CC1b上進入交叉連接裝置CC中，或在那里在返回方向上具有其源點?？墒牵粚崿F(xiàn)交叉連接裝置CC中的接合。
由同一個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)NM來控制兩個交換系統(tǒng)(交換系統(tǒng)S1和克隆物或者冗余伙伴S1b)。這樣來實現(xiàn)該控制，使得兩個交換系統(tǒng)S1、S1b的數(shù)據(jù)庫和軟件的當前狀態(tài)保持等同。這通過在兩個伙伴上等同地取出每個運行技術的指令、每個配置指令和每個包括臨時電路(Patch)在內的軟件更新來實現(xiàn)。因此定義了空間上遠程的克隆物，該克隆物與處于運行中的、具有等同數(shù)據(jù)庫和等同軟件狀態(tài)的交換機是等同的。
該數(shù)據(jù)庫原則上包括了所有半永久性和永久性數(shù)據(jù)。在這種情況下，將永久性的數(shù)據(jù)理解為以下數(shù)據(jù)，即這些數(shù)據(jù)作為代碼被存放在表格中并且只有通過臨時電路或者軟件更新才能被改變。將半永久性的數(shù)據(jù)理解為以下數(shù)據(jù)，即這些數(shù)據(jù)例如通過操作者接口到達系統(tǒng)中并且以輸入的形式被存儲在那里較長時間。除了系統(tǒng)的配置狀態(tài)之外，一般不由系統(tǒng)本身來改變這些數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫中沒有包括伴隨呼叫的瞬時數(shù)據(jù)或者狀態(tài)信息，交換系統(tǒng)僅短時地存儲這些瞬時數(shù)據(jù)，并且這些瞬時數(shù)據(jù)超出一個呼叫的持續(xù)時間一般沒有意義，這些狀態(tài)信息是配置上預定的基本狀態(tài)的瞬時的疊加/補充(因此端口雖然在基本狀態(tài)下可能是激活的，但是由于瞬時的(暫時的)干擾而瞬間不能被訪問)。
由外部的、即通過位于交換系統(tǒng)S1和交換系統(tǒng)S1b之外的、上級的有實時能力的監(jiān)視器來激活交換系統(tǒng)S1、S1b。該監(jiān)視器可以硬件和/或軟件來實現(xiàn)，并且在故障情況下轉換到克隆物。尤其是當監(jiān)視器和網(wǎng)絡管理之間未設置直接連接時，則應規(guī)定這種情況。根據(jù)本實施例，監(jiān)視器被構造為控制設備SC，并且出于安全原因雙重地(本地冗余)來構造。
具有在交換技術上激活的交換系統(tǒng)S1的配置應被視為缺省配置。這意味著，交換系統(tǒng)S1在交換技術上是激活的，而交換系統(tǒng)S1b處于“熱備用”運行狀態(tài)。該狀態(tài)通過當前的數(shù)據(jù)庫和所有部件的全部激活來產生影響，其中，交叉連接裝置在正常狀態(tài)下通過其切換狀態(tài)來屏蔽冗余的交換系統(tǒng)S1b對有用數(shù)據(jù)和信令的訪問或傳輸。
由于由交換系統(tǒng)S1來發(fā)送/接收TDM信息流，所以必需交叉連接裝置CC。該交叉連接裝置CC具有(至少)一個基于分組的(隨時激活的)接口IFcc，并且與網(wǎng)絡管理NM相連接。在這里不是必要地設置了通向控制設備SC的連接。網(wǎng)絡管理NM隨時具有這樣來轉換交叉連接裝置CC的可能性，使得可以將交換系統(tǒng)S1的外圍設備切換到交換系統(tǒng)S1b。能看作主要方面的是，兩個地理上冗余的交換系統(tǒng)S1、S1b以及網(wǎng)絡管理NM和本地加倍的控制設備SC應該分別在空間上明顯分開。
控制設備SC向網(wǎng)絡管理NM有規(guī)律地或者需要時按照請求傳送交換系統(tǒng)S1和S1b的當前的運行狀態(tài)(接口的激活(act)/備用狀態(tài))以及自己的運行狀態(tài)?？刂圃O備SC的功能可選地部分或者也完整地由網(wǎng)絡管理NM來執(zhí)行。網(wǎng)絡管理NM出于安全原因應具有也可以隨時手動引致上述轉換的功能。可選地阻斷自動轉換，以致只可以手動執(zhí)行該轉換。
