专利名称：用于asn系统的具有“1:n”和“1:1”冗余的冗余系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分的通信设备。
根据通信设备要求的可靠性，可以为这些附属的外围线路组件提供不同的冗余组件。例如为此例如在“关于通信的选定区域的IEEE杂志”，第十五卷，第五期，1997年，七月，795至806页说明了“11”和“1N”线路组件冗余。在“1+1”冗余结构中，两个线路组件并联工作，以便于能够在它上面以冗余方式传输消息信号流。然而在这种情况下，仅仅考虑将这些冗余消息信号流其中一个用于进一步处理。
在一个“11”的线路组件冗余中，仅仅使用两个线路组件中的一个作为活动的线路组件，仅仅在活动线路组件出现故障情况下，切换到余下的作为备份组件的线路组件上。
最后，在一个“1N”线路组件冗余中，对N个大量线路组件的补充，提供一个单一的备份线路组件。当N个线路组件其中一个故障时，使用备份线路组件代替这个组件。
根据权利要求1前序部分的通信设备涉及这样一个“1N”线路组件冗余。在上面提到的德国专利申请中，说明一个具有这样一个“1N”线路组件冗余的通信设备。这时通信设备被连接到大量N个传输线上。通信设备的的选择装置的N个线路接头构成到这N个传输线的接口。通过另外的N+1个线路接头，这些选择装置和N+1个线路组件连接，这些线路组件构成“1N”冗余组件。这时，在正常工作状态下，也就是线路组件无故障工作，这些线路组件用于连接例如作为活动的线路组件的第N个线路组件到N个传输线。相反，余下的线路组件N+1作为备份线路组件。当在其中一个活动线路组件出现故障时，选择装置如下转换控制以前在故障的线路组件和相关的传输线之间的传输路径现在起通过备份线路组件N+1伸展。
所说的通信设备具有缺点在一个这样的选择装置出现故障时，或者在这个选择装置所产生的交换出现故障时，与此连接的全部传输线和通过它的连接都会中断。
在提到的德国专利申请中，此外说明了根据权利要求1前序部分的通信设备的设计。在这个设计中提供一个“1N”冗余组的选择装置，该装置在第一个连接侧提供了N个信号接头，与此相反，在第二个连接侧，仅仅提供一个和备份线路组件连接的特定信号接头。在每个传输线中，插入特定线路的开关装置，各个传输线选择的通过第一个切换径将各自的传输线连接到这个分配给上述传输线的活动线路组件上，或者通过第二个切换路径和选择装置的N个信号接头的其中一个连接。这时如下控制选择装置和N开关装置在正常工作状态下，N个传输线直接通过特定线路的开关装置的第一个切换路径和N个活动线路组件连接，而在N个活动线路组件其中一个备份工作状态下，分配的传输线通过相关开关装置和选择装置的第二个切换路径连接在一起。
本发明基于以下任务指出一条路径怎样能够根据权利要求1前序部分设计一种通信设备，以便于能够在“1N”线路组件冗余中，放弃使用特别的选择装置。
在一个根据权利要求1前序部分的通信设备中，通过在这个权利要求中说明的电路技术特征解决这个任务。
本发明提供了使用某结构的优点，该结构对于实现一个用于“1N”线路组件冗余的“1+1”线路组件冗余是必需的。对于“1+1”线路组件冗余，提供了线路组件的一个对方式的装置，其中与这样一对线路组件相关的传输线被分别引向两个线路组件。这时可以如下使用“1+1”线路组件冗余的结构一个线路组件的传输线例如在“1+1”线路组件冗余中被分别引向对方式分配的线路组件。因此在另一个线路组件出现故障时，一个线路组件能够将它的传输线切换到一个备份切换总线上。
在从附属权利要求中得出本发明优选的另外设计。
下面根据附图示例性的详细说明本发明。
图1以截面图形式说明根据本发明正常工作的通信设备的结构图和图2说明图1中说明的在备份工作情况下的通信设备。
下面，根据图1和2详细说明一个根据本发明的通信设备。这时，图1中说明正常工作的通信设备，图2与此相反说明一个备份工作的通信设备。在这些图中，这时仅仅说明通信设备的那一个元素，该元素对于理解本发明是必需的。
在图1中说明的通信设备KE中，还可能涉及一个根据异步传输模式工作的ATM通信设备，该设备能够在虚连接过程中，以信元形式传输一个消息信号。因为一个这样的ATM传输原理已经充分公开了，所以下面不作详细说明。
