(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気通信システムにおける１つまたは複数のハードウエア装置に対して冗長性を設ける方法であって、該電気通信システムが、１つのホストと少なくとも１つの他の処理装置を備えており、
第１のハードウエア装置に関連する起動シーケンスを実行するステップと、
前記処理装置によって発行される命令を介して、前記ホストによって、前記第１のハードウエア装置(38A)をアクティブ装置として指定するステップと、
前記処理装置によって発行される命令を介して、前記ホストによって、前記第１のハードウエア装置（38A）と実質的に同じ機能を実行することができる第２のハードウエア装置(38S)を、待機装置（38S）として指定するステップ
とからなる方法であって、
前記アクティブ装置及び待機装置の間の冗長通信バス(58)を介して、通信リンクを確立するステップと、
前記リンクを使用して、前記アクティブ装置(38A)の構成に関連する情報を前記待機装置に伝えるステップと、
前記構成に関連する情報を使用して、前記アクティブ装置と実質的に同一に前記待機装置を構成するステップと、
前記アクティブ装置が呼の処理を開始できるようにするステップと、
前記アクティブ装置に送られるパルス符号変調(PCM)情報を、前記アクティブ装置と待機装置の両方でほぼ同時に受信するステップと、
前記リンクを使用して、前記アクティブ装置の動作状態に影響を及ぼすイベントに関連する情報を、前記待機装置に伝えるステップと、
前記イベントに関連する情報を使用して、前記待機装置の動作状態が、前記アクティブ装置の動作状態を連続的に追跡するようにし、これによって、前記アクティブ装置が正常な動作を中止した場合に、前記待機装置が、前記アクティブ装置によって以前に処理された呼の処理を引き受けることからなるステップ
によって特徴づけられる方法。
【請求項２】
前記アクティブ装置と待機装置がそれぞれ、ISDNパケットエンジンカード(38)から構成されるという特徴をさらに有する請求項１の方法。
【請求項３】
前記構成情報が、単独、アクティブ及び待機Ｄチャンネルに関する情報を含み、これによって、前記各チャンネル及び前記アクティブISDNパケットエンジン(38)に対して、冗長性が効果的に提供されるという特徴をさらに有する請求項２の方法。
【請求項４】
前記イベントに関連する情報が、呼制御に関連するメッセージ及びタイマーに関連する情報を含むという特徴をさらに有する請求項２の方法。
【請求項５】
前記アクティブ装置が、前記待機装置に伝えられることになるイベントに関連する情報を受信するためのキュー(194)を保持するという特徴をさらに有する請求項１の方法。
【請求項６】
前記待機装置が、前記アクティブ装置から伝えられるイベントに関連する情報を受信するためのキュー（210)を保持するという特徴をさらに有する請求項１の方法。
【請求項７】
ISDNの呼を処理し、１つまたは複数のハードウエア装置に対する冗長性を備えることができるプログラム可能な電気通信交換器(2)であって、該交換器(2)が、
複数のポートの種々のポートに対する通信経路を動的に接続したり、切断したりするための制御可能な切り換え手段(44a,44b)と、
前記交換器をホスト装置に通信関係で接続するためのインターフェース(42a,42b)と、
少なくとも１つのディジタルネットワークとインターフェースするために、切り換えバス手段(30a,30b)に沿って、前記切り換え手段と通信関係で接続された１つまたは複数の回線カード(26)
を有しており、
前記切り換えバス手段に沿って、前記１つまたは複数の回線カード及び前記切り換え手段に通信関係で接続され、前記ディジタルネットワークによって運ばれるISDNの呼が処理される状態で動作するアクティブISDNパケットエンジンカード(38A)であって、構成情報と、該アクティブISDNパケットエンジンカードの前記状態に影響を及ぼすイベントに関連する情報とを待機ISDNパケットエンジンカードに伝えるための冗長通信バスによって前記待機ISDNパケットエンジンカード(38S)に接続されたアクティブパケットエンジンカードと、
前記切り換えバス手段に沿って、前記１つまたは複数の回線カード及び前記切り換え手段と通信関係で接続された前記待機パケットエンジンカードであって、前記アクティブパケットエンジンカードから受信した情報に応答して、前記アクティブパケットエンジンカードの動作状態を連続的に追跡する動作状態を維持し、それによって、前記アクティブパケットエンジンカードが正常に動作しなくなった場合に、前記ISDNの呼を処理する役目を引き受ける前記待機パケットエンジンカード
によって特徴づけられる交換器。
【請求項８】
前記制御可能な切り換え手段が、ＣＰＵ／マトリックスカードからなるという特徴をさらに有する請求項７の交換器。
【請求項９】
前記制御可能な切り換え手段が、ノード変換器からなるという特徴をさらに有する請求項７の交換器。
【請求項１０】
電気通信システムにおいて使用するためのISDNパケットエンジンカード(38)であって、該カードが、
