DE19625861C2 - Schaltungsanordnung zum Synchronisieren von redundant übertragenen Nachrichtenzellenströmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Synchron­ isieren von redundant übertragenen Nachrichtenzellenströmen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der deutschen Pa­ tentschrift DE 44 16 720 bekannt. Dort ist ein zellenorien­ tiertes Kommunikationsnetz offenbart, in dem in zwei redundant über ein Wegepaar übertragene Nachrichtenzellenströme jeweils Steuerzellen in festgelegten Zeitabständen eingefügt werden. Die Steuerzellen enthalten jeweils eine von Steuerzelle zu Steuerzelle sich fortlaufend verändernde Folgenummer. Am Ende des Wegepaares wird das Auftreten von Steuerzellen gesondert für die beiden Nachrichtenzellenströme überwacht. Dabei wird zunächst anhand der in den Nachrichtenzellenströmen auftre­ tenden Folgenummern ermittelt, welcher der beiden Nachrich­ tenzellenströme voreilend ist. Der voreilende Nachrichtenzel­ lenstrom wird dann bis zum Auftreten gleicher Folgenummern in den Nachrichtenzellenströmen verzögert. Dies erfolgt, indem beide Nachrichtenzellenströme einer zentralen Synchronisier­ einrichtung zugeführt werden. Der Nachrichtenzellenstrom des einen Pfades durchläuft eine Datenweiche und einen Puffer­ speicher, während der Nachrichtenzellenstrom des anderen Pfades dieselbe Datenweiche und anschließend einen weiteren Pufferspeicher durchläuft.

Nachteilig hieran ist, daß 2 Pufferspeicher benötigt werden. Insbesondere dann, wenn umfangreiche Nachrichtenzellenströme zwischengespeichert werden müssen, kann der Aufwand gegebenen­ falls sehr groß werden.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Weg zu zeigen, wie eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgebildet werden kann, um eine gegenüber dem Stand der Technik optimalere Synchronisierung von Nach­ richtenzellenströmen durchführen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren gemäß Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 durch die in diesem Patentan­ spruch angegebenen Schaltungsmerkmale. Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht dabei in dem relativ geringen schaltungstechnischen Aufwand für eine Synchronisierung zweier Nachrichtenzellenströme.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Zeich­ nungen beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ausschnittweise ein ATM-Kommunikationsnetz, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt ist,

Fig. 2 gibt das Zusammenwirken zweier Koppeleinrichtungen wieder, auf welches im folgenden näher eingegangen wird, und

Fig. 3 zeigt ausschnittweise einen möglichen Aufbau einer in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellten zentralen Synchronisiereinrichtung.

In Fig. 1 ist ausschnittweise ein nach einem asynchronen Transfermodus ("Asynchronous Transfer Mode") arbeitendes ATM- Kommunikationsnetz ATMN dargestellt, welches aus einer Vielzahl von Koppeleinrichtungen gebildet sein möge. Innerhalb dieses ATM-Kommunikationsnetzes werden in gleicher Richtung verlaufende, in bekannter Weise eingerichtete virtuelle Ver­ bindungen beispielsweise über sogenannte virtuelle Pfade ge­ führt, d. h. diese virtuellen Pfade führen jeweils eine Mehr­ zahl von virtuellen Verbindungen. Die Koppeleinrichtungen mö­ gen dabei als sogenannte "Cross Connects" ausgebildet sein, über welche virtuelle Pfade fest eingerichtet werden und über längere Zeit bestehen bleiben. Diese Koppeleinrichtungen kön­ nen jedoch auch aus Vermittlungseinrichtungen bestehen, über welche virtuelle Pfade im Zuge eines entsprechenden Verbin­ dungsaufbaus wahlweise eingerichtet werden können. Da ein solcher virtueller Pfad beispielsweise bis zu 65536 virtuelle Verbindungen enthalten und außerdem eine hohe Summenbitrate von beispielsweise bis zu 2,4 Gbyte/s aufweisen kann, muß ein solcher virtueller Pfad im Bedarfsfalle möglichst schnell auf einen Ersatzweg ohne Verlust von Nachrichtenzellen umgeschal­ tet werden. Dafür wird innerhalb des ATM-Kommunikationsnetzes für jeden Pfad, im folgenden als aktiver Pfad bezeichnet, ein Ersatzpfad festgelegt. Der jeweilige aktive Pfad und der zu­ gehörige Ersatzpfad werden im folgenden als Pfadpaar bezeich­ net und verlaufen dabei über getrennte Wege. Es sei hier be­ reits darauf hingewiesen, daß zwar nachfolgend die vorlie­ gende Erfindung anhand von innerhalb des ATM-Kommunikations­ netzes eingerichteten virtuellen Pfaden erläutert wird, die Erfindung jedoch auch auf einzelne virtuelle Verbindungen bzw. Pfadgruppen anwendbar ist, die jeweils über ein aus ei­ nem aktiven Weg und einem Ersatzweg gebildetes Wegepaar ver­ laufen können.

