[pic]
Рис.16. Квадратная коммутационная матрица :
ILR-интерфейсы
LRE-линии подсоединяются к ILR-интерфейсам, которые передают закодированные выборки на квадратную матрицу и принимают выборки с этой матрицы для передачи по LRS-линиям.
ILR также использует три контрольных бита и биты активации тестов и распределяет сигналы хронирования.
МСХ-управление
Функции управления подсистемы коммутации выполняются программной машиной СОМ, поддерживаемой МП-станциями коммутации (SMX).
Каждый модуль коммутации (2048 LRE x 256 LRS) требует выделения SMX- станции, что дает в результате максимум восемь SMX-станций для каждой ветви.
SMX-станция выполняет функции управления соответствующим модулем коммутации и обеспечивает интерфейс между этим модулем коммутации и
МП-станцией управления (SMC).
Она принимает команды соединения и разъединения от этих SMC-станций и посылает ответы от подсистемы коммутации.
Кроме того, каждая станция принимает трижды дублированные сигналы хронирования (8 МГц и кадровая синхронизация), которые она выбирает по мажоритарному принципу и распределяет на центральную коммутационную матрицу, а также на SMT и CSN блоки доступа через
ILR-интерфейсы.
4.3.5.2 ИНТЕРФЕЙСЫ ПОДСИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ
Подсистема коммутации соединена с блоками доступа (CSN, SMT, SMA) по LR-линиям (LRE и LRS).
Эти линии осуществляют передачу информации с темпом 4 Мбит/с (16 бит на канал) и состоят из проводных пар для расстояний до 50 м.
В дальнейшем предполагается использование волоконно-оптических линий 34 Мбит/с ( мультиплексирующих восемь линий LRE или LRS ) при расстояниях до 300 м.
Этот способ организации, вместе с указанной организацией распределения сигнала хронирования, обеспечивает высокую гибкость в размещении устройств доступа вокруг центральной коммутационной матрицы в машинном зале АТС.
4.3.5.3 БЕЗОПАСНОСТЬ ФУНКЦИИ КОММУТАЦИИ
Центральная коммутационная матрица имеет две идентичных ветви, каждая из которых управляется группой SMX-станций.
Поскольку каждое соединение устанавливается одновременно в обеих ветвях (СХа и СХb), для каждого вызова должно быть выбрано активное соединение. Эта задача решается функцией выбора ветви и усиления
(SAB), которая является частью устройства доступа (SMT, SMA или
CSN), подключенного к центральной коммутационной матрице.
t Функции передачи SAB :
p преобразование из 8 в 16 бит,
p вставка трех контрольных бит,
p сопряжение с LRE-линиями связи.
t Функции приема SAB :
p сопряжение с LRS-линиями связи,
p выбор активной ветви (СХа или СХb) для каждого вызова путем обработки контрольных бит и, в частности, путем использования бита четности и сравнения отдельных битов по исходящим каналам этих двух ветвей коммутационной матрицы,
p преобразование из 16 в 8 бит.
Три контрольных бита используются для активации дополнительных проверочных процедур передачи и соединения.
4.3.6 СТАНЦИЯ СИНХРОНИЗАЦИИ И ВРЕМЕНОЙ БАЗЫ (STS)
Эта станция выводит сигналы хронирования и синхронизации и содержит
:
t Трижды дублированную базу времени (ВТТ).
t Один или два модуля тактирования интерфейса синхронизации (HIS).
Данная база времени имеет три режима работы :
t Синхронный:
dF/F < 10-11
t Независимый (хранимый) :
dF/F < 2 х 10-9 ожидание 72 ч.
t Без интерфейса синхронизации :
dF/F < 5 х 10-7 ожидание 72 ч.
В синхронном режиме база времени принимает внешние сигналы хронирования посредством таймера интерфейса синхронизации.
Применяется режим синхронизации ведущий/ведомый.
Таймер интерфейса синхронизации принимает сигналы синхронизации от одной или нескольких SMT-станций на максимум четырех портах. Он выбирает готовую линию связи с наивысшим приоритетом. Один или несколько портов хронирования могут быть автоматически изъяты из эксплуатации или возвращены в нее (например, при обнаружении ИКМ- аварийных сигналов, передаваемых SMT-станцией). Интерфейсы синхронизации отфильтровывают все возмущения на линиях синхронизации.
Такая организация гарантирует точность и стабильность в соответствии с Рекомендацией G.811 ITU-Т, независимо от возмущений в линии синхронизации и ее состояний.
