гольдштейн

2.3. Цифровое коммутационное поле DSN

Основой цифрового коммутационного поля (DSN) служит цифровой коммутационный элемент DSE. Последний представляет собой врубную печатную плату, на которой расположены 16 коммутационных портов в виде БИС, связанных между собой общей шиной с временным уплотнением, имеющей 39 параллельных проводников с временным уплотнением (рис. 2.15). Эта шина содержит поля: данных, входа, обратного канала, управления и синхронизации. Каждый вход использует шину 32 раза за один цикл.

Функция коммутации, выполняемая DSE, позволяет организовывать соединение между любым каналом (время) любой входящей ИКМ-линии (пространство) и любым каналом

(время) любой исходящей ИКМ-линии (пространство), т.е. DSE является комбинированным коммутатором типа время-пространство-время. DSE может быть соединен как двусторонний коммутатор или как односторонний.

DSE включает:

-приемники и передатчики линий;

-собственно коммутационный элемент (SWEL);

-схему генератора управляющего напряжением;

-схему установки в исходное состояние (схема сброса).

Коммутационный порт разделен на две части:

- приемную часть (имеет буфер для синхронизации с входящим ИКМ-трактом,

ЗУ каналов), обеспечивающая взаимодействие с 39-проводной шиной для установления, удержания и освобождения путей;

- передающую часть, выполняющую временную коммутацию путем записи управляющего слова во входящую память, относящуюся к отдельному выходному КИ. Обеспечивает поиск первого свободного канала, выдает информацию в ИКМ-

тракт и поддерживает функционирование шины.

22

Рис. 2.15. Структурная схема цифрового коммутационного элемента DSE: CLTD —

система распределения тактовых и тональных сигналов.

Как показано на рис. 2.16, DSN имеет четырехступенчатую складную структуру.

23

Рис. 2.16. Структура DSN: ТСЕ — элементы управления

Нулевая ступень состоит из пар коммутаторов доступа (AS). Каждый ТСЕ подключается к AS через две ИКМ-линии через пару AS (по одной линии к каждому коммутатору пары). Такое соединение обеспечивает выбор двух маршрутов в DSN. К каждой паре AS может быть подключено до 12 СЕ; максимально ступень доступа содержит 1024

коммутатора, разбитых на 512 пар.

Коммутаторы AS выполняют следующие функции:

-подключение ТМ и системных модулей к DSN;

-распределение трафика к различным плоскостям DSN. Порты коммутаторов доступа используются следующим образом:

-порты 0-7 — для подключения ТМ к DSN;

-порты 12 и 13 — для подключения системных модулей к DSN;

-порты 14 и 15 — для подключения АСЕ;

-порты 8-11 — выходные порты для подсоединения AS к плоскостям групповых коммутаторов.

DSN может иметь до трех одинаковых ступеней групповых коммутаторов GS по

четыре плоскости в каждой (см. рис. 6.17). В каждой плоскости группового блока на один

DSE приходится четыре пары AS. При такой конфигурации DSN может обработать трафик

24

более чем 120 тыс. абонентских или 85 тыс. служебных линий. При меньшем количестве линий требуется меньше ступеней искания и меньше слоев в DSN. При двух плоскостях ступеней GS один коммутатор доступа AS может обслужить нагрузку до 69 Эрл, при трех — до 110, при четырех — до 159 Эрл.

Согласно требованиям, предъявляемым к станции, DSN может расширяться в широких пределах. Наращивание поля при увеличении числа терминалов или трафика происходит за счет дополнительных DSE. Существующие элементы не затрагиваются.

Гибкость DSN и его высокие показатели обеспечивают связь между большим числом элементов управления и расширение станции без ухудшения качества обслуживания. Обоб-

щенные характеристики DSN следующие:

-пошаговое проключение пути с автоматическим исканием свободных каналов

иавтоматическими повторными попытками, обеспечивающими виртуальную неблокируемость. Каждый порт реагирует на команды проключения пути,

посылаемые через поле. Программной карты состояния поля не существует;

-внутренняя надежность обеспечивается, благодаря доступности большого числа альтернативных путей, так что отказ одного DSE не влияет на возможности соединения и незначительно снижает показатели системы;

-поле коммутирует цифровые линии 4096 кбит/с, каждая по 32 временных канала со скоростью 128 кбит/с, которые передают, помимо речи, межмодульные сигнальные сообщения, а также широкий диапазон данных.

