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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Übertragung
von Datenzellen in einer asynchronen Vermittlungsanordnung und spezieller
zur Erkennung von Übertragungsfehlern
von Datenzellen durch nicht akzeptierbare Verzögerungen und unerwünschtes
Kopieren. Sie betrifft auch für
eine solche Prüfung
ausgestattete Vermittlungseinheiten.
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Die
Informationsübertragung
in einem asynchronen Vermittlungsnetz mittels Datenzellen wird gestört, wenn
zu große
Verzögerungen
oder Verluste von Datenzellen auftreten, wobei solche Nachteile zum
Beispiel mit internen Warteschlangen für eine Vermittlungseinheit
in einer Vermittlungsanordnung verbunden sind.
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Das
Auftreten solcher nicht akzeptierbarer Verzögerungen auf der Ebene einer
Vermittlungsanordnung, zum Beispiel in einer elementaren Vermittlungseinheit,
wird für
die kleinste oder in einem Vermittlungsnetz für die größte normalerweise durch Messungen überprüft, die
am Rand der Vermittlungsanordnung durchgeführt werden. Die Lokalisierung eines
fehlerhaften Elementes, zum Beispiel eines fehlerhaften Puffers
oder einer fehlerhaften Vermittlungseinrichtung erfordert die Erzeugung
von speziellem Test-Verkehr und entsprechende Messungen. Die Verwendung
spezieller Test-Verkehrs-Verbindungen
ist für
verbindungsorientierte Vermittlungen bekannt, und die Außerbetriebnahme
eines Teils einer Vermittlung wird üblicherweise bei Mehrpfad-Vermittlungen vorgenommen.
All dies erfordert spezialisierte Techniker mit geeigneten Testeinrichtungen
und ist manchmal langwierig und teuer, zum Beispiel wenn sporadische,
mit dem Verkehrsmuster verbundene Fehlfunktionen auftreten, die
schwer nach Wunsch zu reproduzieren und folglich schwer zu lokalisieren sind.
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Demgemäß und so
weit wie möglich
ist Test-Verkehr für
eine Erkennung in einer großen
Vermittlungsanordnung normalerweise zeitbegrenzt und/oder auf einen
Teil des übertragenen
Verkehrs begrenzt, zum Beispiel auf weniger als 1% des gesamten
Verkehrs. Ein globales Erkennungs-Bild zu erhalten, falls möglich, und
die Lokalisierung eines fehlerhaften Elementes sind ziemlich langwierige Aufgaben,
und demgemäß sind sie
nicht so effizient wie erforderlich.
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Es
ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Prüfung der Übertragung
von Datenzellen in einer asynchronen Vermittlungsanordnung bereitzustellen.
Entsprechend der Erfindung umfasst das Verfahren die Markierung
von Zellen mit einer Identifizierungsmarke und die Durchführung einer
ersten Zählung
der Zellen, die an einem Eingang der Vermittlungsanordnung während einer
ersten Phase (IC1) eines aus einer Vielzahl von verschachtelten
Zyklen (C1) empfangen wurden, wobei die Vielzahl von verschachtelten
Zyklen in einem periodischen Zeitrahmen organisiert ist, der eine
vorher festgelegte Anzahl von Zyklen umfasst, die eine erste Phase
haben, die auf die erste Phase des Zyklus folgt, der sich in dem
periodischen Zeitrahmen unmittelbar vorher befindet, wobei die Identifizierungsmarke
mit der Position des einen Zyklus innerhalb des periodischen Zeitrahmens
in Verbindung steht, die Durchführung
einer zweiten Zählung
der Zellen, die an einen Ausgang der Vermittlungsanordnung durchgeschaltet
wurden und welche die Identifizierungsmarke enthalten, während einer
zweiten Phase (OC1) des einen Zyklus, wobei die zweite Phase (OC1)
des einen Zyklus eine vorher festgelegte Verzögerungszeit (d1) nach dem Start
der ersten Phase (IC1) des einen Zyklus beginnt, die Bestimmung
am Ende der zweiten Phase des einen Zyklus, ob der erste Zählwert und
der zweite Zählwert übereinstimmen,
die Durchführung
einer speziellen Signalisierung, wenn der erste Zählwert und
der zweite Zählwert