在本發(fā)明的改進方案中規(guī)定了，將其它交換系統(tǒng)的中央計算機用作控制設備SC。于是因此存在著具有最高可支配性的控制設備。此外，控制設備SC的功能性還可被減少到單純識別替代切換情況的必要性。因此，用于通過網(wǎng)絡管理NM進行轉換的決定轉移到操作者。位于之前的復用器和交叉連接裝置不再直接由控制設備SC鑒于替代切換來控制，而是間接地通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來控制。
此外，還考慮到了在交換系統(tǒng)S1和交換系統(tǒng)S1b之間建立直接的通信接口。該通信接口可被用于更新例如鑒于SCI(用戶控制的輸入(Subscriber Controlled Input))的數(shù)據(jù)庫和計費數(shù)據(jù)，以及也可被用于單個連接的瞬時數(shù)據(jù)的交換或主要的其它瞬時數(shù)據(jù)(例如H.248關聯(lián)處理(Association Handle))的交換。因此從用戶和運營商的角度可以最小化運行的干擾。
于是可以由各自激活的交換系統(tǒng)將半永久性的和瞬時的數(shù)據(jù)以循環(huán)的時間間隔(更新)傳輸?shù)饺哂嗟膫溆媒粨Q系統(tǒng)中。SCI數(shù)據(jù)的更新具有以下優(yōu)點，即在備用系統(tǒng)上避免了循環(huán)的重建，和在備用系統(tǒng)中隨時控制著有關SCI數(shù)據(jù)的現(xiàn)實性。通過更新堆棧相關的數(shù)據(jù)(如H.248關聯(lián)處理)，對于外圍設備可以隱匿外圍設備由等量參數(shù)系統(tǒng)的承接，并且還可以更強地降低失效時間。
以下根據(jù)附圖
來說明配置的失效情形在啟動的過程中，兩個交接系統(tǒng)嘗試聯(lián)系上控制設備SC。這是可能的，因為控制設備SC對于交換系統(tǒng)S1和S1b的各自的中央控制裝置CP是已知的。與此同時，控制設備SC也嘗試響應這兩個交換系統(tǒng)S1和S1b。通過控制接口實現(xiàn)通信。該通信可以基于IP、基于TDM、基于ATM等等來構造。控制設備SC定義了，兩個交換系統(tǒng)S1和S1b中的哪一個應占有“激活”和“備用”運行狀態(tài)。根據(jù)本實施例，這應該是交換系統(tǒng)S1。由于該確定，交換系統(tǒng)S1b和控制設備之間的通信要么不開始進行，要么控制設備SC明確通知交換系統(tǒng)S1b，該交換系統(tǒng)S1b必須占有“備用”運行狀態(tài)。
由于所述的網(wǎng)絡結構，兩個交換系統(tǒng)S1和S1b管理數(shù)據(jù)庫中的相同的永久性和半永久性的數(shù)據(jù)，這兩個交換系統(tǒng)S1和S1b被接通和啟動。位于之前的交叉連接裝置CC將外圍設備與交換系統(tǒng)S1相連接。交叉連接裝置CC和交換系統(tǒng)S1b之間的線路段被接通并且是無故障的，可是沒有承載信令，并且也不引導通信。交換系統(tǒng)S1在交換技術上成為激活的。交換系統(tǒng)S1b同樣被啟動，并且在遠距離的公共的和專用交換機的AN、DLU、中繼線的方向上具有未受干擾的TDM線路段?？墒?，通向遠距離的公共交換系統(tǒng)和PRI的AN、DLU、中繼線的信令由于位于之前的交叉連接裝置CC而分別受干擾。交換系統(tǒng)S1b由此不能接收交換通信。