Выносной блок RTSU

Блок RTSU состоит из комплекта модулей для подключения абонентов, которые при-

соединяются к цифровому коммутационному полю через два коммутатора доступа (рис. 2.17).

Каждый коммутатор доступа подключен к каждой плоскости групповых коммутаторов по одной линии 4 Мбит/с. Терминальный абонентский блок (TSU)

превращается в RTSU, когда это подключение расширено мультиплексорами и оборудованием передачи.

Основная станция воспринимает удаленные подключения как часть станции. ПО ос-

новной станции, обеспечивающее управление вызовом, управление и обслуживание, ис-

пользуется в обычном режиме оборудованием RTSU. С системной точки зрения нет огра-

ничения на размер оборудования, используемого в удаленном подключении.

Роль системы передачи может выполнять электро-оптический преобразователь (ЕОС) S12 с волоконно-оптическим соединением между двумя сторонами, а также и любая система передачи широкого применения.

25

Рис. 2.17 – Включение RTSU в станцию

Выносной блок IRSU

Абонентский блок IRSU представляет собой концентратор телефонной нагрузки.

Предназначен для замены большого числа линий подключения удаленных абонентов к станции четырехпроводными высокоскоростными линиями. IRSU — составная часть Alcatel 1000 S12. Это означает, что абонентам, подключенным к IRSU, предоставляются те же возможности, что и абонентам, подключенным непосредственно к станции. Кроме того, они пользуются тем же набором дополнительных услуг. Соотношение аналоговых и ISDN-линий в IRSU может меняться согласно потребностям.

IRSU представляет собой смешанный концентратор для аналоговых и ISDN або-

нентских линий, обеспечивающий экономический доступ к станции. Это достигается концентрацией абонентской нагрузки в 1-4 стандартных ИКМ-трактов 2,048 Мбит/с,

подключенных к основной станции. При потере связи с ней IRSU переходит в автономный режим, в котором обеспечиваются простые разговорные соединения между абонентами.

Со стороны основной станции до 4 ИКМ-трактов подключаются к двум модулям интерфейса IRSU (IRIM), работающим в режиме cross-over. К одному комплекту ИКМ-

трактов можно подключить до 8 IRSU с использованием конфигурации линейного многократного (multidrop) доступа. Многократная конфигурация является мощным и экономически эффективным средством (рис. 2.18). Однако при использовании многократной

26

конфигурации максимальное число абонентов, которое может быть обслужено парой IRIM,

— 1024. Модификации блоков IRSU представлены в табл. 2.1.

Рис. 2.18 – Конфигурация многократного и однократного доступов Таблица 2.1 Модификации блоков IRSU

2.3. Программное обеспечение

Архитектура ПО Alcatel 1000S12 имеет иерархическую структуру из пяти основных составляющих ПО (рис. 2.19).

27

Они состоят из четырех отдельных прикладных программ плюс операционная система и сфера базы данных. ПО обладает следующими функциями:

- ПО поддержки телефонии — обеспечивает функции низкого уровня сигнализации и обработчиков устройств для стыка с телефонным оборудованием.

Дополнительно оно распределяет телефонные ресурсы (например,

приемопередатчики, исходящие тракты) по вызовам и генерируют данные таксации;

-ПО обработки вызовов — реализует общую координацию последовательности соединения, принимая решения высокого уровня и вызывая разные другие сферы вовлекаемого ПО;

-административное ПО — обрабатывает запросы от персонала станции для изменения полупостоянных данных (ППД) в базе данных. Оно модифицирует данные,

которые используют другие прикладные программы в своих решениях и, таким образом, позволяют оператору изменять характеристики и поведение станции, как определено в ППД. Дополнительно, оно координирует наращивание ПО и оборудования, обеспечивает контроль данных и статистику работы, что позволяет оператору сети динамически контролировать окружение станции в телефонной сети;