nicht übereinstimmen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer asynchronen
Vermittlungsanordnung, die mit Mitteln ausgestattet ist, um die Übertragung
von Datenzellen zu prüfen,
wie in Anspruch 4 aufgeführt.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass ein Verfahren und ein Schaltkreis
zur Bestimmung der Qualität
einer virtuellen Verbindung mittels Zählern aus dem US-Patent 5,142,653
bekannt ist. Hierin werden die Zähler
jedoch für
eine Berechnung des Zellen-Verlustes pro Verbindung benutzt und
nicht für eine
globale Berechnung unter Verwendung von Identifizierungsmarken,
die zur Zyklus-Position in Verbindung stehen, wie in den Ansprüchen 1 und
5 der vorliegenden Erfindung definiert.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass der in den Ansprüchen verwendete
Begriff "enthält" nicht als Einschränkung der
danach aufgelisteten Mittel interpretiert werden darf. Somit ist
der Umfang des Ausdrucks "Eine
Einrichtung, die Mittel A und B enthält" nicht auf Einrichtungen begrenzt, die
nur aus den Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet, dass bezogen
auf die vorliegende Erfindung die einzigen relevanten Komponenten
der Einrichtung A und B sind.
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Diese
und weitere Aufgaben, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
deutlich, die eine spezielle Ausführung der vorliegenden Erfindung
zeigen:
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1 ist
eine schematische Ansicht einer asynchronen Vermittlungsanordnung.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das die Verschachtelung der Beobachtungs-Zyklen
zeigt, die entsprechend einem Beispiel, das sich auf das Erkennungs- Verfahren gemäß der Erfindung
bezieht, zwei überlappende
Phasen für
die Eingangs-Zählung und
die Ausgangs-Zählung
enthalten.
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3 ist
ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für Eingangs-Zählwerte
und Ausgangs-Zählwerte
bezogen auf einen Beobachtungszyklus zeigt.
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Es
wird hier berücksichtigt,
dass eine asynchrone Vermittlungsanordnung, wie in 1 gezeigt, der
schematischen Grundstruktur entspricht, die allen asynchronen Vermittlungselementen
gemeinsam ist, von den elementaren asynchronen Vermittlungseinheiten
bis zu den asynchronen Vermittlungsnetzen selbst. Eine elementare
asynchrone Vermittlungseinheit entspricht einer asynchronen Vermittlungsanordnung,
ein Netzwerk enthält
miteinander verbundene Vermittlungseinheiten, die in mehreren asynchronen
Vermittlungsanordnungen organisiert sind.
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Eine
grundlegende asynchrone Vermittlungsanordnung 1, wie in 1 gezeigt,
enthält
mehrere Datenzellen-Eingänge
I1 bis In für
eintreffende Datenzellen, die von Datenverbindungen übertragen werden,
um in einer Vermittlungsstruktur 2 entsprechend der Anforderungen
der Benutzer des Vermittlungsnetzes für die weitere Übertragung
entlang Übertragungspfaden
vermittelt zu werden, die dann durch dieses Netzwerk für eine richtige Übertragung zu
jedem Empfänger
zur Verfügung
stehen. Sie enthält
auch eine oder mehrere Datenzellen-Ausgänge O1 bis Om für die Übertragung
von Datenzellen durch abgehende Datenverbindungen von der Vermittlungsstruktur 2,
sobald die Vermittlung erfolgt ist.
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Wie
bekannt ist, entspricht die Organisation der Vermittlungsstruktur 2 dem
Hauptunterschied, der zwischen Vermittlungselementen besteht, wie
sie hier betrachtet werden.
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Eintreffende
Zellen werden mittels einer Eingangs-Schnittstelle 3 empfangen,
bevor sie vermittelt werden, um wie erforderlich für Vermittlungszwecke orientiert
zu werden, normalerweise entsprechend der in den entsprechenden
Zellen-Kopfteilen
enthaltenen Leitweglenkungs-Information.
