专利名称：电信交换机以及交换电信信号的制作方法
本申请基于1996年10月10日在芬兰申请的芬兰专利申请第964065号，其内容在此并入以供参考。
本发明涉及一种用于交换电信连接的ATM电信交换机，所述电信交换机包括入线、出线以及将任何连接从入线交换到所需出线的交换域(switching field)，所述交换域包括将连接输送到所述交换域的输入，以及将连接输送出所述交换域的输出。
ATM电信交换机一般采用ATM交换域(ATM=异步传递模式)。在这些域中，将包含数据的ATM信元或者分组从一个连接交换到另一连接，使得连接保持不中断，从始发点延伸到所需接收机。交换域的一个特征是，它们易于出错；一个故障可以影响所有交换域或其一部分。改进ATM电信交换机可靠性的一种传统和自然的方法是复制交换机的交换域。但是，ATM交换域相当贵，因此通过复制保证其可靠性极其昂贵。此外，目标是所有通过交换域，例如虚连接交换的连接成功的概率相同。因此，出于可靠性考虑，必须复制所有交换域。交换域是ATM电信系统的必要部件，其中对需要交换的所有连接而言，完成的交换的成功概率，即业务等级应当相同。但是，显然可以存在具有较低业务等级的连接和具有较高业务等级的连接，即连接基于复制的交换，但这导致了连接的不同业务类别。通常一个故障仅影响交换域的一根线路，而不是整个域。因此，ATM电信交换机的实现如果能够使交换域的特定部件，例如一根或多根线路中出现的故障不会妨碍整个交换机的运行，则较为有利。
本发明的一个目的是提供一种现有技术中的问题的解决方案，即如何处理ATM交换域中，尤其在部分交换域中出现的故障。目的是提供一种ATM电信交换机，以及一种利用该交换机使得交换域的特定部件中出现的故障不会妨碍整个交换机的运行的方法。
该新类型的ATM电信交换机的特征在于，在所述入线和所述输入之间提供预选器，用以将所述电信交换机的所需入线连接到交换域所需输入。
本发明还涉及一种ATM交换机中电信连接的交换方法，该ATM交换机包括入线、出线以及将任何连接从入线交换到所需出线的交换域，所述交换域包括将连接输送到所述交换域的输入，以及将连接输送出所述交换域的输出。
本发明的方法的特征在于，在所述电信交换机的所述入线和所述输入之间提供预选器，用以将所述电信交换机的所需入线连接到交换域所需输入。
本发明基于以下思想，即在ATM交换机的交换域之前或之后提供预选器，或者在交换域之后提供后选器。预选器使得交换机的所需入线连接到交换域的所需输入。相应地，后选器使得交换域的所需输出连接到所需出线。预选器最好包括至少一个连接到整个交换机入线的输入，以及连接到交换域的输入的多个输出。通过这些输入，需要预选器连接的线路能够导向交换域的工作输入。应当注意，此处术语“预选器”主要用于指预选器，或者在交换域之后的后选器。
本发明的另一属性是预选器和ATM交换域之间的接口包括电信交换机中预选器的每根入线至少两个连往该域的接口。
本发明的ATM电信交换机和相应方法的优点在于，它们使得ATM电信交换机交换域的复制不再必要；利用本发明的预选器保证了交换域的充分可靠。这实际上降低了成本，因为复制整个交换域非常昂贵。
下面结合附图详细描述本发明，在附图中
图1示出了本发明第一实施例的预选器；图2示出了具有预选器和后选器的本发明第二实施例的交换机；图3示出了正常情况下本发明实施例的ATM电信交换机；图4示出了已纠正出现的故障情况下，本发明实施例的ATM电信交换机；
图5示出了在交换域入局方向上提供预选器的本发明的实施例；图6示出了在交换域出局方向上提供预选器的本发明的实施例；图7示出了交换域的某些输出连接到交换域出局方向上提供的预选器的输出的本发明实施例；图8和9说明了在将预选器入线连接到冗余连接过程中优先级的使用。
图1示出了本发明第一实施例的预选器102。预选器102在ATM交换机的交换域之前提供。通过预选器102，电信交换机的所需入线101可以连接到交换域的所需输入。预选器最好包括至少一个连接到整个交换机入线的输入101，以及连接到交换域的输入的多个输出103、104。图1示出了预选器的两个输出。连接到交换域的输入。预选器自然可以包括数量比2大得多的输出。此外，预选器还可以在交换域之后提供。
图2示出了具有预选器和后选器的本发明第二实施例的交换机。图2示出了交换机入线202到206，用于向ATM交换域201输送入信号。某些入线205、206并不是直接连接到交换域，而是连接208、209到预选器207，后者从这些入线205、206中选择一个连接，进一步冗余地连接到ATM交换域201。后选器213通过出线212连接到交换域201。在后选器213中，来自出线212的信号被输送到两个输出分支210和211中的一个，该信号从后者输送到交换域201的所需输出222到225。
图2所示方案的工作原理如下。在ATM线路被改变之后，设备的控制将连接的交换更新，以对应于新情况。这样，当故障发生在例如交换域201的输入205和输出226之间的交换节点时，它们之间的信号传播可以导向中继线路208(输入206对应到中继线209)，该信号从中继线208输送到预选器207，并进一步输送到交换域201。该信号从该交换域输送到输出212，并进一步输送到后选器213，从后选器213输送到输出210和211中的一个，然后输送到交换机的输出。