從網(wǎng)絡管理NM的角度，兩個交換系統(tǒng)是可支配的，并且由該網(wǎng)絡管理NM在正進行的運行中以相同的方式來更新。對于兩個交換系統(tǒng)也通過網(wǎng)絡管理NM來進行導致維修措施的警報?？墒?，交換系統(tǒng)S1b中的信令的完全失效是運行狀態(tài)專用的，并且不會導致維修措施(空閑運行狀態(tài))。合宜地，當交換系統(tǒng)S1b從控制設備SC明確得到其具有備用功能的通知時，該交換系統(tǒng)S1b才根本不生成這些警報。
網(wǎng)絡管理NM單獨控制交叉連接裝置CC。該交叉連接裝置CC被雙重實施，并且基本上代表了相關傳輸網(wǎng)的所必需的加倍部分?？刂圃O備SC和兩個交換系統(tǒng)S1和S1b的中央控制裝置CP共同通過以幾秒的間隔來交換測試消息來驗證該配置。例如這可以實現(xiàn)，其方式是交換系統(tǒng)S1利用中央控制裝置CP的支持周期性地向控制設備SC注冊(melden)并且(例如每隔10s)得到一個肯定的簽收，相反地，沒有或以否定的簽收來應答交換系統(tǒng)S1b向控制設備SC的周期性注冊。
以下現(xiàn)在的出發(fā)點在于，在交換系統(tǒng)S1和控制設備SC之間的通信受到干擾。這意味著，交換系統(tǒng)S1失效，出現(xiàn)了網(wǎng)絡問題，或者控制設備SC失效。作為實施例，應僅僅觀察第一種情況(交換系統(tǒng)S1失效。)。
在控制設備SC(如果完好無損)和兩個成對布置的交換系統(tǒng)S1、S1b的中央控制裝置CP之間交換了周期性的測試消息。控制設備SC和激活的交換系統(tǒng)S1的中央控制裝置CP之間的周期性的測試消息的交換實現(xiàn)，其方式是激活的交換系統(tǒng)S1利用其中央控制裝置CP的支持周期性地向控制設備SC注冊并且隨即(例如每隔10s)得到一個肯定的簽收?？刂圃O備SC和熱備用的交換系統(tǒng)S1b的中央控制裝置CP之間的周期性的測試消息的交換實現(xiàn)，其方式是熱備用的交換系統(tǒng)S1b利用其中央控制裝置CP的支持周期性地向控制設備SC注冊并且隨即(例如每隔10s)沒有得到或者得到一個否定的簽收。
控制設備SC(如果完好無損)現(xiàn)在(失效)將所驗證的、不允許長地持續(xù)的通信損失以對于向交換系統(tǒng)S1b的替代切換的希望向網(wǎng)絡管理NM通報。由于控制設備SC在過去已監(jiān)控了交換系統(tǒng)S1b的可支配性，并且該交換系統(tǒng)S1b看起來未受干擾，所以該希望建立在可以轉換到可支配的交換系統(tǒng)S1b的期望上。網(wǎng)絡管理NM向控制設備SC確認該轉換請求，并且將所屬的切換指令發(fā)出給交叉連接裝置CC或傳輸層。這可以自動地或隨著操作者介入來實現(xiàn)?？刂圃O備SC以網(wǎng)絡管理系統(tǒng)NM的肯定的簽收來肯定地應答交換系統(tǒng)S1b的周期性請求，并且因此利用中央控制裝置CP的支持明確地將交換系統(tǒng)S1b切換到交換技術上激活的狀態(tài)。此外，控制設備SC還在得到時未來否定地應答交換系統(tǒng)S1的周期性請求，并且因此利用中央控制裝置CP的支持明確地將交換系統(tǒng)S1切換到交換技術上未激活的狀態(tài)。
通過交叉連接裝置CC的轉換連續(xù)地消除了信令失效。通過建立通向控制設備SC的通信或控制設備SC的肯定的簽收，從此以后合宜地在網(wǎng)絡管理NM上可以對交換系統(tǒng)S1b中的信令失效進行報警。交換系統(tǒng)S1b進入運行，并且將交換系統(tǒng)S1與外圍設備和遠距離層分開。
在修理失效的交換系統(tǒng)S1之后(或者在控制設備SC和交換系統(tǒng)S1之間的通信干擾結束之后)，控制設備SC識別了重新可支配性，并且對于稍后的失效情形來監(jiān)控這種重新可支配性。不強制性地實現(xiàn)自動返回切換到交換系統(tǒng)S1上，因為鑒于可能的連接損失這是不利的，并且否則也不會引起益處。