複数のタイムスロットにおいて、パルス符号変調（ＰＣＭ）情報をそれぞれ送信し、及び受信するための第１及び第２のバンク(64,66)と、
前記第１及び第２のバンクを、ＰＣＭ情報を伝える１つまたは複数の通信バス(52a,54a)にインターフェースするための手段(60,62)と、
前記第１及び第２のバンクに通信関係で接続され、前記受信ＰＣＭ情報を処理するためのISDNパケットエンジン(70)と、
前記第１及び第２のバンクと前記パケットエンジン(70)に通信関係で接続されたタイミング及び制御情報の発信源(78)
を有し、
前記タイミング及び制御情報発信源(78)、１つまたは複数の制御通信バス(56a,56b)、及び、冗長通信バス(58)に通信関係で接続され、前記パケットエンジンカードを制御し、前記冗長通信バスを使用して、冗長情報を送信または受信することによって冗長動作をサポートするためのプロセッサ(88)であって、前記冗長情報が、構成情報及び前記パケットエンジンカードの動作状態に影響を及ぼすイベントに関連する情報を含むことからなるプロセッサによって特徴づけられるパケットエンジンカード。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明は、一般的に電気通信の分野に関連し、より詳しくは、プログラム可能な電気通信交換器と共に使用するための冗長構成に関連する。
従来技術の説明
電気通信システムにおいては、システムの１つ以上の部分が故障した場合、あるいは、それらを取り外さなければならない場合でも、システムが動作し続けることを保証するために、少なくとも１レベルの冗長性を設けることが必須ではないにしろ、しばしば望ましいことである。冗長性は、いくつかの方法で提供することができるが、どれを選択するかは、一般的に、コスト、全体システムの性能に対する特定の装置の重要度、装置及び他の要因置き換える困難さの度合いに依存して決まる。
しばしば「１対１」冗長と呼ばれる、１つのタイプの冗長は、各「アクティブな」装置（アクティブ装置）を、全く同一の「待機（スタンバイ）」装置と組み合わせるかペアにするという概念に基づいている。もし、アクティブな装置が故障した場合には、「カットオーバー（切り換え）」が起こって、待機装置が故障した装置を機能的に代替する。
従来の１対１冗長の主要な欠点は、カットオーバーの発生時に、アクティブであった元の装置と待機装置が、同一の動作状態にはないということである。これらの動作状態間の違いは、一般的に稼働状態の中断やロスを生じ、それらは、通話落ち、呼接続失敗などのような形で現れるであろう。このような性能劣化が、少なくとも、非常に短時間の間に、全通話量の非常にわずかな割合を超えて影響する程度であれば、サービス提供者や顧客には一般的には受け入れられない。
１対１冗長によるアプローチに対する１つの代替は、たくさんのアクティブコンポーネントの、すべてではなく、いくつかを置き換えるために利用できる有限個の待機用コンポーネントを提供することである。このアプローチは、しばしば「ｎ＋１」冗長と呼ばれる。ここで、ｎは、アクティブコンポーネントの数である。ｎ＋１冗長によるアプローチは、１対１冗長によるアプローチに比べてコストが低いが、それに応じて、劣化したシステム性能に対する保護が不十分となる。すなわち、いくつかのアクティブな装置がほぼ同時に故障したり、故障した装置の数が利用可能な待機装置の数を超えた場合には、稼働状態のある程度のロスまたは性能の劣化が起こるだろう。
ｎ＋１冗長によるアプローチの他の欠点は、いくつかのアクティブな装置のどれが故障するかということが予め分かっているわけではないので、置き換えられるべき装置の動作状態と同等の動作状態に、特定の待機装置を維持する方法がないということである。従って、ｎ＋１冗長によるアプローチでは、故障した装置から待機装置に切り換える間、稼働状態が中断する可能性が高い。
米国特許第5,548,710号には、問題が発生したとき、動作を維持するために、１つのアクティブISDN通信アダプタと、１つまたは複数の待機ISDN通信アダプタを使用するISDN通信システムが開示されている。待機アダプタは、アクティブISDNアダプタと同じ端末終端識別（TEI）値を割り当てられる。待機アダプタは、アクティブアダプタと同じ状態になるよう指定されるが、非活動状態の間は、LAPD（Ｄチャンネル上のリンクアクセス手順）フレームデータの送信を中断する交換器を備えるように指定される。問題が発生すると、待機装置は、主装置としての動作を開始するために、関連する情報処理装置からの命令を待たなければならない。従って、遅延があり、待機装置が、アクティブ装置と同じ動作状態を継続できない期間が生じる。動作状態のわずかな相違は、１つかほんの少しの呼を処理する装置では許容できるかもしれないが、数百もの呼を処理するシステムにおける動作状態の相違は、上述したように、一般的に稼働状態（サービス）の中断または劣化をもたらす。従って、冗長装置が本質的に、システムのアクティブ装置と正確に同じ状態のままであるシステムが必要とされており、このシステムにおいては、バックアップ装置への切り換え時に、情報またはサービスの劣化を（もしあったとしても）最小限にとどめることができるように、多くの呼を切り換える。
