专利名称：用户单元冗余系统和用户单元冗余方法
技术领域：
本发明涉及一种用户单元冗余系统和用户单元冗余方法，其在端接多个用户线路的部分用户单元发生故障时执行补偿，并且，尤其涉及一种适合于在非对称数字用户传输系统使用的用户单元冗余系统和用户单元冗余方法。
背景技术：
随着连接到因特网的时时在线(always-on connection)的扩展，已经注意到使用ADSL(非对称数字用户线路)技术能够通过利用现有电话线路以较低的通信费用接收相对大量的数据。
图1示出了使用ADSL的通信系统的略图。在图1中，ADSL调制解调器501-1至501-M分别被配置在用户家里(未图示)，并分别连接到诸如计算机和因特网电视的因特网连接设备(未图示)。ADSL调制解调器501-1至501-M分别通过用户分离器(未图示)连接到用户交换机502。在用户交换机502中，提供分离器单元511-1至511-M以一对一的与ADSL调制解调器501-1至501-M相对应。该用户交换机502还包括DSL用户线路端接单元(在下文中称作为“LTUs”)514-1至514-J。
在分离器单元511-1至511-M中，将代表性地描述分离器511-1。分离器单元511-1分裂通过DSL用户线路503-1接收的信号504-1为语音频带的电话信号512-1和高于语音频带的预定频带的ADSL信号513-1。电话信号512-1被发送到起交换作用的交换机515。由分离器单元511-1分裂的ADSL信号513-1在相应的LTU514-1的最初阶段(未图示)被调制/解调，这样ATM单元被提取并接着通过背板总线516被输入到集成的网关单元(IGU)517。集成的网关单元517的细节在下面将被描述。和分离器单元511-1一样，分离器单元511-2至511-M分别将通过用户线路503-2至503-M接收的信号504-2至504-M分裂为语音频带的电话信号和ADSL信号513-2至513-L。
LTU514-1至514-J的每个包括对应于预定数量线(例如，最大32线)的DSL收发信机模块。例如，DSL收发信机模块由DSP(数字信号处理器)形成。LTU514-1至514-J的每个在接收和调制下行链路数据并发送调制的下行链路数据到DSL用户线路503-1至503-M中的相应线路时，通过利用DSL用户线路503-1至503-M中的相应线路在上行链路方向通过起连接到因特网519作用的接口的上行链路线路521执行高速数据通信。应注意上行链路方向是指朝着因特网519的方向，而下行链路方向与上行链路方向相反。
在如上所述的通信系统中，随着ADSL调制解调器501-1至501-M的扩展，LTU514-1至514-J每个连接的数量，例如32线，也增长。因此，为了改进整个用户交换机502的可靠性，相对于LTU514-1至514-J的任意一个发生的故障的对策是重要的。
图2示出了这样一种故障对策通常使用的用户单元冗余系统的主要部分。集成的网关单元517包括用于从网络523仅输入必要的数据分组的桥531。集成的网关单元517被连接到分别对应于图1中所示的LTU514-1至514-J的当前使用的DSL用户线路端接单元(在下文中称作“当前使用LTU”)532-1至532-J，另外，备用的DSL用户线路端接单元(在下文中称作“备用LTU”)533-1至533-J一对一的对应于当前使用的LTU532-1至532-J。第一转换开关534-1至534-J在它们靠近桥531的一侧被分别配置得邻近当前使用LTU532-1至532-J和备用LTU533-1至533-J。如举例说明的，第一转换开关534-1至534-J分别具有正常连接到当前使用LTU532-1至532-J的触点。另一方面，第二转换开关535-1至535-J在它们靠近ADSL调制解调器501-1至501-M(图1)的一侧被分别配置得邻近当前使用LTU532-1至532-J和备用LTU533-1至533-J。如举例说明的，第二转换开关535-1至535-J分别具有正常连接到当前使用LTU532-1至532-J的触点。
在图2中所示的用户单元冗余系统中，当前使用LTU532-1至532-J通常连接到桥531并在它们之间交换数据分组。在任何当前使用的LTU532-1至532-J中的故障和事故(在下文中称作简单的“故障”)刚一发生，相应的第一和第二转换开关534-1至534-J和535-1至535-J之一就被自动的或手动的从当前使用转换到备用。例如，在当前使用的LTU532-1的故障刚一发生，备用LTU533-1就代替当前使用的LTU532-1在它自己和桥531之间交换数据分组。因此，例如当前使用的LTU532-1的相应32条线路的信号处理被恢复以便用户的服务能被继续。