In Fig. 1 ist stellvertretend für eine Vielzahl von innerhalb des ATM-Kommunikationsnetzes ATMN verlaufenden virtuellen Pfadpaaren ein zwischen zwei Koppeleinrichtungen einrichtba­ res virtuelles Pfadpaar schematisch dargestellt. Die Koppel­ einrichtungen sind dabei mit CCa und CCb bezeichnet. Die Kop­ peleinrichtung CCa stellt den Anfang des virtuellen Pfadpaares dar und erhält an einer Schnittstelleneinrichtung R1 die innerhalb eines Zubringerpfades VPC auftretenden Nachrichten­ zellen zugeführt. Der mit AP bezeichnete aktive Pfad verläuft von der Koppeleinrichtung CCa aus über eine mit dieser ver­ bundene Schnittstelleneinrichtung T2 sowie zwei mit CC be­ zeichnete Zwischenkoppeleinrichtungen zu einer mit R3 be­ zeichneten Schnittstelleneinrichtung der Koppeleinrichtung CCb. Der zugehörige Ersatzpfad EP verläuft dagegen über eine der Koppeleinrichtung CCa zugehörige Schnittstelleneinrich­ tung T1 und eine Zwischenkoppeleinrichtung CC zu einer Schnittstelleneinrichtung R2 der Koppeleinrichtung CCb. Im Normalfall mögen dabei Nachrichtenzellen lediglich über den aktiven Pfad AP an eine einen Ausgang der Koppeleinrichtung CCb darstellende Schnittstelleneinrichtung T3 weitergeleitet werden. Lediglich auf einen Anstoß hin wird mit Hilfe einer der Koppeleinrichtung CCb zugeordneten zentralen Synchroni­ siereinrichtung AS "Alignment Server" von dem aktiven Pfad AP auf den zugehörigen Ersatzpfad EP umgeschaltet, d. h. nach der Umschaltung werden die über diesen Ersatzpfad eintreffenden Nachrichtenzellen an die Schnittstelleneinrichtung T3 weiter­ geleitet.

Im übrigen kann der Ersatzpfad EP je nach der Auslegung des ATM-Komunikationsnetzes entweder erst auf den genannten An­ stoß hin nach Maßgabe der Netzauslastung und der geforderten Übertragungskapazität festgelegt werden oder bereits hin­ sichtlich des Weges festgelegt sein, wobei dann für den Er­ satzpfad erst auf einen Anstoß hin eine der Übertragungskapa­ zität des aktiven Pfades entsprechende Übertragungskapazität angefordert wird. Dabei kann die angeforderte Übertragungska­ pazität bis zu einem Anstoß für einen niederprioren Nachrich­ tenverkehr benutzt werden.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend auf das Verfahren zur Um­ schaltung von dem aktiven Pfad AP auf den Ersatzpfad EP näher eingegangen.