图3示出了正常情况下本发明实施例的ATM电信交换机。该交换机包括具有接口单元306到312的交换域301。本发明的交换机还包括预选器302，连接在交换机入线304和305以及接口单元306和308之间，交换域301之前。后选器303相应在交换机301的接口单元310和312以及该交换机的出线330和331之间提供。交换机接口单元的操作和故障由故障信息系统320控制，它与该交换机的前述接口单元306到312之间存在连接351到356。控制单元321连接到预选器以控制预选器，连接的交换，还有实际交换域301。控制单元321由恢复系统322控制，它使得必要的恢复过程能够完成。恢复系统则由故障信息系统323控制，在故障信息系统323中储存在交换机已发生的故障的统计数据。
图3示出的情况中，两根ATM线路361、362在本发明方式下是安全的，即它们连接到ATM域的入线和出线通过预选器302和相应的后选器303连接。冗余的ATM线路363也连接到预选器302，但是它不通过预选器连接，它在ATM域中也没有任何其它连接。ATM域正常工作，在图3情况下，3个连接Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ都从交换机接口单元306到308连接到接口单元310，，所有这些连接都交换到出局方向上的一根安全ATM线路。
随着交换机的工作，故障信息系统302监控ATM域的接口306到313的情况，随时向恢复系统322报告任何故障。在故障信息系统320和恢复系统322之间有电信连接，这在该图中未示出。如果需要，恢复系统322可以命令控制ATM域301的系统改变交换点和预选器的连接，从而阻止任何故障或故障的影响，需要交换的连接通过未中断的交换机交换。
图4示出了已纠正出现的故障情况下，按照本发明一种实施例的ATM电信交换机。所说明的交换机结构部件与图3相同，其结构和操作前面已作了针对性的描述。在图4情况下，故障信息系统320在安全ATM线路的ATM交换域301的出线接口3l0中检测到故障400，并将该故障告知恢复系统322。恢复系统322命令预选器控制器321指令预选器303交换到冗余线路Ⅶ，而不是该故障所在的线路(接口310)。此外，恢复系统322命令交换域301的控制器321释放连接到该故障所在线路的连接Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；这些连接仍未中断，如图3所示。恢复系统还命令交换域将所需连接交换到冗余接口313，将这些连接从该接口转接到冗余线路。连接从冗余线路输送到后选器303，其中通过后选器将连接交换到交换机的出线330。在这种实施例中，连接图3的Ⅰ、Ⅱ和Ⅱ由预选器导回所需线路，即交换域正常情况下将会把它们交换到的线路。
一种可选方法是，即使在交换机入局方向上也通过预选器302交换冗余线路及其接口309、313以进行使用，即使入线正在工作也是如此。这样做的优点在于，入线和出线将是同一根线路。在这种情况下，在入线方向上出现故障400的线路的连接，即接口310也被交换到冗余线路，即接口313。这种方案的缺陷在于，例如如果入局方向上安全线路中有一根出现故障，则无法再使用入局方向的冗余预选器302。
图5示出了在交换域入局方向上提供预选器P,501的本发明的实施例。该图示出了预选器P,501和从预选器到交换域502的冗余线路507。在这种实施例中，交换域502完成实际的交换。入线503和504导向交换机。在这种实施例中，单独的中继线505和506从入线直接连接到交换域502。如果在交换域的这些直接中继线或其接口单元中任一个出现故障(参见图3和4)，则入线503和504中的一个的连接能够通过预选器P501交换到冗余线路507，并进一步通过冗余接口单元和该交换域中提供的交换节点交换到所需出线508。这样，所需入线503、504仅在需要时通过预选器501P交换到交换域502X中提供的冗余接口。
这种实施例的优点在于，预选器可靠性的重要程度减小，因为需要交换的连接在正常操作期间通过预选器。仅在意外情况，即事件或故障中，需要交换的连接才通过预选器501，从而预选器是的它能够从故障中恢复。
图6示出了在交换域601出局方向上提供预选器602的本发明的实施例。图6示出了交换域X601，交换机入线603连接到该交换域。至少正常线路604、605和冗余线路606从交换域连接到后选器602,P。交换机出线607,608从该后选器中导出。在这种实施例中，如果故障发生在正常线路604、605或者交换域相应接口(对应于图3接口)中的一个，或者发生在完成从该交换域到该连接的交换的交换节点，则连接的路由寻址必须使它从交换域601通过冗余线路606到达后选器602。后选器602使得原来发往出线607并从冗余线路到达该后选器的连接交换到出线607，相应地，原来发往出线608的连接交换到出线608。这种实施例自然也能够以镜像方式实现，使得预选器直接连接(在交换域X之前)到交换机的入线，而交换域立刻位于预选器和交换机出线之间。除了功能部件位于相反位置之外，这种实施例的操作对应于图6实施例的操作。