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Abgehende
Zellen werden, sobald sie vermittelt wurden, was aus einer Integritäts-Prüfung, einer
Leitweglenkungs- und einer Warteschlangen-Operation bestehen kann,
von der Vermittlungsstruktur mittels einer Ausgangs-Schnittstelle 4 zu
den abgehenden Verbindungen übertragen,
bzw. mit den Ausgängen
O1, Om verbunden.
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Wie
bereits oben erläutert,
enthält
die Vermittlungsstruktur 2 mindestens eine und oft mehrere kaskadierte
Vermittlungseinheiten, die mit den Datenzellen-Eingängen
I1, In und mit den Datenzellen-Ausgängen O1, Om verbunden sind.
Die Vermittlungsanordnung 1 und spezieller die Vermittlungsstruktur 2 werden
mittels einer Überwachungsanordnung 5 gesteuert.
Eine solche Überwachungsanordnung
enthält
normalerweise Steuerungs-Verarbeitungseinheiten
und Takt-Verarbeitungseinheiten, wobei sich eventuell einige ihrer
entsprechenden Komponenten in der Vermittlungsstruktur selbst befinden.
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Wie
bereits bekannt, ist die Vermittlungsstruktur 2 eine gepufferte
Struktur, die Warteschlangen-Einrichtungen umfasst, die Pufferspeicher
zur entsprechenden Organisation des internen Datenzellen-Verkehrs
enthält.
Jede weiter zu sendende Zelle wird sobald sie eintrifft in einem
Vermittlungs-Pufferspeicher
zwischengespeichert, bevor sie gesendet wird, und solange sie wegen
der Verkehrsmenge nicht aus diesem Vermittlungs-Pufferspeicher weiter gesendet
werden kann. Daher besteht das Risiko von sehr großen Zellen-Verzögerungen
oder sogar von Zellen-Verlusten durch Fehlfunktionen in der Warteschlangen-Organisation
und spezieller in der Verwaltung der Zellen in den Warteschlangen
der Vermittlungsstruktur.
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Solange
jedoch für
jede einzelne Zellen-Übertragung
dafür gesorgt
wird, dass Zellen von einem Vermittlungs-Pufferspeicher mit einer maximalen Verzögerungszeit
gesendet werden, besteht auch die Möglichkeit zu überprüfen, ob
die Zelle wie vorgesehen ausgegeben wird.
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Gemäß der Erfindung
erfolgt auf der Ebene einer Vermittlungsstruktur 2 unabhängig von
ihrem Zustand eine wiederholte Prüfung, um zu wissen, ob ihre
Verkehrs-Ausgabe mit ihrer Verkehrs-Eingabe übereinstimmt, was andernfalls
festgestellt wird, wobei eine solche Feststellung normalerweise
auf der Ebene einer Überwachungs-Organisation
getroffen wird. Zu diesem Zweck werden Zellen durch entsprechende
Eingangs-Zähl-Mittel 6 und
Ausgangs-Zähl-Mittel 7 kontinuierlich
und zyklisch gezählt,
wenn sie eintreffen und wenn sie eine Vermittlungsstruktur 2 verlassen.
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Gemäß der Erfindung
werden die eintreffenden Zellen, die zur Vermittlungsstruktur 1 übertragen werden,
zu Identifizierungszwecken speziell markiert, sobald sie empfangen
werden, wobei die Markierung durch Markierungs-Mittel 8 erfolgt, die sich zum
Beispiel zusammen mit den Eingangs-Zähl-Mitteln 6 in der
Eingangs-Schnittstelle 3 befinden, um nach der Vermittlung
entsprechend ihrer jeweiligen Identifizierungs-Markierung gezählt zu werden,
direkt bevor sie von der Vermittlungsanordnung wieder ausgegeben
werden.