In Fig. 2 sind von den in Fig. 1 dargestellten Koppeleinrich­ tungen lediglich die beiden Koppeleinrichtungen CCa und CCb wiedergegeben. Dabei wird davon ausgegangen, daß zunächst über den Zubringerpfad VPC eintreffende Nachrichtenzellen ausschließlich von der Schnittstelleneinrichtung R1 der Kop­ peleinrichtung CCa her über den aktiven Pfad AP zu der Schnittstelleneinrichtung T3 der Koppeleinrichtung CCb hin übertragen werden. Die Nachrichtenzellen mögen dafür inner­ halb der Koppeleinrichtungen CCa und CCb beispielsweise nach dem sogenannten "Self-Routing"-Prinzip weitergeleitet werden, indem jeder Nachrichtenzelle nach Maßgabe des in dieser je­ weils vorhandenen externen Zellenkopfes ("Header") bei Ein­ tritt in die jeweilige Koppeleinrichtung ein interner "Self- Routing"-Zellenkopf vorangestellt wird. Dieser interne Zel­ lenkopf wird im Zuge des Einrichtens des virtuellen Pfades beispielsweise durch eine der jeweiligen Koppeleinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung STa, STb bereitgestellt und enthält sämtliche Wegeinformationen für die Weiterleitung der zu dem virtuellen Pfad gehörenden Nachrichtenzellen innerhalb der jeweiligen Koppeleinrichtung. Im Falle der Koppeleinrich­ tung CCa sind das Informationen für die Übertragung von Nach­ richtenzellen zwischen der Schnittstelleneinrichtung R1 und der Schnittstelleneinrichtung T2. Dagegen enthält der in der Koppeleinrichtung CCb für den virtuellen Pfad bereitgestellte interne Zellenkopf Informationen für die Übertragung von Nachrichtenzellen von der Schnittstelleneinrichtung R3 zu der Schnittstelleneinrichtung T3. Der jeweilige interne Zellen­ kopf ist dabei in der Schnittstelleneinrichtung R1 bzw. R3 und in entsprechenden Schnittstelleneinrichtungen der übrigen in den virtuellen Pfad einbezogenen Koppeleinrichtungen des Kommunikationsnetzes ATMN gespeichert.

Im übrigen kann anstelle des "Self-Routing"-Prinzips auch al­ ternativ das sogenannte Umwerteprinzip für die Weiterleitung von Nachrichtenzellen innerhalb der jeweiligen Koppeleinrichtung benutzt sein, nach welchem lediglich der der jeweiligen Nachrichtenzelle zugehörige externe Zellenkopf modifiziert wird.

Auf ein Umsteuersignal, welches beispielsweise von einer zen­ tralen Netz-Steuereinrichtung NST her in Form wenigstens ei­ ner Steuerzelle ("Operation, Administration and Maintenance"- Zelle), im folgenden als OAM-Zelle bezeichnet, der Steuerein­ richtung Sta, STb einer der Koppeleinrichtungen CCa und CCb zugeführt ist, wird eine Umschaltung des virtuellen Pfades AP auf den Ersatzpfad EP eingeleitet. Bei der ein solches Um­ steuersignal empfangenden Steuereinrichtung möge es sich da­ bei beispielsweise um die der Koppeleinrichtung CCb zugeord­ nete Steuereinrichtung STb handeln. Diese Steuereinrichtung stellt daraufhin einen neuen internen Zellenkopf bereit, der Wegeinformationen enthält, um die dem betreffenden virtuellen Pfad AP zugehörigen Nachrichtenzellen von der Schnittstellen­ einrichtung R3 her auf eine Schnittstelleneinrichtung T4 um­ zuleiten, an welcher die bereits erwähnte zentrale Synchroni­ siereinrichtung AS eingangsseitig angeschlossen ist. Dieser neue interne Zellenkopf wird der Schnittstelleneinrichtung R3 zugeführt und dort anstelle des bisher für den virtuellen Pfad festgehaltenen internen Zellenkopfes gespeichert. Damit werden nachfolgend eintreffende Nachrichtenzellen des virtu­ ellen Pfades AP nicht mehr direkt der Schnittstelleneinrich­ tung T3, sondern zunächst der zentralen Synchronisiereinrich­ tung AS zugeführt, die über einen in der Koppeleinrichtung CCb eingerichteten Steuerkanal ebenfalls die OAM-Zelle zuge­ führt erhält.

Ausgangsseitig ist die zentrale Synchronisiereinrichtung AS an eine Schnittstelleneinrichtung R4 angeschlossen, in wel­ cher ein interner Zellenkopf hinterlegt ist, der den diese zentrale Synchronisiereinrichtung durchlaufenden Nachrichten­ zellen für eine Weiterleitung an die Schnittstelleneinrich­ tung T3 vorangestellt wird. Damit ist die zentrale Synchronisiereinrichtung in die Übertragung von über den aktiven Pfad AP eintreffenden Nachrichtenzellen mit einbezogen.