発明の要約
要約すると、本発明は、電気通信交換器または他の装置やシステムと共に使用するための冗長構成を提供する。本発明の好ましい実施態様によれば、電気通信交換器内のアクティブなハードウエア装置は、実質的に同一の待機装置、すなわち一対の片方とペアにされる。アクティブ装置が、それの起動シーケンスを首尾良く完了すると、そのアクティブ装置は、その片方との通信リンクまたはチャンネルを確立する。そのリンクを使用して、アクティブ装置は、次に、全ての構成情報及び詳細な呼制御（処理）情報を待機装置にコピーし、これによって、待機装置が、アクティブ装置の動作状態と同一の初期動作状態を実現することが保証される。２つの装置が同一に構成されると、アクティブ装置が稼働状態にされ、一方、待機装置は待機状態または受信モードにされる。それぞれの装置は、アクティブモードで動作しているか、待機モードで動作しているかに関係なく、交換器によって受信されるすべてのパルス符号変調（ＰＣＭ）データを連続して受信する。
稼働状態になると、アクティブ装置は、それが意図されている全ての機能を実行することに加えて、アクティブ装置の動作状態の変化を表すイベントの発生に関する情報を待機装置に伝える。例えば、イベントは、メッセージまたはデータの受信、タイマの満了、またはいくつかの他の事象の任意のものから構成することができる。アクティブ装置は待機装置にそのようなイベントを伝えて、両方の装置が同じイベントを同じシーケンスで受け取るようにし、従って、同じ方法でそれらのイベントに応答するようにする。それゆえ、待機装置が、実際には呼を処理（制御）しないことが望ましい場合であっても（それが、すべての入力ＰＣＭデータを受け取るとしても）、それにもかかわらず、待機装置は、それがその呼を処理（制御）しているかのように、絶えず自身の動作状態を調整し、それによって、アクティブ装置の動作状態を追跡する。従って、アクティブ装置が故障した場合や、それらを取り外す場合に、待機装置は、故障する直前の元々のアクティブ装置の動作状態と本質的に同じ動作状態でただちにアクティブとなる準備ができている。
本発明は、システム内における同等な装置の任意の組、同等な装置の複数の組、または他の組み合わせを用いて有利に実施することができる。好ましい実施態様では、本発明は、ＩＳＤＮの１次群速度（プライマリーレート）パケットエンジンカードに冗長性を提供するために使用される。この実施態様では、本発明を、パケットエンジンカード全体に対してだけでなく、単独のＤチャンネル、アクティブなＤチャンネルまたは待機Ｄチャンネル、またはそれらの任意の組み合わせに対して冗長性を提供するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記及び他の利点は、添付の図面と共に以下の説明を参照することによってより良く理解することができる。
図１は、本発明の好ましい実施態様に従って構成されたプログラム可能な電気通信交換器のブロック図である。
図２は、図１に示したPRI-32パケットエンジンカードのブロック図である。
図３は、図１及び図２のパケットエンジンカードの起動シーケンスを例示するメッセージ図である。
図４は、第１のパケットエンジンカードをアクティブな動作状態にし、冗長パケットエンジンカードを待機動作状態にするための起動シーケンスを例示するメッセージ図である。
図５Ａは、アクティブな動作状態の間、パケットエンジンカード上で動作するいくつかのソフトウエアプロセス及びタスクを例示する概略図である。
図５Ｂは、待機動作状態の間、パケットエンジンカード上で動作するいくつかのソフトウエアプロセス及びタスクを例示する概略図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
図１に、本発明を実施することができるプログラム可能な電気通信交換器２の好ましい実施態様の主要な機能コンポーネントを示す。公衆電話通信交換網（ＰＳＴＮ）または溝内通信網（またはその両方）へのリンク表すことができるネットワーク／回線インターフェース４が、一連の回線カード入出力（ＩＯ）カード２０に設けられる。所望であれば、冗長ＩＯカード２２と冗長ＩＯバス２４を任意に設けて、ＩＯカード２０の１つが故障した場合でも、交換器が継続して稼働するようにすることができる。
１つまたは複数のディジタルネットワーク（Ｔ１、Ｅ１またはＪ１）、または、アナログトランク（中継線）／ライン回線カード２６が、回線カード（ＬＣ）ＩＯライン２８を介してＩＯカード２０と通信する。回線カード２６は、また、冗長切り換えバス３０ａ及び３０ｂに通信関係で接続される。ここでも、所望であれば、１つまたは複数の冗長回線カード３２を設けることができ、かかる冗長回線カードを、冗長ＬＣＩＯライン３４を介して冗長ＩＯカード２２と通信するように配置することができる。他のタイプのカードを交換器２内に設けることによって、交換器２は、ＤＳ３、ＳＯＮＥＴ、ＳＳ７等の他のタイプの通信プロトコルもサポートすることができる。