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Zu
diesem Zweck werden die Markierung und das Zählen auf der Ebene einer asynchronen
Anordnung entsprechend einem periodischen Zeitrahmen erreicht, der
aus verschachtelten Überprüfungs-Zyklen
besteht, die nach begrenzten und aufeinander folgenden Serien einer
selben festgelegten Anzahl identischer Zyklen gruppiert sind, zum
Beispiel vier Zyklen in jeder Serie. Jeder Zyklus, wie z.B. C1 in 2,
ist in zwei Phasen unterteilt, eine erste Phase IC1 zur Markierung
und zum Zählen
der Zellen, sobald sie empfangen werden, und eine zweite Phase OC1
zum Zählen
der Zellen, sobald sie zur weiteren Übertragung außerhalb
der Vermittlungsanordnung vermittelt wurden. Jede eintreffende Zelle erhält eine
Identifizierungs-Markierung, die der Position des Zyklus unter den
anderen Zyklen der selben Serie entspricht, während dessen sie empfangen wird,
zum Beispiel eine aus zwei Bit bestehende Anzeige, die dem Rang
des Zyklus unter vieren entspricht, wenn sich in jeder Serie vier
Zyklen befinden. Die Mittel zur Markierung werden hier nicht detailliert beschrieben,
da sie bereits aus der bisherigen Technik bekannt sind.
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Gemäß der Erfindung
folgt die erste Phase jedes Zyklus sofort auf den vorhergehenden
Zyklus derselben Serie oder der vorhergehenden Serien, wie z.B.
die erste Phase IC2 nach der ersten Phase IC1, die erste Phase IC3
nach der Phase IC2 und die zweite erste Phase IC1 nach der ersten
Phase IC4 in 2. Jede zweite Phase beginnt
mit einer festgelegten Verzögerung
d1 nach dem Beginn der ersten Phase desselben Zyklus und hat eine
bestimmte Dauer t2, wobei t1 die für jeden ersten Zyklus gewählte Dauer
ist. Die festgelegte Verzögerung
d1 ist ein fester Wert, der kleiner als oder höchstens gleich der von der
Vermittlungsstruktur 2 für die Übertragung einer Zelle benötigten Mindestdauer
gewählt wird.
Die Dauer t2 ist ein fester Wert, der mindestens gleich der Summe
aus der Verzögerung
d1 und der festgestellten von der Vermittlungsstruktur für die Übertragung
einer Zelle benötigten
maximalen Dauer ist, wobei bekannt ist, dass t1 notwendigerweise
länger
als d1 gewählt
wird.
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Die
von der Vermittlungsanordnung während jeder
ersten Phase empfangenen Zellen werden entsprechend dem Zyklus markiert,
der diese erste Phase enthält,
und sie werden aufwärts
gezählt,
wie sie während
der gesamten Dauer dieser ersten Phase empfangen werden. Die Zähl-Mittel
werden hier nicht detailliert erläutert, da sie auch bereits
aus der bisherigen Technik bekannt sind.
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Nach
der Vermittlung und bevor sie von der Vermittlungsanordnung 1 übertragen
werden, werden die Zellen erneut entsprechend ihrer jeweiligen Markierungen
gezählt,
die dem Überprüfungs-Zyklus entsprechen,
während
dem sie empfangen wurden. Die Ausgabe-Zählung für jeden Zyklus wird während der
zweiten Phase des Zyklus für
die Zellen, welche die Markierung enthalten, durchgeführt, was
dem Rang des Zyklus in der Serie entspricht, zu der er gehört. Wie
man in 2 leicht erkennt, finden gleichzeitig mehrere
Zählungen
für Zellen
statt, die während
gleichzeitig existierender Teile von zweiten Phasen verschiedene
Zyklus-Markierungen haben. Dies passiert zum Beispiel, wenn gleichzeitig
während
der zweiten Phase OC1 eine Zählung
von Zellen stattfindet, die entsprechend Zyklus C1 markiert sind,
während
der zweiten Phase OC2 eine Zählung
von Zellen stattfindet, die entsprechend Zyklus C2 markiert sind, und
während
der zweiten Phase OC3 eine Zählung von
Zellen stattfindet, die entsprechend Zyklus C3 markiert sind, weil
die Überprüfungs-Zyklen verschachtelt
sind.
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Am
Ende jeder zweiten Phase, die dem Ende des Zyklus entspricht, der
diese zweite Phase enthält,
wird eine Bestimmung durchgeführt,
um zu zeigen, ob eine Übereinstimmung,
die anders zwischen dem Eingangs-Zählwert und dem Ausgangs-Zählwert für den Zyklus
bestimmt wird, erhalten wird. Entsprechend stellt sich heraus, dass
die Eingangs- und Ausgangs-Zählwerte
für einen
Zyklus gleich sind, wenn keine Duplizierung von Zellen für mindestens eine
Zelle speziell vorgesehen ist, die während einer ersten Phase eines
Zyklus, wie z.B. IC1 für
Zyklus C1 empfangen wird, und solange kein Übertragungsfehler bezüglich der
Zellen vorliegt, die markiert wurden.