Nach der Zuschaltung der zentralen Synchronisiereinrichtung AS wird entweder von dieser oder der zugehörigen Steuerein­ richtung Sta, STb her ein Steuersignal in Form wenigstens einer dieses Zuschalten anzeigenden OAM-Zelle zu der Steuer­ einrichtung STa der Koppeleinrichtung CCa hin übertragen. Dafür kann beispielsweise ein zwischen den beiden Koppelein­ richtungen eingerichteter virtueller Steuerkanal benutzt wer­ den, der beispielsweise in einem dem aktiven Pfad AP zugeord­ neten, jedoch in Gegenrichtung verlaufenden Pfad eingerichtet ist. Auf das Auftreten einer solchen OAM-Zelle hin wird dann von der Steuereinrichtung STa der bisher in der Schnittstel­ leneinrichtung R1 für den virtuellen Pfad AP gespeicherte interne Zellenkopf derart modifiziert, daß nachfolgende Nach­ richtenzellen des virtuellen Pfades dupliziert und die daraus resultierenden, einander zugeordneten Nachrichtenzellen ge­ sondert über den aktiven Pfad AP und den zugehörigen Ersatz­ pfad EP übertragen werden. Dabei ist auf das Zuschalten der zentralen Synchronisiereinrichtung AS hin unter der Steuerung der Steuereinrichtung STb in der Schnittstelleneinrichtung R2 für diesen Ersatzpfad ein interner Zellenkopf hinterlegt, durch welchen die diesem Ersatzpfad zugehörigen Nachrichten­ zellen ebenfalls über die Schnittstelleneinrichtung T4 zu der zentralen Synchronisiereinrichtung AS hin übertragen werden. Von dieser werden jedoch zunächst in einer nunmehr beginnen­ den Synchronisierphase lediglich die über den aktiven Pfad EP zugeführten Nachrichtenzellen weitergeleitet. Während der Synchronisierphase, auf die im folgenden noch näher eingegan­ gen wird, werden jedoch die über den aktiven Pfad AP und den Ersatzpfad EP eintreffenden Nachrichtenzellenströme synchro­ nisiert, indem die auf diesen Pfaden auftretenden unter­ schiedlichen Verzögerungszeiten ausgeglichen werden. Tritt dabei auf dem aktiven Pfad eine geringere Verzögerungszeit auf als auf dem Ersatzpfad, so werden die über den aktiven Pfad übertragenen Nachrichtenzellen verzögert, um einen Gleichlauf mit den Nachrichtenzellen auf dem Ersatzpfad zu erreichen. Erfah­ ren dagegen die Nachrichtenzellen auf dem Ersatzpfad eine ge­ ringere Verzögerung als die zugehörigen Nachrichtenzellen auf dem aktiven Pfad, so werden die über den Ersatzpfad übertra­ genen Nachrichtenzellen entsprechend verzögert.

Bei einem dadurch erreichten Gleichlauf wird dann von der zentralen Synchronisiereinrichtung AS auf den Ersatzpfad um­ geschaltet, d. h. von diesem Zeitpunkt an werden dann ledig­ lich noch die über den Ersatzpfad eintreffenden Nachrichten­ zellen zu der Schnittstelleneinrichtung T3 hin übertragen. Im Anschluß daran wird der zugehörigen Steuereinrichtung STb ein Steuersignal, beispielsweise in Form einer die Umschaltung bestätigenden OAM-Zelle, zugeführt. Daraufhin wird unter der Steuerung dieser Steuereinrichtung in der Schnittstellenein­ richtung R2 für den Ersatzpfad EP ein interner Zellenkopf hinterlegt, durch welchen die nachfolgenden Nachrichtenzellen direkt zu der Schnittstelleneinrichtung T3 hin übertragen werden, d. h. die zentrale Synchronisiereinrichtung AS wird aus dem bisherigen Übertragungsweg herausgetrennt. Da bei diesem Heraustrennen von der zentralen Synchronisiereinrich­ tung AS her noch abgegebene Nachrichtenzellen von über den Ersatzweg direkt der Schnittstelleneinrichtung T3 zugeführten Nachrichtenzellen überholt werden können, ist dafür Sorge zu tragen, daß die Nachrichtenzellen in der richtigen Reihen­ folge weitergeleitet werden. Hierfür kann beispielsweise ein in der Schnittstelleneinrichtung T3 vorhandener Pufferspei­ cher benutzt sein, durch welchen die weiterzuleitenden Nach­ richtenzellen entsprechend der geforderten Reihenfolge sor­ tiert werden. Darüber hinaus wird der Steuereinrichtung STa der Koppeleinrichtung CCa über den zuvor genannten Steuerka­ nal ein Steuersignal in Form wenigstens einer die Umschaltung auf den Ersatzpfad anzeigenden OAM-Zelle zugeführt, woraufhin unter der Steuerung der Steuereinrichtung STa der in der Schnittstelleneinrichtung R1 bisher gespeicherte interne Zellenkopf derart modifiziert wird, daß nachfolgend Nachrichten­ zellen lediglich noch über den Ersatzpfad EP weitergeleitet werden.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß das erwähnte Umsteu­ ersignal (OAM-Zelle bzw. OAM-Zellen) der Steuereinrichtung STb von der Netz-Steuereinrichtung NST her zugeführt worden ist. Alternativ dazu kann diese OAM-Zelle bzw. können diese OAM-Zellen auch der Steuereinrichtung STa der Koppeleinrich­ tung CCa zugeführt sein. In diesem Falle wird zunächst von der Steuereinrichtung STa aus beispielsweise über den aktiven Pfad AP eine festgelegte OAM-Zelle zu der Steuereinrichtung STb hin übertragen, auf welche in der Steuereinrichtung STb und nachfolgend in der Steuereinrichtung STa die zuvor erläu­ terten Steuerungsvorgänge ablaufen. Das heißt, die zeitweise Übertragung von Nachrichtenzellen von der Koppeleinrichtung CCa her sowohl über den aktiven Pfad AP als auch über den Er­ satzpfad EP und die anschließende ausschließliche Übertragung von Nachrichtenzellen über den Ersatzpfad erfolgen erst dann, nachdem von der Koppeleinrichtung CCb eine die erfolgte Zu­ schaltung der zentralen Synchronisiereinrichtung AS anzei­ gende OAM-Zelle abgegeben wurde.