然而，象上面已经解释的一样，随着利用非对称数字用户线路的通信系统的扩展，使用中的DSL用户线路端接单元的数量迅速地增加。图2中所示的该用户单元冗余系统引发了由于DSL用户线路端接单元的数量实质上被加倍的所需设备的问题。根据这个问题，下面的用户单元冗余系统在JP-A-2003-061118中被公开。在这个用户单元冗余系统中，相对于多个DSL用户线路端接单元，只有一个DSL用户线路端接单元额外的被配置为附加的DSL用户线路端接单元。此外，提供能够连接每个DSL用户线路端接单元到该附加的DSL用户线路端接单元的公共连接板。在任何DSL用户线路端接单元中的故障刚一发生，就通过控制公共连接板执行转换到附加的DSL用户线路端接单元。
在根据前面提出的用户单元冗余系统中，DSL用户线路端接单元的每个提供用于检测故障的检测部分和中继电路。一旦通过检测部分检测到故障，中继电路连接对应于发生故障的DSL用户线路端接单元的端口到公共连接板。此外，通过中继电路的这个转换，为附加的DSL用户线路端接单元提供的中继电路被驱动以便通过利用公共线路将附加的DSL用户线路端接单元连接到公共连接板。结果，发生故障的DSL用户线路端接单元被转换到该附加的DSL用户线路端接单元。
然而，在利用附加的DSL用户线路端接单元的用户单元冗余系统中，依据故障的发生的转换在整个DSL用户线路端接单元的单元中执行。因此，当系统被配置以便DSL用户线路端接单元的每个端接多个DSL用户线路，和按照每个线路或信道提供处理电路，即使仅在部分处理电路中发生故障，转换到附加的DSL用户线路端接单元也变的必要。因此，存在在发生故障的DSL用户线路端接单元中未发生故障的那些处理电路不能被有效地利用的问题。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种能够实现冗余结构的用户单元冗余系统和用户单元冗余方法，其中即使在对多个信道具有相同处理电路的多个用户线路端接单元的任意一个发生故障时，只有发生故障的一条/多条信道的一条/多条处理电路被转换到相应的备用的一个/多个用户线路端接单元。
根据本发明一个方面的一种用户单元冗余系统包括预定数量的当前使用的用户单元，每个被提供在具有用于多个信道并有相同结构的处理电路的板上，并且每个对应于与所述多个信道的数量一样多的用户线路，和提供在具有对于多个信道的处理电路的板上的备用用户单元，每个处理电路具有与当前使用的用户单元的处理电路同样的结构。该用户单元冗余系统还包括按信道转换电路，依据在预定数量当前使用的用户单元中的任意处理电路中故障的发生，转换在都对应于发生故障的信道的用户线路和处理电路之间连接的路径到与备用的用户单元中相同信道的处理电路连接的路径。
根据本发明的另一方面提供了一种用户单元冗余方法。该用户单元冗余方法包括提供预定数量的当前使用的用户单元和备用的用户单元的步骤。当前使用的用户单元的每个和备用的用户单元具有与多条用户线路一对一相对应提供的相同数量的处理电路。处理电路充当按信道的处理电路。该用户单元冗余方法还包括步骤依据在预定数量当前使用的用户单元中的任意处理电路中故障的发生，转换在都对应于发生故障的信道的用户线路和处理电路之间连接的路径到与备用的用户单元中相同信道的处理电路连接的路径。
就这种结构来说，依据故障的发生，每个信道的处理电路能被转换到备用用户单元的相应信道的处理电路。因此，即使构成一个当前使用的用户单元的所有信道的处理电路同时发生故障，备用的用户单元能够替换这些处理电路，这样，配置高可靠性的用户单元冗余系统成为可能。
图1是示出了使用ADSL的传统通信系统轮廓的系统结构图；图2是示出了通常为故障对策使用的用户单元冗余系统的主要部分的框图；图3是示出了利用根据本发明的优选实施例的用户单元冗余系统的通信系统轮廓的系统结构图；图4是示出了图3所示的用户单元冗余系统的主要部分的说明性图；图5是示出了本发明的实施例中用户线路容纳设备的主要部分的系统结构的框图；图6是示出了本发明的实施例中的集成网关的硬件结构轮廓的框图；图7是示出了本发明的实施例中的集成网关的软件结构轮廓的框图；
图8是示出了本发明的实施例中用于执行接口转换的电路和其外围结构的原理图；图9是示出了本发明的实施例中重写之前部分映射表的说明性图；图10是示出了本发明的实施例中重写之后部分映射表的说明性图；和图11是示出了依据故障的发生本发明的设备控制部分的处理提纲的流程图。
具体实施例方式
现在，将详细描述本发明的一个优选实施例。
<系统概述>
图3示出了根据本发明的实施例使用用户单元冗余系统的通信系统100的轮廓。通信系统100包括用户线路容纳设备103并使用ADSL(非对称数字用户线路)。在通信系统100中，分别连接到诸如计算机和因特网电视的通信设备(未图示)的ADSL调制解调器101-1至101-M每个被配置在相应的一个用户家中。用户线路容纳设备103包括分离器单元104-1至104-M。ADSL调制解调器101-1至101-M通过DSL用户线路102-1至102-M连接到分离器单元104-1至104-M。信号105-1至105-M分别通过DSL用户线路102-1至102-M发送。在下文中，将主要给出分离器单元104-1至104-M中的分离器单元104-1的描述。