图7示出了交换域X的某些输出连接到交换域701,X出局方向上提供的预选器的输出的本发明实施例。在所示实施例中，入线705连接到交换域X,701，冗余线706从交换域X,701连接到后选器P,702，后者的输出连接到交换机的出线707和708。正常连接，如线路703和704从该交换域直接连接到交换域的出线707和708。
在该实施例中，如果出线703、704或者其接口或交换域的交换节点出现故障，则可以引导需要交换的连接通过冗余线路706到后选器702,P。通过该后选器，需要交换的连接被交换到交换机的一根出线。交换机自然也包括若干预选器或后选器。
预选器或后选器当然不需要以相同方式连接到输入侧和输出侧。选择器也可以仅位于一侧。可选地，业务量可以是双向的，可以同时给连接分配入线和出线。
图8说明了在将预选器入线交换到冗余连接过程中优先级的使用。该图示出了交换域801,X，预选器802,P通过冗余线路803连接到该交换域。除了冗余线路803之外，入线804、805、806通往交换机。入线804和805直接连接到交换域801，并进一步通过辅助连接807和808连接到预选器802,P。
在这种实施例中，如果入线804和805到交换域801的一个输入或两个输入都出现故障，则冗余线路803形成了它们的冗余连接。当交换域801的入线804、805都处于工作状态时，线路806的业务量正常地通过预选器802,P传送到冗余线路803，并进一步传送到交换域801。这样，如果入线804和805都处于工作状态且不需要冗余线路803，则入线806使用位于预选器之后的冗余连接803，以建立到交换域801的连接。与入线804和805相比，入线806具有较低优先级，但是在具有较高优先级的入线804和805不需要冗余线路时，入线806使用了冗余线路803。
图9说明了在将预选器入线连接到冗余连接过程中优先级的使用。该图示出了交换域901,X，预选器902,P通过冗余线路903连接到该交换域。除了冗余线路903之外，入线904、905、906通往交换机。入线904、905和906直接连接到交换域901。入线904、905和906还进一步通过辅助连接907、908和909连接到预选器902,P。
在这种实施例中，如果入线904、905和906或其到交换域901,X的输入中的一个或全部都出现故障，则冗余线路903形成了所有入线904、905和906的冗余连接。当交换域901的所有入线904、905和906都处于工作状态时，连接直接从入线904、905和906传送到交换域901,X。如果在线路904、905和906中的某些或全部，或者交换域901的相应接口出现了故障，则入线904、905和906可以具有有关哪个连接具有使用冗余线路的权利的相互优先级。因此，这应用于多于一根线路上出现故障的情况，因为当故障仅出现在一个连接上时，可以将冗余线路903分配给该故障所在连接。
图及与其相关的描述仅说明了创新概念。在细节上，本发明的ATM电信交换机以及在ATM电信交换机中交换电信信号的方法可以在后附权利要求书的范围内有所变化。尽管以上主要针对ATM交换描述了本发明，但本发明也可以用于其它类型的电信交换。
如果需要，预选器可以并入一个包括大量输入端口和所需数量输出端口的装置。必须有至少一根冗余线路，但是也可以有多根冗余线路。安全线路的选择可以固定。
需要保证安全的线路的数量在本发明中没有定义。也可以讨论每根冗余线路需要保证安全的线路，或者每个冗余线路接口需要保证安全的输入/输出线路。冗余(安全)质量和覆盖自然也取决于该比率。
显然，与不保证安全的线路相比，需要保证安全的线路在特定方面是重要的，除非交换机的所有线路都由预选器保证安全。这种由预选器保证安全的线路可以承载重要连接，例如网管所用连接或者对用户特别重要的连接。节点间的中继线一般也比单根用户线更为重要。
权利要求
1．一种用于交换电信连接的ATM电信交换机，所述电信交换机包括入线(304,305)，出线(330,331)，以及将任何连接从入线交换到所需出线的交换域(301)，所述交换域包括将连接输送到所述交换域的输入(306-309)，以及将连接输送出所述交换域的输出(310-313)，其特征在于，它包括预选器(302)，提供在所述入线(304,305)和所述输入(306-309)之间，用以将所述电信交换机的所需入线连接到交换域(301)所需输入(306-309)。
2．根据权利要求1的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(302)将交换机入线通过它的一个输入连接交换域(301)的所述多个输入中的一个。
3．根据权利要求1的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(302)包括连接到所述入线(304,305)的一个输入，以及连接到所述输入(306-309)的多个输出。