-ПО техобслуживания — организует местное и централизованное техобслуживание и функции восстановления. Если ошибки не могут быть удовлетворительно скорректированы на местном уровне, они сообщаются на уровень централизованного техобслуживания, которое коррелирует и координирует анализ ошибок, выполняет периодические и диагностические тесты для локализации отказов

изапускает процессы автоматического восстановления после отказа на уровне всей системы;

-ПО операционной системы и базы данных — обеспечивает базовые механизмы управления распределенной обработкой и данными. Тесно связано с ПО техобслуживания для загрузки и восстановления микропроцессоров и включает ПО общего ввода/вывода (GIO) и связи человек-машина (ММС).

28

Рис. 2.19. Функциональные уровни и виртуальные машины

Alcatel 1000 S12 имеет полностью распределенную архитектуру с реально распределенной обработкой. Это достигается использованием цифрового коммутационного поля (DSN) в центре системы, окруженного независимыми модулями с микропроцессорным управлением (рис. 6.21). Соединения через DSN служит как для информации пользователей,

так и для служебного обмена между модулями.

Микропроцессоры модулей загружены программами, которые известны как машины конечных сообщений (FMM) и машины поддержки системы (SSM). Они обеспечивают каж-

дый модуль средствами для функционирования в соответствии с его назначением, которые включают обработчики сообщений обмена с другими модулями через DSN и средства дос-

29

тупа к операционной системе и системе управления базой данных. К достоинствам такой архитектуры ПО относятся следующие.

1. Модули и элементы DSN могут добавляться для расширения станции пропорцио-

нально увеличению ее емкости. Дополнительная мощность обработки автоматически вклю-

чается в дополнительные модули.

2. Полный отказ системы практически невозможен. При отсутствии центрального компьютера отказы могут возникать только в ограниченной части системы, а функции,

выполнявшиеся отказавшим оборудованием, могут легко передаваться другим процессорам

вгруппах с разделением нагрузки, запасным или резервным модулям.

3.Начальная и наращиваемая производительность по трафику и обработке вызовов обеспечивается единым типом элемента DSN и небольшим числом разных типов модулей.

4.Задачи выполняются параллельно в различных модулях системы, что позволяет избежать узких мест последовательной обработки, характерных для больших центральных компьютеров.

5.Поскольку DSN осуществляет также связь между элементами управления, нет необ-

ходимости в дополнительном оборудовании для связи между различными частями системы,

что снижает объем оборудования.

Дополнительно к распределенному принципу введены некоторые усовершенствования в части доступа к данным и обслуживания:

- модульная структура программ, использующая язык высокого уровня МСЭ-Т CHILL;

-стандартные программные интерфейсы между FMM образуют логические барьеры, которые фактически перекрывают возможность распространения ошибок по станции;

-применение виртуальных машин, распределенных по иерархическим уровням;

-модульная структура данных, использующая распределенную реляционную базу данных, что делает независимыми программы и данные;

-программная классификация оборудования на блоки надежности (SBL), где каждый SBL объединяет одну группу функционально связанного оборудования.

Программа техобслуживания выводит SBL из работы при обнаружении ошибки в работе группе.

Программное обеспечение S12 включает прикладные программы, операционную систему и данные в виде базы данных. Все ПО, включая станционную базу данных,

оптимально распределено по элементам управления модулей системы (рис. 2.20).

30

Рис. 2.20 – Распределение ПО в типовой станции S12

ПО телефонной поддержки делится на четыре части:

1. Обработчики телефонных устройств, составляющие интерфейс между телефонным оборудованием S12 (например, абонентские, соединительные линии,

передатчики, приемники) и ПО управления вызовом. Они формируют наинизший уровень виртуальной машины, связанной с телефонной сигнализацией.

2. ПО сигнализации (рис. 2.21) выполняет функцию трансляции при обмене сигнальной информацией между обработчиками телефонных устройств и ПО обработки вызовов. В одном направлении оно присваивает телефонный смысл событиям сигнализации,

полученным в форме логических сигналов от обработчиков устройств, в другом — преобразует телефонные события в команды привода для обработчиков устройств.

31