分离器单元104-1分离通过DSL用户线路102-1接收的信号105-1为语音频带的电话信号106-1和高于语音频带的预定频带的ADSL信号107-1。电话信号106-1被发送到起线路交换作用的交换机109并连接到PSTN(公共交换电话网)108。
由分离器单元104-1至104-M分裂的ADSL信号107-1至107-M被输出到提供在用户线路容纳设备103中的容纳支架111内。在容纳支架111中，第1至第11个DSL用户线路端接单元(当前使用的用户单元；在下文称作“LTUs”)112-1至112-11可拆卸的以第1至第11个插槽的顺序配置。第1至第11个LTU112-1至112-11的每个包括对应于最大32条线路的DSL收发信机模块。在容纳支架111中，第12个DSL用户线路端接单元也可拆卸的安装在第12个插槽中作为备用的DSL用户线路端接单元(备用的用户线路单元；在下文称作“备用LTU”)112-12。此外，在容纳支架111中，执行相对于第1至第11个LTU112-1至112-11的冗余控制的冗余控制面板114可拆卸的安装在第13个插槽。
备用的LTU112-12具有与第1至第11个LTU112-1至112-11同样的电路结构。因此，当它对构成利用备用LTU112-12的冗余结构系统不是必须时，该备用LTU LTU112-12能被作为第12个DSL用户线路端接单元使用。如果所使用的第1至第12个LTU112-1至112-12没有使用如上所指的冗余结构，在用户线路容纳设备103中最多容纳有384条DSL用户线路102-1至102-384。自然地，如果容纳支架111能被延伸，被容纳的DSL用户线路102的数量也能增加。
通过上行链路线路116连接到因特网117的桥传送器118通过未举例说明的电路被连接到容纳支架111。自然地，该桥传送器118也可以可拆卸地插入容纳支架111来配置。桥传送器118具有在层2传输数据的功能并根据MAC(媒体访问控制)地址分类数据分组。
参考图3，在这个实施例中，用户单元冗余系统原理将被简要的说明。第1至第11个LTU112-1至112-11的每个包括对应于32条线路的DSL收发信机模块(未图示)，即第1至第32条线路如图3中的圈内数字表示。在“M”是“352”的情况下，在接收和调制下行链路数据并发送调制的下行链路数据到DSL用户线路102-1至102-352的时候，第1至第11个LTU112-1至112-11使用DSL用户线路102-1至102-352通过充当用于连接到因特网117的接口的上行链路线路116在上行链路方向执行高速数据通信。应注意上行链路方向是指朝向因特网117的方向。
在这个使用冗余结构的实施例中，第1至第11个LTU112-1至112-11中相同信道编号的DSL收发信机模块对应于备用LTU112-12中的相同信道编号的DSL收发信机模块。因此，依据在第1至第11个LTU112-1至112-11中任意DSL收发信机模块中故障的发生，具有与发生故障的DSL收发信机模块相同信道编号的备用LTU112-12中的DSL收发信机模块在冗余控制面板114的控制下代替它操作。
图4示出了这个实施例中用户单元冗余系统的主要部分。第1至第11个LTU112-1至112-11分别被连接到第1至第11个分离器单元104-1至104-11并进一步连接到冗余控制面板114。另一方面，备用LTU112-12被连接到备用通卡(auxiliary through card)115。备用通卡115被连接到第1至第11个LTU112-1至112-11并依据故障的发生通过转换在第1至第11个LTU112-1至112-11发生故障的电路部分到备用通卡115中的替换电路部分执行路由设定。
第一分离器单元104-1包括用于分别通过第1至第32条DSL数字用户线路102-1至102-32连接到第1至第32个ADSL调制解调器101-1至101-32的第1至第32转换开关121-1至121-32。该第一分离器单元104-1还包括用于转换对应于发生故障的第一LTU112-1的电路部分的转换开关121-1至121-32的每个的触点的第一中继触点选择电路(relay contact slection circuit，RLSEL)122-1。连接到第2至第11 LTU112-2至112-11的第2至第11分离器单元104-2至104-11每个具有相同的电路结构。
冗余控制面板114包括中继激励控制电路124，其个别地控制第1至第11分离器单元104-1至104-11的中继触点选择电路122-1至122-11(只有第一分离器单元104-1的中继触点选择电路122-1被举例说明)。例如，假设对应于第一LTU112-1中第一DSL用户线路102-1的第一DSL收发信机模块125-1经受故障的发生并且因此交换变为必需的。这种情况下，冗余控制面板114中的中继激励控制电路124发送信号到相应的第一分离器单元104-1的第一中继触点选择电路122-1以便借此控制第一中继触点选择电路122-1去转换相应的第一转换开关121-1的触点到其正常打开的触点侧。