実際の交換機能だけでなく、交換器２の動作制御も、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａによって実行される。ＣＰＵ／マトリックスカードが選択された場合は、交換器２は独立型の装置として（すなわち、拡張可能な電気通信システムの交換ノードとしての動作とは対照的に）動作する。この場合には、ＣＰＵ／マトリックスカードは、ホストインターフェース４２ａに接続され、このホストインターフェースを介して外部のホスト装置（図示せず）との通信が実現される。
代替的には、ノード交換器が選択された場合には、交換器２は、拡張可能な電気通信システム内の交換ノードとして動作することができる。かかる実施態様においては、ノード交換器は、好ましくは、リングＩＯカード４０ａに接続され、このＩＯカードを介して、一対の光ファイバリング１２ａとの通信が実現される。ノード交換器は、また、ホストインターフェース４２ａを介して外部ホストと通信することができる。
ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器のどれが選択されたかに関係なく、同等な待機ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ｂを任意に設けて、適切なホストインターフェース４２ｂまたはリングＩＯカード４０ｂ（またはその両方）を付随させることができる。このような構成においては、リンク４６を、アクティブ装置４４ａと待機装置４４ｂ間の直接通信のために設けることができる。
適切なＣＰＵ／マトリックスカードの構成及び動作の詳細は、本明細書に参考のために組み込んでいる、米国特許5,349,579号に記載されている。同様に、適切なノード交換器の構成及び動作の詳細は、本明細書に参考のために組み込んでいる、米国特許5,544,163号に記載されている。
トーン検出及び生成、会議、音声記録された告知、通話状況解析、音声認識、ADPCM圧縮等、及び他の多くの多様なプログラム可能な通信サービスを、１つまたは複数の多機能ディジタル信号処理（MFDSP）カード３６によって提供することができる。ＩＳＤＮの１次群速度サービス及び及び他のパケット通信サービスを、１つまたは複数のPRI-32パケットエンジンカード３８によって提供することができる。さらに、冗長MFDSPカード３６及び冗長PRI-32カード３８を備えることができる。
図２は、PRI-32パケットエンジンカード３８のブロック図である。バスドライバ６０及びバスレシーバ６２は、それぞれLSpcm５２ａ及びSLpcm５４ａで示される２つの通信経路から構成される時分割多重（TDM）バスに通信関係で接続される。LSpcm５２ａは、回線カード２６（図１）からＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ、ＭＦＤＳＰカード３６及びPRI-32カード３８の方向にパルス符号変調情報を伝える。逆に、SLpcm５４ａの経路は、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ、MFDSPカード３６及びPRI-32カード３８から回線カード２６の方にＰＣＭ情報を伝える。好ましい実施態様では、２つの８ビットパラレルバスが、LSpcm５２ａとSLpcm５４ａにそれぞれ使用される。代替的には、それらの経路を複数の多重化されたシリアルバスで実施して、それぞれのバスが複数のタイムスロットを伝えるようにすることができる。他のタイプ及び構成のバスを使用して、種々のカード間に適切な通信を確立することができるということは明らかである。
好ましくは、経路５２ａと５４ａは、ＰＣＭの冗長性を提供するために二重化される。そのため、それぞれの１次バスをサフィックス「Pri」で示し、冗長バスすなわち二次バスをサフィックス「Sec」で示す。
好ましくは、モトローラ68EC040マイクロプロセッサであるＣＰＵ８８が、１次及び２次のHDLCバス５０ａ及び５０ｂにそれぞれ通信関係で接続され、さらに、タイミングおよび制御回路７８、バッファ８４、バスアービター８６、読み出し専用メモリ（ROM）９０、及びランダムアクセスメモリ（RAM）９２にも通信関係で接続される。ＣＰＵ８８は、また、冗長通信バス５８に通信関係で接続されるが、それらの機能については後述する。バッテリー９４は、RAM９２にバックアップ電力を供給して、それに記録されている情報が、１次電源が停電した場合にも保護されるようにする。
送信ＰＣＭバンク６４は、バスドライバ６０に通信関係で接続される。同様に、受信ＰＣＭバンク６６は、バスレシーバ６２に通信関係で接続される。それぞれのＰＣＭバンク６４及び６６は、関連するマップ７４または７６、並びにタイムスロットカウンタ７２に接続される。マルチプレクサ６８もまた、タイムスロットカウンタ７２に接続され、一方の側のＰＣＭバンク６４及び６６と、もう一方の側のパケットエンジン７０との間でＰＣＭ情報を双方向に通すように配置される。バッファ８０は、パケットエンジン７０、共有RAM８２及びバスアービター８６に接続される。