Станция синхронизации и временной базы также распределяет сигналы хронирования на другие станции в АТС. Она передает 8 МГц сигнал и
8 МГц сигнал синхронизации кадров на каждую ветвь центральной коммутационной матрицы.
Эти два сигнала утраиваются и принимаются коммутирующей МП- станцией, которая выбирает одну совокупность сигналов обработкой логики большинства и распределяет их на центральную коммутационную матрицу и ILR-интерфейсы.
Связи между МП-станцией ИКМ-окончания (SMT) и таймером интерфейса синхронизации ограничены расстоянием 50 м, а связи между временной базой и центральной коммутационной матрицей - расстоянием 25 м. Это допускает значительную гибкость в выборе мест расположения станций.
4.3.7 ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ (LAN)
Локальная межпроцессорная сеть связи представляет собой сетевую структуру, содержащую межпроцессорную шину (MIS) для пересылки сообщений между SMC-станциями и SMM-станцией, а также шину станционного доступа (MAS) для пересылки сообщений между станциями
SMA, SMT и SMX и станциями SMC.
Сообщения пересылаются в единой среде с использованием уникального протокола передачи данных.
Этой средой является кольцевая сеть с эстафетным доступом (token ring), работающая в соответствии со стандартом 802.5 ИИЭР
(применимым к кольцевым топологиям, использующим метод эстафетного доступа).
Это означает, что к одному и тому же кольцу может быть подсоединено множество станций или процессоров, что обеспечивает следующие преимущества :
t Станция может быть легко добавлена или изъята из кольца без нарушения трафика от других процессоров.
t Связи между процессорами являются асинхронными.
t Сообщения могут распределяться одновременно на одну, несколько или все станции.
t Качество передачи сообщений - отличное.
t Функционирование кольца и процедуры защиты могут быть адаптированы, с тем чтобы они удовлетворяли новым требованиям.
Каждая шина состоит из двух кольцевых сетей с эстафетным доступом, работающих на основе разделения нагрузки, причем каждая из них может обрабатывать весь трафик на данной шине. С целью обеспечения надежности передачи сообщений кольцо дублируется.
Шины в общем случае работают с темпом 4 Мбит/с по проводным парам.
Шина используется для :
t обменов сообщениями между управляющей МП-станцией (SMC) и МП- станцией техобслуживания (SMM).
Используемая шина является межстанционной шиной (MIS).
t обменов сообщениями между SMC-станциями и другими станциями
(SMA, SMT и SMX).
Используемая шина является шиной станционного доступа (MAS).
4.4 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
С тех пор как система была введена в эксплуатацию, был разработан значительный объем ПО (например, объем прикладных программ сейчас достигает 5 миллионов строк кода). Это ПО сейчас работает в системах Alcatel 1000 E 10 во многих странах мира и в различных условиях эксплуатации.
Alcatel CIT сумел воспользоваться приобретенным в результате этого опытом для того, чтобы :
t Разработать и отладить широкий спектр программ, усиливающих функциональный потенциал системы. Могут использоваться все стандартные телефонные функции и, кроме того, сигнализация №7
ITU-Т и ISDN функции.
t Создать высококачественное ПО. В результате значительного опыта работы на объектах заказчиков большая часть программных ошибок была устранена, что гарантирует отличное качество обслуживания.
Быстрый прогресс в технологии компонентов привел к значительному развитию аппаратных средств. Однако программы остаются стабильной частью данной системы.
Все ПО, разработанное и улучшенное как с качественной, так и с количественной точек зрения в течение срока эксплуатации данной системы, легко переносится на последующие поколения аппаратных блоков.
Прикладные программы составляют более 90% всего ПО. Alcatel CIT разработал такие ресурсы и инструменты, как компиляторы и трансляторы, которые позволяют использовать одно и то же ПО безотносительно технологии аппаратных средств. Это гарантирует полную независимость ПО от аппаратных средств.
Эта независимость с самого начала являлась основной целью. В последующем, в процессе проектирования, обозначились и другие цели:
t Гарантия непрерывной и надежной эксплуатации в течение всего срока службы АТС, что охватывает все вопросы, связанные с функционированием.
t Простота генерации и инсталляции ПО, потребность в средствах управления, позволяющих хранить различные версии ПО, инсталлированные на различных объектах.
t Простота расширения и модификации : должна иметься возможность наращивать емкость АТС и вводить новые функции, не ухудшая качества обслуживания АТС.
t Структурная четкость : при обучении персонала каждый модуль может изучаться независимо от других. Программы являются достаточно короткими, а язык программирования - легкодоступным.
t Простота эксплуатации и техобслуживания : для отслеживания и корректировки ошибок, а также для предотвращения распространения ошибок предоставляются процедуры обеспечения безопасности.