在第1至第32转换开关121-1至121-32中，在举例说明的触点状态中其正常关闭的触点侧被分别连接到第一LTU112-1中的第1至第32DSL收发信机模块125-1至125-32。另一方面，第1至第32转换开关121-1至121-32的正常打开的触点侧被分别连接到备用通卡115的第1至第32跨接电路127-1至127-32的输入侧终端。第1至第32跨接电路127-1至127-32的输出侧终端被分别连接到配置在备用LTU112-12中的第353至第384DSL收发信机模块125-353至125-384。当备用LTU112-12存在也就是第十二个LTU被设置为“备用”时，第1至第32跨接电路127-1至127-32的输入侧终端和输出侧终端通过物理或电气的跨接线路128-1至128-32被短接在相应的线对之间。
图4特别地仅示出了第一LTU112-1和与其相关联的第一分离器单元104-1的电路部分。同样相对于配置在第2至第11分离器单元104-2至104-11中的第33至第352个转换开关121-33至121-352(未图示)，在对应于由图3中的圈内数字指示的32条信道的每个分离器单元104中的转换开关121通常被连接到第1至第32跨接电路127-1至127-32的输入侧终端。为了举例，对应于由图3中的圈内数字“1”指示的DSL收发信机模块125的信道的第33，第65，第97，…转换开关121-33，121-65，121-97，…因此通常被连接到备用通卡115的第一跨接电路127-1的输入侧终端。
结果，依据在对应于第一LTU112-1中的第一DSL用户线路102-1的第一DSL收发信机模块125-1中故障的发生，如前所述第一转换开关121-1被转换到其正常打开的触点侧。因此，备用LTU112-12中的第353DSL收发信机模块125-353代替第一DSL收发信机模块125-1操作。同样地，依据在对应于第一LTU112-1中的第32DSL用户线路102-32的第32DSL收发信机模块125-32中故障的发生，第32转换开关121-32被转换到其正常打开的触点侧。因此，备用LTU112-12中的第384DSL收发信机模块125-384代替第32DSL收发信机模块125-32操作。
在图4中，分离器单元104-1至104-M，冗余控制面板114和备用通卡115集体作为权利要求1中的按信道转换电路。特别是，冗余控制面板114作为权利要求5中的转换控制部件。
图5示出了用户线路容纳设备103的主要部分的系统结构。该用户线路容纳设备103包括参考图4描述的LTU112-1至112-12，其通过背板总线129被连接到集成网关单元131的一个末端侧。该集成网关单元131具有用于连接到因特网的接口功能并在其另一端侧连接到上行链路线路116。
该集成网关单元131包括执行用户线路容纳设备103的整个控制和监视的设备控制部分132，和起背板接口作用的背板总线IF(接口)电路133。该集成网关单元131还包括执行ATM信元的分段和重组的ATM SAR(异步传输模式分段和重组)134，和执行层2帧的数据传输并基于MAC地址分类数据分组的桥传送器118。当以太网(注册商标)帧在上行链路线路116的输入和输出部分上被发送时，ATM信元在ATM SAR134和LTU112-1至112-12之间被发送。
图6示出了集成网关单元131的电路结构的轮廓。该集成网关单元131包括两个处理器，即，设备控制CPU(中央处理单元)14和网络处理器142，具有闪存ROM(只读存储器)的存储器组143，SDRAM(同步动态随机存储器)144，和非易失性RAM(随机存储器)145。该集成网关单元131还包括由作为专用集成电路的ASIC(特定用途集成电路)形成的背板总线IF(接口)电路133，和由LSI(大规模集成电路)芯片(未图示)形成的GbE(千兆以太网(注册商标))IF(接口)电路147。
设备控制CPU141执行关于管理，通信，和设备结构设置的控制。网络处理器142是包括内置CPU151和ATM SAR134的高速通信处理器。图5中所示的桥传送器118通过利用网络处理器142被以软件方式建立并执行诸如帧的接收，目的地鉴别的处理，并传送到目的地。背板总线IF电路133由硬件建立并执行关于线路的各种控制，诸如与用于执行以千兆速度发送的帧的高速处理的线路有关的总线控制。背板总线IF电路133通过轮询个别地处理LTU112-1至112-12。
图7示出了集成网关单元131的功能性框图。集成网关单元131包括由设备控制CPU141建立的基本功能性部分161和图6中与其相关的硬件，和信号处理部分162。信号处理部分162通过利用网络处理器142和图6中与其相关的硬件以及控制程序以软件方式建立。自然地，信号处理部分162也可以仅由硬件建立。
在这个实施例中，基本功能性部分161包括执行诸如与主机(未图示)通信的处理以操作控制台(未图示)的功能性软件部分171，作为用于执行与功能性软件部分171分组通信的的协议的TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)部分172，和管理MAC(媒体访问控制)的MAC部分173。