適切なやり方でプログラムすると、PRI-32パケットエンジンカード３８は、３２のＤチャンネルまで対応するISDNのDチャンネルサーバとして、または中央パケットエンジンとして機能して、ISDNのＢまたはＤチャンネル用のパケット交換サービスを提供することができる。タイミング／制御バス４８を介してタイミング信号を受信することにより、カード３８は、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ（図１）と同期される。カード３８は、HDLCバス５０ａを介してＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａからメッセージ及びデータを受信し、及びそれらに対して、同様な情報を送信する。さらに、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａから受信した１つまたは複数のメッセージに応答して、カード３８は、LSpcm経路５２ａ上の所定のタイムスロット内を伝送される情報を絶えず「傍受」するよう動作する（すなわち、それらのタイムスロット内に収容されているＰＣＭデータを受信ＰＣＭバンク６６に書き込む）。別様に言えば、LSpcm経路５２ａ上に現れる特定のタイムスロットが、カード３８に対してISDNトラフィックを伝えるようにカード３８をプログラム（またはカード３８に命令）しなければならない。
好ましくは、カード３８を、２５６のタイムスロットを傍受するようにプログラムすることができる。受信ＰＣＭバンク６６に格納されると、その情報は、マルチプレクサ６８を介して処理のためにパケットエンジン７０に送られ、次に、SLpcm経路５４ａ上の適切なタイムスロットで送信するために送信ＰＣＭバンク６４に送られる。
図３は、パケットエンジンカード３８がアクティブな動作状態となるようにそれを準備するための起動シーケンスを示す。図３の垂直ラインのそれぞれは、頭文字によって特定されるソフトウエアプロセスまたはタスクを表す。文字「PRI-32」、「ＣＰＵ／マトリックスまたはノード交換器」及び「HOST（ホスト）」は、プロセスまたはタスクが実行されるシステムのそれぞれの（ハードウエア）部分を特定する。水平ラインのそれぞれは、あるプロセスまたはタスクから別のプロセスまたはタスクへのメッセージの送信を表す。より明瞭にするために、実際には複数のメッセージによって実行される（動作命令や構成情報のダウンロードまたはアップロードのような）いくつかの機能を、単一のメッセージで表している。
図２及び図３を参照する。リセットが起きると、BOARD RESETメッセージ１００が、パケットエンジンカード３８上のROM９０から、ＣＰＵ８８及びHDLCバス５０ａを介して、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ上で動作している通信（COMM）プロセスに送られる。COMMプロセスは、通常、HDLCバスを介してすべてのメッセージを送受信する役目をもっている。COMMプロセスは、BOARD STATUS REQUEST１０２を送信することによって応答するが、それは、パケットエンジンカード３８の現在の動作状態を判定するために使用される問い合わせである。COMMプロセスに返されるBOARD STATUS REQUEST ACKNOWLEDGEMENT１０４が、BOARD STATUS REQUEST１０２に応答する。
BOARD STATUS REQUEST ACKNOWLEDGEMENT１０４は、パケットエンジンカード３８が起動シーケンスとともに動作を開始する準備ができていることを示していると仮定すると、COMMプロセスは、BOARD HEREメッセージ１０６をSYMプロセスに送信する。これに応答して、一般的にはプログラム可能な交換器２（図１）全体の全てのシステムリソースを管理する役目をもつSYMプロセスが、パケットエンジンカード３８の存在を認識し、有効なロード情報がない場合には、COMMプロセスにSTART DOWNLOADメッセージ１０８を発行し、次に、START DOWNLOADメッセージ１１０をカード３８に発行する。これに応答して、START DOWNLOAD ACKNOWLEDGEMENT１１２及び１１４が返される。SYMプロセスは、次に、START DOWNLOADメッセージ１１６をスタートダウンロード（SDLL）プロセスに発行する。
ステップ１１８で、パケットエンジンカード３８に対する汎用動作命令が、COMMプロセスからダウンロードされる。動作命令のダウンロードが完了すると、END DOWNLOADメッセージ１２０が、COMMプロセスからROMプロセス（カード３８上に配置された読み出し専用メモリ内で動作しているプロセス）に送信される。
パケットエンジンカード３８が起動シーケンスとともに動作を開始する準備ができていると仮定すると、READYメッセージ１２２が、MONプロセスから送信される。このプロセスは、通常、SYMプロセスに対して、パケットエンジンカード３８の起動シーケンス及び冗長管理に関する責任がある。このメッセージに応答して、QUERY BOARD INFORMATIONメッセージ１２４が、SYMプロセスからパケットエンジンカード３８上で動作している構成（CFG）プロセスに送信される。メッセージ１２４の受信は、QUERY BOARD INFORMATION ACKNOWLEDGEMENT１２６及び１２８によって確認される。