ПО поставляется в виде конкретных версий, каждая из которых представляет собой некоторую совокупность совместимых объектных модулей (исполняемых двоичных), обеспечивающих функциональные возможности и характеристики данной системы.
4.4.1 ОСНОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основными отличительными особенностями ПО системы Alcatel 1000 E10 являются :
t Количество :
Программные модули Alcatel с самого начала разрабатывались с целью формирования библиотеки, делающей систему Alcatel 1000
E10 одной из наиболее сложных цифровых систем с точки зрения реализуемых функций.
t Качество :
На всех фазах разработки и на многочисленных объектах выполняются обязательные тесты. "Остаточные" ошибки практически отсутствуют, что обеспечивает отличное качество функционирования.
t Модульность :
ПО Alcatel 1000 E10 и, в частности, коммутационное ПО состоит из независимых модулей.
Большинство разработанных модулей включает команды, относящиеся к отдельному функциональному режиму или функции.
Существуют два типа модулей :
p стандартные модули, выполняющие стандартные функции, или такие, которые могут быть адаптированы к реализации той или иной функции, требующейся заказчику,
p специализированные модули, разработанные "под" требования конкретного заказчика.
Такой способ классификации модулей помогает определить и стандартизировать программные интерфейсы с целью строгого определения конкретных разработок и облегчения отладки.
t Адаптируемость к конкретным требованиям заказчика :
Система управления функциональной версией предназначена для обеспечения совместимости стандартных модулей. На основе требований, изложенных заказчиком, ПО строится из имеющихся стандартных модулей и специализированных модулей.
Заказчики, таким образом, могут быть совершенно уверены в том, что их требования будут удовлетворены во всех отношениях.
t Расширяемость :
Поскольку ПО является модульным и имеет стандартные программные интерфейсы и определенные структуры совместимости, новые функции могут легко вводиться в систему.
t Функциональная организация :
Для выполнения функций управления и OA&M комбинируются различные программные модули.
Группы модулей, предназначенных для выполнения конкретной функции (обработка вызовов, начисление оплаты и т.п.), объединяются, образуя "программную машину".
Система Alcatel 1000 E10 может содержать одну или несколько программных машин каждого типа в зависимости от конкретной функции.
4.4.2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫХ МАШИН
Программные машины организованы по следующим правилам :
t для всех управляющих функций применяется защита n+1.
Программная машина, таким образом, загружается в n+1 управляемых МП-станций.
При включении защиты система работает по принципу разделения нагрузки.
t Программная машина, поддерживаемая МП-станцией обработки ИКМ- окончаний (SMT), продублирована и с целью обеспечения высокой степени готовности работает в активном/резервном режиме.
t Программная машина, поддерживаемая МП-станцией техобслуживания
(SMM), также продублирована и и с целью обеспечения высокой степени готовности работает в активном/резервном режиме.
С целью обеспечения повышенной избыточности для выполнения жизненно важных функций, таких как управление цепями сигнализации №7 ITU-T,
Alcatel 1000 E10 может также включать в себя резервные программные машины, поддерживаемые резервными управляющими МП-станциями.
Программные машины взаимодействуют посредством локальной сети передачи данных. Эта связь является "прозрачной" для аппаратных станций, поддерживающих программную машину.
4.4.3 ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ И ЗАГРУЗКА ПО
4.4.3.1 ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Язык программирования тесно связан с ограничениями реального времени, связанными с функциями, выполняемыми конкретным программным модулем.
Некоторые функции активируются часто и даже непрерывно. Времена реакции должны быть, таким образом, очень малыми (например, при сканировании состояний шлейфа абонентской линии). Эти функции требуют языка, подобного машинному языку. По тем же соображениям, программы ПЗУ (ПО, "зашитое" в платы) написаны на ассемблере.
Однако, программы, выполняющие диагностику и обеспечивающие связь человек-машина, а также большинство программ коммутации связаны с очень сложными процедурами. Из-за потребности в многочисленных мерах предосторожности, а также средствах тестирования и вывода, эти программы являются очень сложными. В этом случае большое значение приобретает функциональная и эксплуатационная гибкость.
Кроме того, ограничения реального времени не являются столь жесткими. Этот тип ПО написан на языке высокого уровня CHILL, рекомендуемом ITU-Т.
4.4.3.2 ЗАГРУЗКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
По мере развития технологии появилась возможность загружать ПО с внешних устройств памяти аппаратных станций, которые выполняют функции коммутации и управления.