在这个实施例中，功能性软件部分171包括监听组播通信的IGMP(因特网组管理协议)监听部分171A，和自动地执行IP网络中可再次利用的IP(因特网协议)地址的动态分配和各种设置的DHCP(动态主机配置协议)服务器171B。该功能性软件部分171还包括tftp(普通文件传输协议)客户机程序171C，用于设备监控的SNMP(简单网络管理协议)代理程序171D，和系统控制应用程序(APL)171E。该功能性软件部分171还包括CLI(命令行接口)部分171F，虚拟终端协议(TELNET)服务器171G，以及串行驱动器171H。在这些组成部分中，稍后将详细描述本发明特别需要的组成部分。
信号处理部分162包括以太网发送/接收控制部分182，在它自己和GbE IF电路147之间在以太网(注册商标)上执行帧的发射/接收。例如，通过图5中所示的上行链路116和该以太网发送/接收控制部分182从程序分配服务器(未图示)接收的分组数据和通过背板总线IF电路133和图6中所示的ATMSAR134从LTU112-1至112-12接收的分组数据被发送到检测部分183，在那里每个分组数据的转发目的地被存储到MAC部分173或输入滤波器部分184中。携带IGMP控制消息的数据分组，携带DHCP协议消息的IP数据分组，以及指向基本功能性部分161的IP地址的IP数据分组被转发到MAC部分173。
输入滤波器部分184用来闭塞，例如非法访问的层2帧或层3数据分组。输入滤波器部分184将转发的数据分组与预先注册的状态相比较，并丢弃符合协议的数据分组或只允许符合协议的数据分组通过。已经通过输入滤波器部分184的数据分组被递送到MAC学习部分185。该MAC学习部分185学习各个接收的数据分组的发送端MAC地址和接收数据分组的逻辑端口号并登记这些结果在MAC表186。然后，将数据包传送给桥转送器118。桥转送器118从数据分组提取目的地MAC地址并搜索MAC表186以检索连接到提取的目的地MAC地址的逻辑端口。即使起初被中继的数据分组的传送地址不能被发现以至于因此发送数据包到除接收该数据分组的逻辑端口之外的所有逻辑端口，通过利用作为发送端信息作为键值通过这样的传送目的地的学习仅传送该数据包到对应于其目的地的逻辑端口变为可能。
MAC衰变部分188被连接到MAC表186。即使在存储在MAC表186中的MAC地址作为学习的结果的情况下，除非在一个预设时间内相同的地址被再次学习，当确定经过了一个有效的时间时该MAC地址衰变部分188将其从MAC表186中被删除。
作为层2转发器形成的桥传送器118被连接到MAC学习部分185，MAC表186，输出滤波器部分191，和MAC部分173。输出滤波器部分191对应于输入滤波器部分184。在识别对应于目的地的输出滤波器部分191之后，在控制匹配为识别的输出端口设定的滤波条件的帧丢弃或通过的过程中输出滤波器部分191丢弃不适当的数据分组而不发送它。由输出滤波器部分191为这种滤波使用的条件根据协议，IP地址，和输入/输出逻辑端口通过网络管理器被预设。
在输出滤波器部分191的输出侧配置有包括第一优先权控制部分192A和第二优先权控制部分192B的优先权控制部分192。优先权控制部分192执行优先于其它数据分组转发传送语音或需要实时传输的类似信号的特殊数据分组的控制。为了这种控制，存在给协议优先权的优先权控制和给特殊目的地地址优先权的优先权控制。朝着LTU112-1至112-12(图4)的帧报头通过第一优先权控制部分192A被转发到ATM SAR134。ATM SAR134变换以太网(注册商标)上的帧为ATM信元并通过背板总线IF电路133发送它们到LTU112-1至112-12。另一方面，朝着上行链路线路116(图4)的帧报头通过第二优先权控制部分192B被转发到以太网发送/接收控制部分182。输入到以太网发送/接收控制部分182的帧实际上被输入到GbE IF电路147，即以帧的形式。
<接收中集成网关单元的处理>
如参考图4描述的，依据第1至第11 LTU112-1至112-11内的部分电路故障的发生，备用LTU112-12的DSL收发信机模块125-353至125-384的相应之一在信道的基础上被代替，即由圈内数字从“1”到“32”指示的信道的单元。然而，如果只有该控制被简单地执行，代替之后DSL用户线路端接单元的物理接口编号被改变。在如上所描述的例子中，既然在第一(第一信道)电路部分，即第一LTU112-1中的第一DSL收发信机模块125-1故障已经发生了，如果物理接口号因此作为“1/1”(插槽号/信道号)被给出，这将变为“12/1”。