4．根据权利要求3的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(102)包括连接到所述入线的一个输入(101)，以及连接到所述输入(306-309)的两个输出(103,104)。
5．根据权利要求3的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(102)将所述入线(101)通过它的输入连接到连接所述输入(306-309)的两个可选输出(103,104)，使得所述入线可以通过预选器(102)连接到交换域(301)的冗余输入(309)。
6．根据权利要求1的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(102)包括多个输入(304,305)，以及多个输出(330,331)。
7．根据权利要求6的A TM电信交换机，其特征在于，所述预选器(102)在连接到它的输出(103)的某路由出现故障时，如果它的可选输出(104)冗余或空闲，或者如果连接到它的线路的优先级低于出现故障的路由入线(103)，则将出现故障的路由线路(103)连接到所述输出。
8．根据权利要求3的A TM电信交换机，其特征在于，响应于交换装置(301,302,303)使用中出现的变化，交换需要建立的连接，使得连接(Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ)通过交换装置(301,302,303)而不中断。
9．根据权利要求8的A TM电信交换机，其特征在于，包括一个响应所述交换装置(301,302,303)的控制单元(320)，所述控制单元(320)控制(321)交换装置(301,302,303)，使得连接(Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ)通过交换装置(301,302,303)而不中断。
10．根据权利要求8的A TM电信交换机，其特征在于，响应于交换装置(301,302,303)使用中出现的变化，交换需要建立的连接，使得尽管在交换装置(301,302,303)的某些交换中出现故障(400)，要建立的连接(Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ)不会中断，从而释放连接(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)。
11．根据权利要求1的ATM电信交换机，其特征在于，所述入线和所述输入之间包括多个预选器(102,302,303,P)。
12．一种用于在ATM电信交换机中交换电信连接的方法，前述ATM交换机包括入线(304,305)，出线(330,331)，以及将任何连接从入线交换到所需出线的交换域(301)，所述交换域包括将连接输送到所述交换域(301)的输入(306-309)，以及将连接输送出所述交换域(301)的输出(310-313)，所述方法的特征在于，它包括在所述入线(304,305)和所述输入(306-309)之间向所述电信交换机提供预选器(302)，用以将所述电信交换机的所需入线交换到交换域(301)所需输入(306-309)。
13．根据权利要求12的方法，其特征在于，所述交换包括将连接到预选器(302)的输入的某根线路交换到实际输入或冗余输入。
14．根据权利要求12的方法，其特征在于包括以下步骤在连接到所述预选器(302)输出的路由中检测故障(400)，响应于连接到所述预选器(302)输出的路由中故障(400)的出现，如果预选器(302)的另一输出连接到所述交换域(301)的冗余和空闲输入，或者使用它的线路的优先级比出现故障的路由的入线低，则将所述预选器(302)的入线，而不是对应的实际输出连接到所述预选器(302)的所述另一输出。
15．根据权利要求12的方法，其特征在于，控制预选器(302)和交换域(301)的共享使用，使得连接保持不中断。
16．根据权利要求15的方法，其特征在于，控制预选器(302)和交换域(301)的共享使用，使得尽管在交换域(301)的某些交换中出现故障，连接仍然保持不中断，从而无法通过这些交换进行连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于交换电信连接的ATM电信交换机,所述电信交换机包括入线(304,305),出线(330,331),以及将任何连接从入线交换到所需出线的交换域(301),所述交换域包括将连接输送到所述交换域的输入(306－309),以及将连接输送出所述交换域的输出(310－313)。本发明电信交换机的特征在于,它包括预选器(302),提供在所述入线( 304, 305)和所述输入( 306－309)之间,用以将所达电信交换机的所需入线连接到交换域(301)的所需输入(306－309)。
文档编号H04Q11/04GK1233360SQ97198692
公开日1999年10月27日 申请日期1997年10月7日 优先权日1996年10月10日
发明者埃斯科·海尔曼 申请人:诺基亚电信公司