作为例子，通信设备KE具有一个中央耦合装置ASN，为了控制这个中央耦合装置ASN，为其分配一个中央控制设备MPU。这时，在这个通信设备中，为了建立永久的虚连接涉及一个所谓的“交叉连接”或者为了建立交换的虚连接涉及一个交换设备(“交换节点”)。在两种情况下中央控制设备MPU建立连接。然而因为建立连接不是本发明的目的，所以下面对此不做叙述。
通过例如双向的电终端将大量的线路组件连接到中央耦合装置ASN。N+1个这样的线路组件意味着象下面所说的它们构成一个“1N”冗余组并且用BG1到BGN+1表示。这时为了至少连接一个外围传输线，分别提供线路组件。这时传输线根据它们到线路组件的分配使用LTG1到LTGN表示。与之相反余下的线路组件BG N+1用作备份线路组件。
每两个所说的线路组件BG1和BG N构成一个组件对的伙伴线路组件。两个这样的组件对在图1和图2中用BGP1和BGP M表示。这时组件对BGP1包括伙伴线路组件BG1和BG2，而组件对BGPN由伙伴线路组件BGN和BGN+1构成。一个线路组件的两个伙伴线路组件与传输线相联系，在组件对BGP1中，这例如是传输线LTG1和LTG2，根据“1+1”线路组件冗余方式，引导到两个伙伴线路组件。
线路组件BG 1到BG N在到相关的传输线(LTG 1至LTG N)的接口上，具有一个用S1表示的特定线路的开关，在实施例中作为继电器构成这个开关。通过各个开关的闭合的开关路径，这在图1中对于各个线路组件意味着各个线路组件和相关的传输线存在着连接。
此外线路组件BG1和BGN在到相关伙伴线路组件的传输线的接口上具有一个用S2表示的特定线路的开关，例如在此作为继电器构成这个开关。一个备份总线EBUS和各个开关S2的预先的开关触点连接，在这个备份总线上，上面已经提到的备份总线BG N+1和另一侧连接。这个备份线路组件的另一侧通过一个和上面提到的开关S1相对应的开关S1和中央耦合装置ASN连接。
此外属于一个线路组件的两个伙伴线路组件通过一个双向控制线SL总存在着连接，下面对它的功能不做详细说明。
首先例如在由中央控制设备MPU构造连接的过程中，首先实现开关S1和S2的控制。为此必须的控制信号以信号形式在永久建立虚连接的过程中传输到各自线路组件BG 1到BG N，其中为此使用一个内部传输协议(ITP)。
另外，在图1和图2中说明线路组件BG 1到BG N+1。在本实施例中，在线路组件和耦合装置ASN之间的连接路径上具有一个信号转换装置，该装置在线路组件BG 4的例子中用S4表示。
象上面提到的，图1说明一种情况通信设备KE正常工作，也就是说特别是线路组件BG 1到BG N的功能无故障。在这种正常工作中，通过闭合特定线路的开关S1，传输线LTG 1到LTG N通过线路组件BG1至BG N和耦合装置ASN连接，以便与能够在通信设备KE的范围内实现消息信号(信元)的正常传输。
象上面提到的，组件对(BGP 1至BGP M)的伙伴线路组件分别通过一个双向控制线SL直接相连。在其中一个伙伴线路组件出现故障是，一方面这个伙伴线路组件中的开关S1断开，因此到耦合装置ASN的连接断开。另一方面，一个控制信号通过相关的控制线SL传输到伙伴线路组件。在接收到这样一个控制信号后，这个伙伴线路组件的开关S2闭合，并且因此出现故障的线路组件切换到备份工作状态。
下面根据图1说明这样备份工作状态，其中作为例子，伙伴线路组件BG 1可能表示一个故障的线路组件。
根据图2，如下控制属于伙伴线路组件BG 1的开关S1它的切换路径断开，因此在传输线LTG 1和耦合装置ASN之间的连接路径断开。此外，在伙伴线路组件BG2的范围内，如下控制开关S2从现在起，从传输线LTG 1通过备份总线切换总线EBUS到备份线路组件BG N+1存在着一个闭合的连接路径。在这种备份工作状态下，它的相关的开关S1处于闭合工作状态。因此，通过这个备份线路组件BG N+1作为对例如出现故障的伙伴线路组件BG 1的备份，实现消息信号(信元)的传输。这样的备份机制还适合于每一个其它的伙伴线路组件BG 1至BG N。