图5和6中所示的背板总线129因此根据物理接口号递送信号到桥传送器118(图5)。因此，如果来自备用LTU112-12的转换的DSL收发信机模块125的信号实际上被给到桥传送器118，在桥传送器118中设置的物理接口号将依据每个故障的发生被重写。在前面的实施例中，需要设定以便从“1/1”到“12/1”重写物理接口号。此外，当随后设置结构或监视用户线路容纳设备103的状态时，对于发生故障的电路部分在转换之后在备用LTU LTU112-12中使用线路编号的需要出现，这样处理变得复杂。此外，相对于根据桥接口实现设定的功能和基于上述功能保持服务状态所需要的服务，在转换或临时停止服务之后，依据接口的转换，用于读取如对应于接口的信息的需要出现。这导致引起服务暂停长于由终端用户引起的物理线路转换时间。为了举例，通过DHCP服务器171B进行的地址分配按每个接口管理。在DHCP服务器171B具有当接口没有同意并执行拦截时判断它为非法接入的功能的情况下，考虑到接口转换改变服务器的数据库(未图示)或其安全性检验功能的需要出现。
鉴于此，在这个实施例的用户线路冗余系统中，配置成在故障发生之前利用物理接口可以实现通过操作者使用用户接口对结构有关的设定，相对于第1至第11 LTU 112-1至112-11，忽略备用LTU112-12的存在。特别地，在这个实施例中，提供映射表作为用于变换物理接口为逻辑接口的的变换表。使用该映射表，相应标识的变换能被自动地实现。
图8是示出了用于执行接口变换的电路和其外围设备结构的原理图。在集成网关单元131中的ATM SAR134和背板总线129之间，提供有由ASIC形成的主要信号控制部分211。该主要信号控制部分211涉及在设备控制部分132内的存储区域中形成的映射表212，以便借此执行物理接口编号到逻辑接口编号的变换。设备控制部分132通过用户接口(UI)213连接到包括未图示的键盘，显示器和类似物的输入/输出设备214。当错误监视结构(未图示)在第1至第11 LTU 112-1至112-11中任何一个检测到故障时或者当操作者从输入/输出设备214输入用于转换的命令时，连接到设备控制部分132的转换检测部分216检测到对于从属电路部分转换到备用LTU112-12被执行。基于此，主要信号控制部分211通知从属电路部分的物理接口编号给冗余控制面板114。在设备控制部分132中，保护控制部分215被提供作为用于执行冗余控制的部分。
在图8中，设备控制部分132作为权利要求2中的标识信息分配部件和依据故障的标识信息变更部件。映射表212作为权利要求2中的相关表。主要信号控制部分211作为权利要求1中的数据分组处理部件。用户接口213作为权利要求4中的依据故障的转换显示部件。
图9示出了部分映射表212。在映射表212中，每个由插槽编号和信道编号组成的物理接口编号，和逻辑接口编号彼此相关联地被存储。映射表212由保护控制部分215制备，其中当图3中所示的任何DSL用户线路102-1至102-M连接时，分配唯一的逻辑接口编号到表示从属物理线路的物理接口编号。
当数据分组被通过DSL用户线路102-1至102-M从ADSL调制解调器101发送时，第1至第11 LTU112-1至112-11分配物理接口的标识给数据分组并发送他们到背板总线129。响应于通过背板总线129的这些数据分组的接收，主要信号控制部分211参考映射表212以便借此得到对应于各个物理接口编号的逻辑接口编号。主要信号控制部分211重写数据分组上的物理接口编号为得到的逻辑接口编号。接着，主要信号控制部分211通过ATM SAR134供应这些数据分组到桥传送器118。因此，例如从物理接口“1/3”接收的数据分组被桥传送器118识别为逻辑接口号“0003”的数据分组。
另一方面，由主要信号控制部分211从桥传送器118接收的数据分组被桥传送器118分配到输出目的地的逻辑接口编号。主要信号控制部分211利用这个逻辑接口编号作为关键字搜索映射表212。主要信号控制部分211变换该逻辑接口编号为相应的物理接口编号。基于这个物理接口编号，数据分组被递送到第1至第11 LTU112-1至112-11中相应的LTU。例如，逻辑接口编号“0003”的数据分组被变换为物理接口“1/3”的数据分组并发送到背板总线129。
前面的描述涉及当在第1至第11 LTU112-1至112-11中没有故障发生时接口编号的变换。作为例子，它假设在安装在第一插槽中的第一LTU112-1中的对应于物理接口编号“1/3”的线路的DSL收发信机模块125-3(未图示)中已经发生故障，并且转换检测部分216已经检测到转换命令。基于此，保护控制部分215将故障部分的物理接口编号“1/3”通知给冗余控制面板114。
基于这个通知，冗余控制面板114执行安装在第十二插槽的备用LTU112-12的第三信道的转换的控制。特别地，图4中所示的中继激励控制电路124控制第一分离器单元104-1的第一中继触点选择电路122-1以转换相应的第三转换开关121-3(未图示)的触点到其正常打开触点侧。结果，应该被输入到对应于物理接口编号“1/3”的线路的DSL收发信机模块125-3的数据分组被输入到对应于备用LTU112-12的第三信道的DSL收发信机模块125-355(未图示)，旁路DSL收发信机模块125-3。