Anhand der Fig. 3 wird nun auf das zuvor bereits erwähnte Syn­ chronisierverfahren sowie auf einen möglichen Aufbau der zen­ tralen Synchronisiereinrichtung AS näher eingegangen. Dabei sind für diese zentrale Synchronisiereinrichtung lediglich die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung relevanten Schaltungsteile aufgeführt. Danach weist die zentrale Synch­ ronisiereinrichtung AS eingangsseitig eine Datenweiche DW auf, welcher von der Schnittstelleneinrichtung T4 her zu­ nächst der über den aktiven Pfad AP auftretende Nachrichten­ zellenstrom und anschließend während der Synchronisierphase im Multiplexbetrieb zusätzlich der über den Ersatzpfad EP auftretende Nachrichtenzellenstrom zugeführt ist. In den je­ weiligen Nachrichtenzellenstrom ist dabei, beispielsweise durch die Koppeleinrichtung CCa, in festgelegten Zeitabstän­ den jeweils eine besonders gekennzeichnete OAM-Zelle einge­ fügt. Diese OAM-Zellen weisen jeweils eine von OAM-Zelle zu OAM-Zelle sich fortlaufend verändernde Folgenummer auf. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nach jeweils 256 Nach­ richtenzellen jeweils eine OAM-Zelle unter Verzögern des je­ weiligen Nachrichtenzellenstromes eingefügt und die jeweilige Folgenummer durch 8 Bit codiert. Alternativ dazu kann durch eine solche OAM-Zelle auch eine in dem jeweiligen Nachrich­ tenzellenstrom enthaltene, auf die festgelegte Anzahl von Nachrichtenzellen folgende Leerzelle ersetzt werden. Tritt eine derartige Leerzelle dabei nicht innerhalb einer festge­ setzten Zeit, beispielsweise einer durch 128 Zellen festge­ legten Zeit auf, so wird eine OAM-Zelle gezielt in den Nach­ richtenzellenstrom eingefügt, und zwar unter Verzögern des Nachrichtenzellenstromes. Bei dieser Vorgehensweise sollten jedoch die festgelegten Zeitabstände für das Einfügen von OAM-Zellen im Mittel eingehalten werden.

Weiterhin werden der aktive Pfad AP sowie der Ersatzpfad EP jeweils über eine Auswerteeinrichtung A zu einer den Ausgang der Synchronisiereinrichtung AS darstellenden Schalteinrich­ tung S2 geführt. Hauptbestandteil der Synchronisiereinrich­ tung AS ist ein Speichersystem SM, das die Funktion eines Pufferspeichers aufweist. Dieser ist eingangsseitig mit einer Schaltvorrichtung S1 und ausgangsseitig über eine weitere Auswerteeinrichtung A mit der Schalteinrichtung S2 verbunden. Die Schaltvorrichtung S1 weist die Funktion einer Datenweiche auf. Die Einrichtungen der Synchronisiereinrichtung AS stehen gemeinsam mit einer Steuereinrichtung C in Verbindung, die einen Zähler Z aufweist und die für die Steuerungsvorgänge innerhalb der Synchronisiereinrichtung AS verantwortlich ist.

Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die Datenweiche S1 zunächst derart gesteuert ist, daß der über den aktiven Pfad AP ankommende Nachrichtenzellenstrom dem Speichersystem SM zugefürt wird. Dort werden die darin enthaltenen Nachrichtenzellen zwischengespeichert. Parallel dazu wird dieser Nachrichtenzellenstrom über die Auswerteein­ richtung A der Schalteinrichtung S2 zugeführt, wo er die Syn­ chronisiereinrichtung AS verlassen möge. In gleicher Weise wird der redundante Nachrichtenzellenstrom über den Ersatz­ pfad EP der Datenweiche S1 sowie der Schalteinrichtung S2 zu­ geführt. Aufgrund der Schaltzustandes werden die Nachrichten­ zellen des Ersatzpfades EP verworfen.

Im folgenden wird zunächst davon ausgegangen, daß der über den aktiven Pfad AP übertragene Nachrichtenzellenstrom voreilend gegenüber dem redundant übertragenen Nachrichtenzellenstrom ist. Dies wird von der im aktiven Pfad AP angeordneten Aus­ werteeinrichtung A ermittelt, die diesen Nachrichtenzellen­ strom auf OAM-Zellen überwacht. Wird eine OAM-Zelle ermittelt, gilt dies als vorläufiges Kriterium dafür, daß dieser Nach­ richtenzellenstrom voreilend ist. In einem ersten Schritt wird nun zunächst der Zähler Z gestartet. Bei jeder weiteren über den aktiven Pfad AP ankommenden Nachrichtenzelle wird der Zähler Z inkrementiert. Erst wenn die im Ersatzpfad EP angeordnete Auswerteeinrichtung A hier eine äquivalente OAM- Zelle (mit gleicher Folgenummer) ermittelt, gilt dies als end­ gültiges Kriterium im Sinne einer Bestätigung dafür, daß der über den aktiven Pfad AP übertragene Nachrichtenzellenstrom voreilend gegenüber dem über den Ersatzpfad EP übertragenen Nachrichtenzellenstrom ist. Weiterhin wird der Zähler Z nun bei jeder über den Ersatzpfad EP eintreffenden Nachrichten­ zelle jeweils um 1 dekrementiert. Wird der Wert 0 erreicht, werden Datenweiche S1 und die Schalteinrichtung S2 auf den Ersatzpfad EP umgeschaltet.

Im weiteren soll nun davon ausgegangen werden, daß der über den Ersatzpfad EP übertragene Nachrichtenzellenstrom vorei­ lend ist. In diesem Fall wird die OAM-Zelle von der im Er­ satzpfad EP eingebunden Auswerteeinrichtung A ermittelt. Dies gilt als vorläufiges Kriterium dafür, daß dieser Nachrichten­ zellenstrom voreilend ist. Weiterhin wird die Datenweiche S1 vom aktiven Pfad AP auf den Ersatzpfad EP umgeschaltet, so daß der Nachrichtenzellenstrom dem Speichersystem SM zuge­ führt wird. In der im Ersatzpfad EP eingebundenen Auswerte­ einrichtung A wird die ermittelte OAM-Zelle gespeichert. Die im aktiven Pfad AP angeordnete Auswerteeinrichtung A über­ wacht nun den dort übertragenen Nachrichtenzellenstrom auf das Auftreten von OAM-Zellen. Ist eine solche ermittelt und mit der in der Auswerteeinrichtung A gespeicherten OAM-Zelle identisch, wird die Schaltvorrichtung S2 auf die Auswerteein­ richtung A des Speichers SM umgeschaltet und das Speichersy­ stem SM mit jeder empfangenen Leerzelle des Ersatzpfades EP umn eine Nachrichtenzelle entleert, bis der Speicher SM leer ist. In diesem Fall kann dann davon ausgegangen werden, daß die Synchronität hergestellt ist und auf den Ersatzpfad EP umgeschaltet werden.