この時点で、パケットエンジンカード３８に前もってダウンロードされた、または格納された構成情報がないか、あるいは不十分な場合には、アクティブＤチャンネル及び待機Ｄチャンネルの割り当てのような、詳細な構成情報を収容しているカード固有のテーブルのDOWNLOAD１３０が、SYMプロセスからCFGプロセスに送られる。CFGプロセスは、DOWNLOAD COMPLETE ACKNOWLEDGEMENT１３２をMONプロセスに送信することによって、そのダウンロードが首尾良く完了したことを示す。この後に、MONプロセスからCFGプロセスに送信されるSTART UPLOADメッセージ１３４が続き、さらに、SYMプロセスに送信されるCARD SPECIFIC TABLE UPLOADメッセージ１３６が続く。このアップロードの目的は、リセットまたはカットオーバーが（後述）が起こったときに、パケットエンジンカード３８の現在の構成情報が、次のダウンロードに関するＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ上のSYMプロセスによって保持されるということを保証することである。そのアップロードが首尾良く完了したことは、正常な起動シーケンスが終了したことを表すものであって、UPLOAD COMPLETEメッセージ１３８及び１４０によって通知される。
次に、３つの取りうる動作状態（すなわち、単独、アクティブ、または待機）のうちの１つの状態をとるようにパケットエンジンカード３８に命令するBECOMEメッセージ１４２が、SYMプロセスからMONプロセスに送信されれる。メッセージ１４２が、カード３８に「単独(Single)」の動作状態を取るように命令する場合（これは、冗長なパケットエンジンカード３８が存在しないか利用できないことを意味する）は、MONプロセスは、BOOT COMPLETE(ACTIVE)メッセージ１４４によって応答し、次に、SYMプロセスに対して、カード３８を「稼働中」として登録するとともに、CARD STATUSメッセージ１４６をホストに発行するように命じる。CARD STATUSメッセージ１４６は、カード３８に関するハードウエアステータス情報をホストに伝える。この時点で、パケットエンジンカード３８は、完全に起動して、構成される準備が整っている。
図３と図４には、一方がアクティブ（カード３８(A)）で示され、他方が待機（カード３８(S)）で示されている２つのパケットエンジンカード３８が存在して機能している場合に必要な追加の通信が示されている。最初に、図３に示すメッセージ１００から１４０に相当する起動シーケンスが、パケットエンジンカード３８(A)に関して起こる。続いて、どのパケットエンジンカードがアクティブになり、どのパケットエンジンカードが待機になるかを特定するデータ（すなわち、カードスロット番号）を含むREDUNDANCY CONFIGURATIONメッセージ１４８が、ホストからＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ上で動作しているSYMプロセスに送信される。SYMプロセスは、BECOMEACTIVEメッセージ１５０をカード３８(A)上のMONプロセスに発行することによって応答し、続いて、BECOME STANBYメッセージ１５２が、カード３８(S)上で動作しているMONプロセスに送られる。
BECOME STANBYメッセージ１５２を受信すると、カード３８(S)上のＣＰＵ８８（図２）は、冗長通信バス５８を使用して、カード３８(A)に対する通信リンクまたはチャンネルを確立する。次に、このリンクまたはチャンネルは、START CONFIGURATION SYNCHRONIZATIONメッセージ１５４をカード３８(A)上のMONプロセスに送信するために、カード３８(S)上のMONプロセスによって使用される。
メッセージ１５４の目的は、同一の構成を構築するために、上述したように起動シーケンスをすでに完了したカード３８(A)に対して、その現在の構成情報をカード３８(S)に送信するように要求することである。従って、メッセージ１５４に応答して、カード３８(A)上のMONプロセスは、INITIATE CONFIGURATION SYNCHRONIZATIONメッセージ１５６をカード３８(A)上のCFGプロセスに対して発行し、次に、構成情報のDOWNLOAD１５８を（この場合も、冗長通信バス５８を介して）カード３８(A)からカード３８(S)に送る。ダウンロードがうまく実行されたと仮定すると、カード３８(S)上のCFGプロセスは、CONFIGURATION SYNCHRONIZATION COMPLETEメッセージ１６０をカード３８(S)上のMONプロセスに対して発行する。同様に、カード３８(A)上のCFGプロセスは、カード３８(A)上のMONプロセスに対して、SYNCHRONIZATION COMPLETEメッセージを発行する。