同时，在对应于物理接口编号“1/3”的DSL收发信机模块125-3中被设定的指示ADSL连接性质的设定信息被拷贝到DSL收发信机模块125-355中。作为这样设定的信息，能被引用到最大连接速度和最小连接速度，噪声容限，错误校正功率，等等的范围。这些信息在依赖于诸如沿着DSL用户线路102-1至102-M从个别用户家里到用户线路容纳设备103(图3)的距离的通信环境的DSL收发信机的训练中能被使用。注意“训练”是配置在ADSL线路两端的ADSL调制解调器(收发信机)判断线路状态并协商最佳通信参数的操作，它基于与用于模拟调制解调器和传真设备的技术相同的原理。因此，在转换之前，在DSL收发信机模块125-3中设定的条件需要被反射在转换后的DSL收发信机模块125-355中。到此依据如上所述的转换到备用LTU112-12的完成，保护控制部分215在设备控制部分132内的前述的存储区域中存储物理接口编号“1/3”已经转换到物理接口编号“12/3”的事实，即保护已经被实现的事实。接着，以此为基础，保护控制部分215重写映射表212。
图10对应于图9并示出了已经基于前面的例子被重写的部分映射表212。比较图9中所示的改变之前的映射表212，在图10中所示的映射表212中物理接口编号“1/3”已经被重写为物理接口编号“12/3”。
根据映射表212的改变，从备用LTU112-12的第三信道DSL收发信机模块125-355输出的数据分组被递送到桥传送器118作为此后逻辑接口号“0003”的数据分组。即，在故障发生之前和之后，桥转送器118接收相同逻辑接口号“0003”的数据包，并对它们进行处理。
图11示出了依据故障发生的设备控制部分132的处理的流程的概述。设备控制部分132通过利用预先确定的控制程序执行这个处理。具体地，当设备控制部分132由转换检测部分216通知由于故障的发生电路部分已经转换到备用LTU112-12(步骤S301Y)时，保护控制部分215判断是否受到重写的故障部分是备用LTU112-12(步骤S302)。当在第1至第11 LTU112-1至112-11任意一个中已经发生故障时，处理前进到步骤S303。在步骤S303，依赖于备用LTU112-12的物理接口编号是否在映射表212的有关部分被重写，判断是否这个部分已经转换到备用LTU112-12。
当在步骤S303判断是否定时，即没有转换到备用LTU112-12，处理前进到实现映射表212的重写的步骤S304。具体地，在该情况下，在第1至第11LTU112-1至112-11任意一个中故障已经发生，并且此外，备用LTU112-12能够克服这个故障。因此，在映射表212中相关的物理接口的标识被重写为备用LTU112-12的相应信道的标识。以此为基础，保护控制部分215将故障部分的物理接口编号通知给冗余控制面板114，借此转换从属电路部分到备用LTU112-12(步骤S305)。接着，保护控制部分215通过用户接口213控制输入/输出设备214以显示故障的发生和通过转换到备用LTU112-12的恢复(步骤S306)。
另一方面，当步骤S302判断在备用LTU112-12中故障已经发生时，在仅具有一个备用LTU112-12的这个实施例的系统结构中恢复故障是不可能的。因此，依据这样情况的发生，保护控制部分215控制输入/输出设备214以执行用于紧急故障恢复的显示，借此命令故障恢复(步骤S307)。可以构成为通过电子邮件或类似的直接发送到维修公司的通知。
依据在一定的时间间隔中第1至第11 LTU112-1至112-11内相同的信道中发生故障的罕见情况的发生，出现了映射表212中有关的物理接口的标识已经被备用LTU112-12的物理接口标识代替的情形。同样在这样一种情况下(步骤S303Y)，备用LTU112-12不能克服稍后发生的故障。因此，同样在这种情况下，处理前进到步骤S307已命令快速故障恢复。
在如上所述的这个实施例中，提供在第1至第11 LTU112-1至112-11任何一个中与所有信道一比一对应的备用信道。因此，即使在一个LTU112的多个信道中同时发生故障，同时地转换到备用LTU112-12是允许的，这样提高用户单元冗余系统的可靠性是可能的。此外，作为备用LTU112-12，可以使用能够由具有与第1至第11 LTU112-1至112-11的每个相同结构的一个构成。因此，依据临时线路增加的发生，使用备用LTU112-12作为普通的LTU112是可能的。
在该实施例中，可使用与结合物理接口和逻辑接口彼此相关联的映射表212，借此虚拟化通过桥接处理的接口为逻辑接口。因此，依据冗余转换的发生，继续服务而完全不改变桥侧的设置变为可能。
在该实施例中，一个备用的DSL用户线路端接单元被分配给11个DSL用户线路端接单元。然而，正常地，这个数量能被随意的改变。此外，在该实施例中，为一个系统提供一个备用的DSL用户线路端接单元。但是，能够为一个系统提供两个或多个备用的DSL用户线路端接单元。在这种情况下，它可构成为提供优先权序列以转换它们并利用映射表212以相同的方式管理物理接口标识。此外，在该实施例中，映射表212被提供在设备控制部分132的存储器中，但是为了加速该处理也可以被提供在主要信号控制部分211中。