Generell besteht natürlich die Gefahr, daß eine OAM-Zelle von Übertragungsfehlern wie beispielsweise Bitfehlern von der in Frage kommenden Auswerteeinrichtung A nicht erkannt wird. Auch dieser Fall wird von der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung behandelt. Hierzu wird zunächst angenommen, daß eine OAM-Zelle der im aktiven Pfad angeordneten Auswerteein­ richtung A aufgrund eines Übertragungsfehlers verfälscht wurde und demzufolge von derselben nicht ermittelt werden kann. Demzufolge ist eine Bewertung im Sinne des vorläufigen Kriteriums, welcher der beiden Nachrichtenzellenströme vor­ eilend ist, nicht erfolgt. Die im Ersatzpfad EP angeordnete Auswerteeinrichtung A ermittelt nun ihrerseits die äquiva­ lente OAM-Zelle und bewertet dies als vorläufiges Kriterium dafür, daß dieser Nachrichtenzellenstrom voreilend ist. Im folgenden wird somit die Datenweiche S1 auf den Ersatzpfad EP umgeschaltet. Die im aktiven Pfad AP angeordnete Auswerteein­ richtung A ermittelt nun ihrerseits eine OAM-Zelle. Anhand der eingetragenen Folgenummer (z. B. < der Folgenummer des aktiven Pfades AP) wird aber ermittelt, daß ein Fehler vor­ liegen muß, das vorläufige Kritertium wird somit nicht be­ stätigt. Im folgenden wird dann die Datenweiche S1 wieder auf den aktiven Pfad AP zurückgeschaltet.

Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel besteht dabei auch die Möglichkeit, für den Fall, daß der über den aktiven Pfad übertragene Nachrichtenzellenstrom der voreilende ist, an­ stelle einer gerade erläuterten abrupten Verzögerung eine graduelle Verzögerung durchzuführen, indem dieser Nachrich­ tenzellenstrom beim Durchlauf des Pufferspeichers SM schritt­ weise unter der Steuerung der Steuereinrichtung C verzögert wird, bis in der Steuereinrichtung C gleichzeitig zwei glei­ che Folgenummern vorliegen. In entsprechender Weise kann eine zunächst für den Ersatzpfad zu realisierende Verzögerung gra­ duell nach erfolgter Umschaltung wieder abgebaut werden. Diese graduelle Veränderung der Verzögerung bringt dabei den Vorteil mit sich, daß Verzögerungszeitschwankungen innerhalb tolerierbarer Grenzwerte gehalten werden können. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn innerhalb des umzu­ schaltenden virtuellen Pfades Audio-, Video- oder Multimedia- Verbindungen verlaufen, die garantierte minimale Verzöge­ rungszeitschwankungen erfordern. Außerdem wird durch eine solche graduelle Verzögerung die durch die Weiterleitung von Nachrichtenzellen verursachte Burst-Größe beschränkt.

Vorstehend wurde lediglich als Beispiel der Fall betrachtet, daß ein einziger aktiver Pfad mit Hilfe einer zentralen Syn­ chronisiereinrichtung auf einen zugeordneten Ersatzpfad umge­ schaltet werden kann. Eine solche zentrale Synchronisierein­ richtung kann auch im Multiplexbetrieb einer Mehrzahl von virtuellen Pfaden zugeordnet sein, wenn diese sequentiell auf einen zugeordneten Ersatzpfad umzuschalten sind. Bei einer geforderten simultanen Umschaltung von virtuellen Pfaden kann eine der Anzahl der simultan umzuschaltenden virtuellen Pfade entsprechende Anzahl von zentralen Synchronisiereinrichtungen vorgesehen sein.