交換系統(tǒng)S1在與控制設備SC的通信干擾之前或在其失效之前曾具有無故障的運行并且具有與控制設備SC的接觸。在修理之后或在通信干擾結束之后的重新起動之后，交換系統(tǒng)S1通過控制設備SC隱含地或者明確地獲知其“備用”運行狀態(tài)。如果交換系統(tǒng)S1因此曾是失效的，則該交換系統(tǒng)S1在修理之后采納(“備用”)運行狀態(tài)，該(“備用”)運行狀態(tài)的特征在于，該交換系統(tǒng)S1不能建立與控制設備SC的接觸(隱含地)。選擇性地，由控制設備SC將“備用”運行狀態(tài)通知給該交換系統(tǒng)S1(明確地)。通過調節(jié)位于之前的傳輸網(wǎng)，將交換系統(tǒng)S1與其在網(wǎng)絡中的伙伴分開，并且交換系統(tǒng)S1不能建立信令連接。在第一種情況下，交換系統(tǒng)S1對協(xié)議失效發(fā)出警報，在第二種情況下，該交換系統(tǒng)S1可以抑制或收回這些警報，因為這些警報是配置的明確的后果而不是故障。
如果該轉換曾僅應歸因于控制設備SC和交換系統(tǒng)S1之間的通信的臨時的干擾，則交換系統(tǒng)S1必須對隨著交換系統(tǒng)S1b上的TDM線路段的斷開而出現(xiàn)的信令失效發(fā)出警報。在控制設備SC和交換系統(tǒng)S1之間的通信重新可支配時，在明確的備用配置的情況下，可以通過控制設備SC重新收回警報。
如果交換系統(tǒng)S1/S1b是具有用戶的本地交換機，則將進入分別激活的交換系統(tǒng)S1/S1b中的用戶自己輸入信息(SCI)從激活的交換系統(tǒng)的星期保護措施中饋入到備用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。因此達到了，SCI數(shù)據(jù)以可承受的工作量和仍然幾乎當前地在備用交換系統(tǒng)中是可支配的。在單純的中繼線交換機的情況下，不需要來自激活的交換機的用戶數(shù)據(jù)的備份和備用交換機的重建。
如已經談及的那樣，本發(fā)明的解決方案也可用于交換系統(tǒng)S1和控制設備SC之間的受干擾的通信，只要交換系統(tǒng)S1作為平臺還有工作能力。在這種情況下，控制設備SC沒有與交換系統(tǒng)S1的接觸，但是卻有與交換系統(tǒng)S1b的接觸。但是，交換系統(tǒng)S1在交換技術上仍然是未激活的，并且具有與其交換技術的網(wǎng)絡伙伴的接觸?，F(xiàn)在，控制設備SC在察覺到交換系統(tǒng)S1的(假定的)失效之后激活了冗余的交換系統(tǒng)S1b，但是不能將交換系統(tǒng)S1去激活?？墒?，這事實上通過轉換位于之前的傳輸網(wǎng)來實現(xiàn)。
權利要求
1.用于替代切換在空間上分開的交換系統(tǒng)的方法，所述交換系統(tǒng)以1:1冗余成對地布置，其中，一個交換系統(tǒng)(S1)處于激活的運行狀態(tài)(“act”)，而剩余的冗余的交換系統(tǒng)(S1b)處于熱備用的運行狀態(tài)(“空閑的”)，其特征在于，在至少一個上級的、有實時能力的監(jiān)視器(SC)和所述成對布置的交換系統(tǒng)(S1，S1b)中的至少一個交換系統(tǒng)之間建立了通信，以及在通向所述激活的交換系統(tǒng)(S1)的通信損失時，利用網(wǎng)絡管理(NM)和所述冗余交換系統(tǒng)(S1b)的中央控制裝置(CP)的支持被轉換到該冗余交換系統(tǒng)(S1b)。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一個上級的監(jiān)視器(SC)和所述兩個成對布置的交換系統(tǒng)(S1，S1b)的中央控制裝置(CP)之間周期性地交換測試消息。
3.按權利要求1、2所述的方法，其特征在于，在所述至少一個上級的監(jiān)視器(SC)和所述激活的交換系統(tǒng)(S1)的中央控制裝置(CP)之間控制了周期性的測試消息的交換，其方式是所述激活的交換系統(tǒng)(S1)利用其中央控制裝置(CP)的支持周期性地向所述監(jiān)視器(SC)注冊(melden)并且隨即(例如每隔10s)得到一個肯定的簽收。