如上所述，根据本发明，当前使用的用户单元和备用用户单元能够具有物理一致结构，这样产品成本能够被降低。此外，当不需要用于克服故障发生的冗余结构时，通过增加备用的用户单元到当前使用的用户单元，在整个系统中能被处理的的用户线路的数量能被增加。因此，即使当用户线路数量上的增长暂时没有对应于设备的扩展，处理用户线路数量上的增长也是可能的。
权利要求
1.一种用户单元冗余系统，包括预定数量的当前使用的用户单元，每个提供在具有用于多个信道有相同结构的处理电路的板上，并且每个对应于与所述多个信道的数量一样多的用户线路；提供在具有用于所述多个信道的处理电路的板上的备用用户单元，每个处理电路具有与所述当前使用的用户单元的处理电路同样的结构；按信道转换电路，依据在所述预定数量当前使用的用户单元中的任意处理电路中故障的发生，将在都对应于发生故障的信道的用户线路和处理电路之间连接的路径转换到与所述备用的用户单元中相同信道的处理电路连接的路径。
2.根据权利要求1的用户单元冗余系统，还包括标识信息分配部件，用于分配彼此不同的逻辑标识信息到与所述预定数量的当前使用用户单元连接的用户线路的各个物理标识信息；依据故障的标识信息变更部件，依据在所述预定数量当前使用的用户单元中的任意处理电路中故障的发生，用于分配与对应于经受故障发生的信道的用户线路的该物理标识信息相对应的逻辑标识信息，作为对应于所述备用用户单元的相同信道的物理标识信息的逻辑标识信息；相关表，反映由所述标识信息分配部件分配的物理标识信息和逻辑标识信息之间的相关性，并通过所述依据故障的标识信息变更部件改变物理标识信息和逻辑标识信息之间的相关性；和数据分组处理部件，用于通过参考所述相关表根据逻辑标识信息，处理输入到和从各个用户线路输出的数据分组。
3.根据权利要求1的用户单元冗余系统，其中所述当前使用的用户单元和所述备用用户单元的每个是DSL用户线路端接单元，所述处理电路的每个是DSL收发信机模块。
4.根据权利要求1的用户单元冗余系统，还包括依据故障的转换显示部件，用于通过经受故障发生的信道的处理电路的由按信道转换电路到所述备用用户单元中的相同信道处理电路的转换，将它显示到外部。
5.根据权利要求1的用户单元冗余系统，其中所述按信道转换电路包括对应于所述当前使用的用户单元配置的转换开关，用于在到所述当前使用的用户单元的处理电路的连接和所述备用用户单元中的相同信道的处理电路的连接之间按每个信道转换；和转换控制部件，用于使对应于经受故障发生的处理电路的所述转换开关之一从当前使用的用户单元转换到备用用户单元。
6.根据权利要求5的用户单元冗余系统，其中所述按信道转换电路的所述转换开关被配置在对应于所述当前使用的用户单元提供的分离器单元中，所述分离器单元的每个适合分裂来自用户线路的信号为语音频带的电话信号和高于语音频带的预定频带的ADSL信号。
7.一种用户单元冗余方法，包括步骤提供预定数量的当前使用的用户单元和备用的用户单元，所述当前使用的用户单元的每个和所述备用的用户单元具有与多条用户线路一对一相对应提供的相同数量的处理电路，所述处理电路充当按信道处理电路；和依据在所述预定数量的当前使用的用户单元中的任意处理电路中发生的故障，转换在都对应于发生故障的信道的用户线路和处理电路之间连接的路径到与所述备用的用户单元中相同信道的处理电路连接的路径。
8.根据权利要求7的用户单元冗余方法，还包括标识信息分配步骤，分配唯一的逻辑标识信息到与所述预定数量的当前使用用户单元连接的用户线路的各个物理标识信息；依据故障的标识信息变更步骤，依据在所述预定数量的当前使用的用户单元中的任意处理电路中故障的发生，分配与对应于经受故障发生的信道的用户线路的该物理标识信息相对应的逻辑标识信息，作为对应于所述备用用户单元的相同信道的该物理标识信息的逻辑标识信息；和数据分组处理步骤，通过所述依据故障的标识信息变更步骤改变由所述标识信息分配步骤分配的物理标识信息和逻辑标识信息之间的相关性，并且在依据故障的发生使用所述备用用户单元的相应处理电路的时候，根据该逻辑标识信息处理输入到和从各个用户线路输出的数据分组。
全文摘要
相对于每个端接板上多个信道的用户线路的第1至第11DSL用户线路端接单元(112－1至112－11)，提供端接板上相同数量用户线路的备用的DSL用户线路端接单元(112－12)。依据对应于任何信道的故障的发生，冗余控制面板(114)执行到备用的DSL用户线路端接单元的相应信道的转换。通过这个转换，数据分组的物理接口编号被该变。但是，这能通过在保护控制部分(215)的控制下使用映射表(212)变换到和以前相同的逻辑接口编号来处理。
文档编号H04L12/66GK1738258SQ200510069779
公开日2006年2月22日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月26日
发明者关根实, 田中雅士 申请人:日本电气株式会社