Darüber hinaus sei noch darauf hingewiesen, daß das vorste­ hende Verfahren zur Umschaltung von virtuellen Pfaden auf Er­ satzpfade auch derart modifiziert sein kann, daß von der Kop­ peleinrichtung CCa her ein zugeführter Nachrichtenzellenstrom durch Duplizieren ständig sowohl über einen aktiven Pfad als auch über einen zugeordneten Ersatzpfad übertragen wird und die daraus resultierenden beiden Nachrichtenzellenströme der jeweiligen zentralen Synchronisiereinrichtung AS zugeführt sind. In dieser erfolgt ständig eine oben erläuterte Synchro­ nisierung, um bei Ausfall eines der Wege auf den verbleiben­ den Weg umzuschalten.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß vorstehend das Synchronisierprinzip gemäß der vorliegenden Erfindung ledig­ lich als Beispiel im Zusammenhang mit der Umschaltung eines virtuellen Pfades auf einen Ersatzpfad beschrieben worden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Vielmehr ist dieses Synchronisierprinzip auch beispielsweise anwendbar, wenn einzelne virtuelle Verbindun­ gen oder eine Mehrzahl von virtuellen Pfaden umfassende Pfad­ gruppen von einem aktiven Übertragungsweg auf einen Ersatzweg umzuschalten sind. Darüber hinaus ist das Synchronisierprin­ zip nicht nur in ATM-Kommunikationsnetzen, sondern allgemein in zellenorientierten Kommunikationsnetzen anwendbar, wenn innerhalb dieser Kommunikationsnetze Nachrichtenzellenströme zu synchronisieren sind, um beispielsweise Nachrichtenzellen­ ströme störungsfrei, d. h. ohne Zellenverlust, ohne Duplizie­ ren von Zellen, ohne Informationsverlust in den einzelnen Zellen und unter Einhaltung der Zellenreihenfolge, von einem aktiven Weg auf einen Ersatzweg umzuleiten. Dabei kann das Synchronisierprinzip abweichend von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht nur mit Hilfe einer zentralen Syn­ chronisiereinrichtung, sondern auch mit Hilfe dezentraler Synchronisiereinrichtungen in den Koppeleinrichtungen eines Kommunikationsnetzes realisiert werden.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zum Synchronisieren von über ein Wege­ paar (EP, AP) redundant übertragenen Nachrichtenzellenströmen in einem zellenorientierten, eine Mehrzahl von Koppeleinrich­ tungen (Cca, CCb, CC) aufweisenden Kommunikationsnetz (ATMN), insbesondere in einem nach einem asynchronen Transfermodus arbeitenden ATM-Kommunikationsnetz, mit Hilfe von in die bei­ den Nachrichtenzellenströme eingefügten Steuerzellen, mit Hilfe einer am Anfang des Wegepaares (EP, AP) liegenden Koppe­ leinrichtung (Cca), die derart ausgebildet ist, daß durch diese ein zugeführter Nachrichtenzellenstrom einerseits du­ pliziert wird und die daraus resultierenden identischen zwei Nachrichtenzellenströme gesondert über zwei dem Wegepaar (EP, AP) zugehörige Wege (EP bzw. AP) weitergeleitet werden und andererseits in die beiden Nachrichtenzellenströme in festgelegten Zeitabständen jeweils eine Steuerzelle eingefügt wird und dabei die jeweilige Steuerzelle eine von Steuerzelle zu Steuerzelle sich fortlaufend verändernde Folgenummer führt, und mit Hilfe einer am Ende des Wegepaares (EP, AP) liegenden Koppeleinrichtung (Ccb), der wenigstens eine Synchroni­ siereinrichtung (AS) zugeordnet ist, welcher die beiden Nach­ richtenzellenströme zugeführt sind und welche derart ausge­ bildet ist, daß durch diese das Auftreten von Steuerzellen gesondert für die beiden Nachrichtenzellenströme überwacht, wird und daß anhand der in den beiden Nachrichtenzellenströmen auftretenden Folgenummmern der voreilende Nachrichtenzellen­ strom ermittelt und bis zum Auftreten von gleichen Folgenum­ mern in den beiden Nachrichtenzellenströmen verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (AS) derart ausgebildet ist, daß sie eine einzige Speichervorrichtung (SM) umfaßt, die eingangsseitig lediglich mit dem einzigen Ausgang einer Schaltvorrichtung (S1) verbunden ist, deren erster Eingang an den einen Weg (EP) und deren zweiter Eingang an den anderen Weg (AP) des Wegepaars (EP, AP) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (AS) das Wegepaar (EP, AP) über die Schaltvorrichtung (S1) und eine weitere Schaltvor­ richtung (S2) zusammenführt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zweige des Wegepaares (EP, AP) sowie in den Ver­ bindungsabschnitt zwischen der Speichervorrichtung (SM) und der weiteren Schaltvorrichtung (S2) jeweils eine Auswerteein­ richtung (A) eingefügt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (A) sowie die Schaltvorrichtun­ gen (S1, S2) von einer zentralen Steuervorrichtung (C) gesteu­ ert werden.