この時点で、カード３８(S)上のMONプロセスは、INITIATE APPLICATION SYNCHRONIZATIONメッセージ１６４をアクティブ指定されたカード３８上のMONプロセスに対して発行する。このメッセージは、この場合にも、アクティブカードと待機カードとの同一の動作状態の実現という究極的な目的のために、カード３８(A)に対して、その詳細な動作情報に関するデータベースをカード３８(S)にアップロードするように要求するものである。メッセージ１６４に応答して、カード３８(A)上のMONプロセスは、INITIATE APPLICATION SYNCHRONIZATIONメッセージ１６６をISDN PRI(IPRI)タスクに対して発行する。IPRIタスクは、アクティブカード３８(A)の詳細な動作情報を、待機カード３８(S)上のIPRIタスクにアップロードする（１６８）ことによって応答する。アップロードが完了すると、カード３８(S)上のIPRIタスクは、APPLICATION SYNCHRONIZATION COMPLETEメッセージ１７０を同じカード上のMONプロセスに対して発行する。同様に、カード３８(A)上のIPRIタスクは、APPLICATION SYNCHRONIZATION COMPLETEメッセージを、そのカード上のMONプロセスに対して発行する。次に、待機カード上のMONプロセスは、BOOT COMPLETEメッセージ１７４をSYMプロセスに対して発行し、さらに、APPLICATION SYNCHRONIZATION COMPLETEメッセージ１７６をカード３８(A)上のMONプロセスに対して発行する。
カード３８(A)上のMONプロセスは、同じカード上のIPRIタスクに対してAPPLICATION BECOMES ACTIVEメッセージ１７８を発行し、その後に、REDUNDANCY UPDATEメッセージ１８０をCFGプロセスに対して、さらに、BOOT COMPLETEメッセージ１８２をSYMプロセスに対して発行する。次にSYMプロセスは、REDUNDANCY CONFIGURE ACKNOWLEDGEMENT１８４をホストに対して発行する。ACKNOWLEDGEMENT１８４は、冗長起動シーケンスが首尾良く完了したということを確認するものである。
図５Ａには、アクティブ動作状態にある間、PRI-32パケットエンジンカード３８上で動作するいくつかのプロセスとタスクが示されている。本発明に密接には関係しない他のプロセスやタスクもこのカード上で動作することができるということが理解されるべきである。COMMプロセス１８６は、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ（図１）からメッセージを受信し、及び、それらに対してメッセージを送信する役目をもつ。呼制御に関連するCOMMプロセスによって受信されたメッセージは、このプロセスによって、IPRIタスク１８８に関連するキュー１９４に送られる。さらに、IPRIタスク１８８に関連するタイマに関係する情報（例えば、タイマの満了）もまた、キュー１９４に提供される。
レイヤ２（Ｌ２）プロセス１９０は、（ISDN）Ｄチャンネル情報の送受信に関連するＰＣＭハードウエア１９８と通信する役目をもつ。Ｌ２プロセス１９０に関連するキュー１９６は、IPRIタスク１８８から管理及びISDNデータリンク（DL）データリクエストメッセージを受け取る。本質的に、Q.931ＤチャンネルメッセージであるＬ２データ表示（L2 data indication）は、Ｌ２プロセス１９０からキュー１９４に送られる。
回線カードマルチカード（LCMC）タスク１９２は、キュー１９４から待機（片方の）カード３８(S)に、すべてのメッセージ（及び関連データ）及びタイマーに関連する情報、並びに、Ｌ２データ表示（総称して「イベント」）を送信する役目をもつ。
図５Ｂに、待機動作状態の間、パケットエンジンカード上で動作するいくつかのプロセス及びタスクを示す。これらのプロセス及びタスクは、以下の例外を除き、本質的に、図５Ａに示したプロセス及びタスクと機能的に同等なものである。第１に、待機モードの間、待機カードのCOMMプロセス２００は、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａから呼制御に関連するメッセージをなんら受信せず、従って、そのようなメッセージをIPRIタスク２０２に関連するキュー２１０に送信することはない。これは、アクティブ動作モードにあるカード３８(A)が、呼を処理（制御）するための役目しかもっていないためである。
第２に、IPRIタスク２０２は、Ｌ２プロセス２０４に関連するキュー２１２に、管理メッセージを送信するが、データリンクデータリクエスト（情報フレーム）は送信しない。同様に、待機カード３８(S)上で発生するタイマーに関連する情報またはＬ２データ表示は、キュー２１０には置かれない。代わりに、LCMCプロセス１９２（図５Ａ）から送信され、LCMCプロセス２０８によって受信されるイベントがキュー２１０に置かれる。従って、IPRIタスク２０２は、キュー２１０にあるイベントを処理するが、このタスクは、アクティブカード３８(A)上で動作しているこれと同等のタスク１８８と正確に同じやり方で応答しなければならない。