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Wenn
es zum Beispiel passiert, dass eine Anzeige im Kopf einer Zelle
vorhanden ist, die anzeigt, dass eine Vervielfachung, die eine oder
mehrere Kopien umfasst, auf der Ebene der Vermittlungsanordnung
angefordert wird, um die Zelle zu verschiedenen Zielen zu übertragen,
wird die Anzeige, sobald sie empfangen wurde, während einer ersten Phase eines
ersten Zyklus verarbeitet, und eine der beiden Zählungen, die während dieses
Zyklus durchgeführt werden,
wird entsprechend modifiziert, damit die beabsichtigte Übereinstimmung
erhalten wird.
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Wenn
die entsprechenden Eingangs- und Ausgangs-Zählungen nicht zusammenpassen,
wird das Ergebnis des Vergleichs dazu benutzt, ein Übertragungsfehler-Signal
von der asynchronen Vermittlungsanordnung 2 zu ihrer Überwachungs-Anordnung 5 auszulösen.
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Solange
die entsprechenden Übereinstimmungen
am Ende aufeinander folgender Überprüfungs-Zyklen
wie vorgesehen sind, besteht kein Bedarf, Fehlersignale von der
asynchronen Vermittlungsanordnung zu übertragen.
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In
einer bevorzugten Form ist die Eingangs-Zählung während der ersten Phase eines
Zyklus ein Aufwärts-Zählen in
einem speziellen Zähler, und
die Ausgangs-Zählung
während
der folgenden zweiten Phase des Zyklus ist ein Abwärts-Zählen im selben
Zähler,
wobei jeder Zyklus einer Serie einen speziellen Zähler entsprechend
seinem Rang in der Serie hat. Entsprechend tritt keine Duplizierung
von Zellen auf, die unter den während
einer ersten Phase, wie z.B. IC1 in 3, empfangenen
Zellen speziell vorgesehen sind, der Endwert, den man am Ende eines
Zyklus C erhält,
muss Null sein, wenn der aufwärts
gezählte
Summenwert empfangener Zellen exakt dem abwärts gezählten Wert übertragener Zellen entspricht,
die entsprechend Zyklus C markiert wurden und der am Ende der zweiten
Phase, mit der Zyklus C endet, erhalten wird.
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Anforderungen
nach einer Zellen-Multiplikation können leicht berücksichtigt
werden, indem der Aufwärts-Zählwert um
die Anzahl der Kopien einer Zelle, die angefordert werden, erhöht wird,
oder der Abwärts-Zählwert verringert
wird. Wie in 3 beispielhaft gezeigt, kann
der Eingangs-Zählwert
empfangener Zellen, die entsprechend einem Zyklus, wie z.B. C1,
markiert sind, nur während
der allerersten Phase IC1 dieses Zyklus erhöht werden. Eine Verringerung
ist möglich,
sobald die zweite Phase OC1 beginnt. Am Ende der ersten Phase IC1,
während
dem Rest der zweiten Phase OC2 kann der Zählwert nur für Zellen
verringert werden, die entsprechend C1 markiert sind. Die Überprüfung am
Ende des Zyklus ist korrekt, wenn ein Zählwert von Null erhalten wird, und
dann wird keine spezielle Fehlerüberprüfung bereitgestellt,
solange am Ende der folgenden Überprüfungs-Zyklen
ein Zählwert
von Null erhalten wird.
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Es
muss auch verstanden werden, dass die Konstruktion der Eingangs-Zähl-Mittel 6 für eine Vermittlungsstruktur
von der Anzahl "n" von Datenzellen-Eingängen der
Vermittlungsstruktur abhängt,
sowie auch die Konstruktion der Ausgangs-Zähl-Mittel 7 von der
Anzahl "m" der Datenzellen-Ausgänge dieser
Vermittlungsstruktur abhängt.