4.4.4 ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МП-СТАНЦИИ
Во все МП-станции загружается следующее ПО :
t Операционная система (гипервизор), обеспечивающая доступ к аппаратным средствам, выделяющая программные ресурсы и обеспечивающая межстанционную связь.
t Ряд программных машин различных типов, которые выполняют :
p все функции, требующиеся для работы станции, включая связь, загрузку, инициализацию и защиту. Эти функции выполняются МП- программными машинами,
p отдельную системную функцию, такую как трансляция или начисление оплаты. Каждая функция реализуется отдельной функциональной программной машиной.
Гипервизор и МП-программная машина образуют системное ПО конкретной станции и устанавливаются во всех станциях (см. рис.17).
[pic]
Рис.17. Архитектура ПО МП-станции.
4.4.4.1 ГИПЕРВИЗОР
Гипервизор представляет собой операционную систему, выполняющую следующие основные функции :
t обслуживание каждой программной машины, независимо от ее физического местоположения,
t обеспечение "сосуществования" различных функциональных программных машин в нескольких процессорах одной и той же станции или аппаратного процессора.
Стандартный гипервизор установлен во всех активных агентах МП- станций. Активным агентом является процессор с доступом к станционной шине (PUP, PUS, линейный драйвер).
Гипервизор выполняет следующие функции :
t Временное управление : различным программным машинам, установленным в процессоре, выделяется время центрального процессора на основании параметров конфигурационного файла.
t Полностью прозрачная связь для прикладных программ : связь является внутренней для программных машин, установленных в конкретной станции. Для связи между программными машинами в различных станциях используются мультиплексные линейные драйверы и конкретный протокол.
t Хронирование : таймеры запускаются, останавливаются и перезапускаются по запросу программной машины; сообщается также о тайм-аутах.
t Доступ к файлам по запросу программной машины.
t Управление прерываниями по запросу программной машины.
t Наблюдение : фиксируется время центрального процессора для программной машины и контролируются очереди.
t Помощь в отладке.
4.4.4.2 ПРОГАММНАЯ МАШИНА (ML)
Программная машина полностью устанавливается в одной МП-станции.
Она может состоять из одного или нескольких "исполняемых блоков", установленных в различных активных агентах данной станции. Каждый исполняемый блок является компонентом. Компонент представляет собой, таким образом, некоторое подмножество программной машины, выполняемое в отдельном процессоре.
Программная машина знает структуру своих собственных компонентов, но она не известна другим программным машинам. Поэтому ПЕРВИЧНЫЙ
КОМПОНЕНТ представляет программную машину в целом во внешнем диалоге. Другие компоненты называются ВТОРИЧНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ.
Пример :
В программных машинах обработки вызовов и тарификации используются различные исполняемые блоки : первичный компонент (обменный блок) и до четырех вторичных компонентов (MACRO).
С функциональной точки зрения компонент выполняет некоторую совокупность базовых действий, причем каждое из них активирует ту или иную УСЛУГУ (SERVICE). Последовательность услуг задается
СУПЕРВИЗОРОМ (SUPERVISOR, SUP), который действует как операционная система компонента.
К основным функциям супервизора относятся :
t Активация / деактивация услуг в различных режимах : рекуррентный, по запросу от другой услуги, срочный,
t Предоставление стандартных услуг прикладным программам: периодическое управление задачами,
t Управление режимом возврата гипервизора : без возврата, прогнозируемый возврат,
t Счет времени и событий для целей наблюдения за нагрузкой.
Компонент состоит из супервизора и, в некоторых случаях, специализированных услуг. Он также содержит все прикладные программы программной машины.
4.4.4.3 МП-ПРОГРАММНАЯ МАШИНА (ML SM)
МП-программная машина "скопирована" во всех активных агентах (PUP,
PUS) в МП-станции.
Она использует один компонент для каждого агента :
t первичный компонент установлен в драйвере первичной шины станции,
t вторичные компоненты установлены во всех других активных агентах станции.
Роль каждого компонента зависит от типа агента.
Например :
t В драйверах первичной или вторичной шины компонент выполняет загрузку и инициализацию агента, защиту, наблюдение и обеспечивает помощь в отладке.
t В драйвере первичной шины компонент также загружает и инициализирует SM-программы и функциональные программные машины, устанавливает состояние станции, обновляет файлы состояний, выполняет локальную защиту, управляет наблюдениями и обеспечивает помощь в отладке.
Подводя итог, можно сказать, что операционная система станции организована по двухуровневому принципу :
t гипервизор, связанный с данной станцией,
t супервизор, связанный с компонентом программной машины.
Взаимодействие программных машин основано на следующих принципах :
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