第３に、IPRIタスク２０２は、COMMプロセス２００またはLCMCプロセス２０８のいずれかに対してメッセージを送信することを阻止される。これは、待機モードにある間、カード３８(S)が、アクティブカードからのイベントを受信し、イベントを受信したシーケンスに従って、それらのイベントを処理することに限定されるからである。このやり方においては、待機カードの動作状態は、絶えずアクティブカードの動作状態を追跡する。
待機モードにある間、待機カード３８(S)は、ＰＣＭハードウエア２０６からＤチャンネル情報を受信するが、それに対してはいかなる情報も送信しない。Ｌ２プロセス２０４は、受信フレームに含まれているシーケンス番号を検査することによって、アクティブカード３８(A)によって送信されたメッセージのシーケンス番号を判定することができる。その結果、待機カード３８(S)が、アクティブカード３８(A)を代替するために稼働しなければならない場合には、待機カード３８(S)は、アクティブカード３８(A)によって以前に扱われたメッセージの交換を継続するために必要な情報を有することになる。
アクティブカードから待機カードへのカットオーバーは、任意のいくつかの起こりうる故障または他の条件によって必要とされうる。これらは、アクティブカードが物理的に切り離された、アクティブカードが手動でリセットされた、アクティブカードをリセットする障害が発生した、アクティブカードが、ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器との通信を中止した、アクティブカードが、ホストからの命令によって動作を停止された、または、ホストがアクティブカード宛てにリセットメッセージを送信した、等の場合である。
カットオーバーを必要とするイベントが発生すると、（ＣＰＵ／マトリックスカードまたはノード交換器４４ａ上で動作している）SYMプロセスが、（図３のメッセージ１４２と同様の）BECOME_SINGLEメッセージを待機カード３８(S)（図４）上で動作しているMONプロセスに対して発行する。これに応答して、MONプロセスは、IPRIタスクにメッセージを発行するが、このメッセージによって、このタスクは、図５Ａに関連して説明したように機能を開始する。この時点で、待機カードの動作状態は、待機から単独に変わっている。カットオーバーの結果として、かっての待機（今は「単独」）カードは、安定状態にあった（すなわち、接続が存在していた）元のアクティブカードによって処理されていたすべての呼に対する責任（呼を処理する役目）をもつことになる。さらに、この「単独」動作状態は、そのカードが待機カードとの通信リンクまたはチャンネルを何ら持たないことを意味している。COMMプロセスから発行されるメッセージによって、カードの動作状態の変化をホストに通知することが好ましい。
元のアクティブカードがその後、修復され、または、交換された場合（すなわち、別の正常に機能するカードが交換器に設置された場合）は、そのカードを上述したように起動することができ、それによって、それは待機カードとなる。かかる状況では、以前のカットオーバーのときに、「単独」動作状態とされた元の待機カードは、その動作状態を「アクティブ」に変えるメッセージを受け取る。その後、もし所望であれば、アクティブ及び待機カードの指定は、ホストまたは他の制御装置による指示に従って逆にすることもできる。
稼働状態（サービス）の中断に対してよりいっそう大きな冗長性及び保護を与えるために、多数の待機カードを単一のアクティブカードについて設けることができるということは明らかである。このようなアプローチでは、アクティブカードは、それぞれの待機カードへの通信チャンネルまたはリンクを確立することができる。他の点では、アクティブカードと各待機カードとの間の通信は、上述したのと実質的に同じである。
本発明は、電気通信システムまたは他のタイプのシステムに一般的に見られる任意の種々のハードウエア装置に関して、冗長性を提供するために使用することができるということもまた理解されるべきである。図１に示すようなプログラム可能な電気通信交換器の場合には、本発明は、回線カード２６またはMFDSPカード３６に冗長性を与えるために使用することができる。
本発明を、好ましい実施態様に関して詳細に図示し、説明してきたが、当業者には、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部における種々の変更をそれに施すことが可能であるということは明らかであろう。さらに、使用した用語及び表現は、説明の用語として使用したものであって、それに限定するものではない。そのような用語及び表現を使用したことにおいて、図示し説明したものと等価な任意の特徴、またはその一部を排除することを意図したものではなく、本発明の請求の範囲内において、種々の変更が可能であることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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