可能存在着对通信设备KE的修改当存在着大量线路组件时，从这些线路组件中，以上面说明的方法构成较多的独立的冗余组件，它们提供了一个特定数量的活动线路组件和一个属于这个线路组件的备份线路组件。
以上所说的的仅仅是一个从下面出发的例子为每一个线路组件仅仅分配一个传输线。可以如下设计线路组件和上面提到的备份切换总线大量的传输线连接到各自的线路组件，并且传输消息信号的备份总线具有和这些大量的传输线相对应的总线宽度。
最后指出尽管以上说明的，基于一个ATM通信设备的例子说明本发明，然而本发明不仅局限于此。更多的，本发明可以应用于不同于ATM原理的通信设备中，如果在这个设备中将提供用于线路组件“1N”冗余结构。
权利要求
1.用于通过传输线(LTG 1，…，LTG N)传输消息信号的通信设备(KE)，具有一个中央耦合装置(ASN)和与之相关的至少分别和其中一个传输线连接的线路组件(BG 1，…BG N)，它们至少构成一个包括数量为N的活动线路组件和一个补充的备份线路组件(IB N+1)构成的“1N”冗余组，其中在这个“1+N”冗余组中，N个活动线路组件中的每一个都可以被相关的备份线路组件备份接通，其特征在于各个“1N”冗余组的N个线路组件(BG 1至BG N)中，两个相邻的线路组件(BG 1和BG 2；…；BG N和BG N+1)分别构成组件对(BGP1，…，BGP M)的伙伴线路组件，特定分配给组件对的伙伴线路组件的传输线(例如LTG 1和LTG2)，根据“1+1”线路组件冗余的方式分别连接另一个伙伴线路组件，分别如下设计一个组件对的伙伴线路组件特定分配给各自伙伴线路组件(例如BG 1)的传输线(LTG 1)通过第一个开关装置(S1)和耦合装置(ASN)连接，与此相反，特定分配给另一个伙伴线路组件(BG 2)的传输线(LTG 2)可以通过第二个开关装置(S2)和一个备份切换总线连接，并且可以如下控制一个组件对(例如BGP 1)的伙伴线路组件(例如BGP 1)的第一个和第二个开关(S1和S2)在正常工作中，特定分配的传输线通过第一个开关装置(S1)和耦合装置(ASN)连接，而在其中一个伙伴线路组件(例如BG 1)的备份工作中，它的特定分配的传输线(LTG1)通过另一个伙伴线路组件的第二个开关装置(S2)、备份切换总线(EBUS)和备份线路组件(BG N+1)和耦合装置(ASN)连接。
2.根据权利要求1的通信装置，其特征在于，上述设备作为一个根据异步传输模式工作的ATM通信设备来设计，其在虚连接过程中能够传输消息信号，并且控制虚连接建立和释放的中央控制设备(MPU)属于耦合装置(ASN)。
3.根据权利要求2的通信装置，其特征在于，如下进一步构成中央控制设备(MPU)从此出发，特定伙伴线路组件的第一个和第二个开关装置(S1、S2)在建立永久虚连接过程中，可以被首先设置到正常工作状态中。
4.根据权利要求1至3中任一个的通信设备，其特征在于，一个组件对(例如BGP 1)的伙伴线路组件(例如BG 1和BG 2)通过一个用于输出一个故障消息的控制线(SL)相互连接在一起，并且如下设计伙伴线路组件在接收的伙伴线路组件接收到这样一条故障消息时，第二个开关装置(S2)闭合并且因此激活故障的伙伴线路组件的备份工作。
5.根据权利要求1至4中任一个的通信设备，其特征在于，各个伙伴线路组件的第一个和第二个开关装置(S1、S2)作为继电器设计。
全文摘要
通信设备(KE)具有一个耦合装置(ASN),该装置至少具有数量为N的至少分别和一个传输线(LTG 1至LTG N)连接的线路组件(BG 1至BG N),它们和一个附加的备份线路组件(BG N+1)一起构成一个“1∶N”的冗余组。在这样一组中,根据“1∶1”冗余的方式,以对方式组合成线路组件。这时,这些线路组件分别支配开关装置(S1、S2),在线路组件其中一个出现故障时,建立一个通过相关的伙伴线路组件和一个备份的线路组件的备份路径。
文档编号H04L12/56GK1270723SQ98809192
公开日2000年10月18日 申请日期1998年9月15日 优先权日1997年9月16日
发明者J·科普, A·克卢格 申请人:西门子公司