4.按權利要求1、2所述的方法，其特征在于，在所述至少一個上級的監(jiān)視器(SC)和所述熱備用的交換系統(tǒng)(S1b)的中央控制裝置(CP)之間控制了周期性的測試消息的交換，其方式是所述熱備用的交換系統(tǒng)(S1b)利用其中央控制裝置(CP)的支持周期性地向所述監(jiān)視器(SC)注冊并且隨即(例如每隔10s)沒有得到或得到一個否定的簽收。
5.按權利要求1至4所述的方法，其特征在于，由至少一個監(jiān)視器(SC)將通向在交換技術上激活的交換系統(tǒng)的所驗證的通信損失向所述網(wǎng)絡管理(NM)通報，該網(wǎng)絡管理(NM)隨即按照交換系統(tǒng)(S1b)的可支配性的標準將轉換指令發(fā)送給所述至少一個監(jiān)視器(SC)和交叉連接裝置(CC)。
6.按權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，由所述監(jiān)視器(SC)來控制到所述冗余交換系統(tǒng)(S1b)的轉換，其方式是該監(jiān)視器(SC)以肯定的簽收來應答所述熱備用的交換系統(tǒng)(S1b)的周期性的請求(“Request”)，隨即該交換系統(tǒng)(S1b)由其中央控制裝置(CP)明確地控制到在交換技術上激活的狀態(tài)中。
7.按以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，在排除了所述通信損失之后，不進行自動返回切換到在所述通信損失之前存在的配置。
8.按權利要求7所述的方法，其特征在于，將交換系統(tǒng)和所述監(jiān)視器之一之間的通信損失的結束向所述網(wǎng)絡管理(NM)通報。
9.按以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡管理系統(tǒng)(NM)通過所述至少一個監(jiān)視器來啟動到所述分別在交換技術上未激活的交換系統(tǒng)的轉換。
10.按以上權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡管理評價了所述監(jiān)視器中的多個監(jiān)視器的替代切換請求，并且只有如果對于所述網(wǎng)絡管理可訪問的監(jiān)視器中的每個監(jiān)視器提出了所述請求，才執(zhí)行在交換技術上激活的交換系統(tǒng)的替代切換。
全文摘要
在現(xiàn)有技術中存在以下問題，即現(xiàn)代的交換系統(tǒng)通過冗余地提供重要的內部部件進而具有高度的內部運行安全性?？墒侨绻霈F(xiàn)了巨大的外部影響(例如自然災害、恐怖襲擊、戰(zhàn)爭影響等等)，則所采取的預防措施通常很少有用。根據(jù)本發(fā)明設置了一種1∶1冗余。依此給每個要保護的交換系統(tǒng)分配等同的克隆物作為具有等同硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫的冗余伙伴。通過上級的、有實時能力的監(jiān)視器來迅速、可靠和自動地實現(xiàn)轉換，該監(jiān)視器建立了通向成對布置的交換系統(tǒng)的通信。在通向激活的交換系統(tǒng)的通信損失時，利用網(wǎng)絡管理和兩個交換系統(tǒng)的中央控制裝置的支持被轉換到冗余交換系統(tǒng)。
文檔編號H04L1/22GK1890990SQ200480036806
公開日2007年1月3日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權日2003年12月12日
發(fā)明者N·勒比希, J·泰格勒 申請人:西門子公司