ПО ПЛАТ АБОНЕНТСКИХ КОМПЛЕКТОВ

3.3.1 ПО ПЛАТ АБОНЕНТСКИХ КОМПЛЕКТОВ

Это ПО содержит следующие программы :

Программа инициализации:

Предварительные тесты.

HDLC-протокол связи с UCN.

Процедура загрузки.

Прикладные программы :

Обработка в реальном времени функции абонентской линии.

Прикладные программы различаются в соответствии с типами линий, подсоединенных к платам абонентских линий. Каждая плата распознает тип и версию своей собственной аппаратуры путем считывания некоторого кода, "зашитого" на данной плате. Затем она может информировать UCN о конфигурации своих аппаратных средств, гарантируя загрузку надлежащего прикладного ПО.

3.3.2 ПО цифрового управляющего устройства

ПО UCN включает все программы линейных драйверов (HDLC, ITU-Т №7 и т.д.) и собственное ПО UCN (см. рис.11).

ПО UCN включает программы инициализации, системное ПО и прикладные программы.

ПО инициализации выполняет все функции, требующиеся для "холодного старта" UCX, включая :

Предварительные тесты микропроцессора, памяти и линейного драйвера.

Протокол уровня 2 ITU-T №7.

Процедуру загрузки прикладного ПО.

Системное ПО :

Обеспечивает два машинных уровня для прикладного ПО: уровень ядра, связанный с аппаратными средствами, и уровень обработки в реальном масштабе времени.

Рис.11. ПО UCN.

Управление обработкой в реальном масштабе времени осуществляется монитором, который выделяет процессорное время на основе приоритетов.

Системное ПО размещается в ЗУПВ.

Прикладное ПО :

Разделено на независимые функциональные модули, называемые программными блоками (OL).

Коммутационный OL выполняет обработку вызовов, наблюдение за трафиком и нагрузкой и установление локальных вызовов.

Операционное OL выполняет управление оборудованием и данными и играет определенную роль в тестировании линий и отслеживании / устранении неисправностей.

OL техобслуживания управляет стандартными тестами или тестами, выполняемыми по запросу.

Транспортное OL управляет каналами обмена HDLC и ITU-T №7, а также линией связи с резервным UCX.

OL защиты включает все ПО защиты в оперативном и автономном режимах.

Все прикладное ПО загружается в ЗУПВ функциями OA&M АТС.

3.4 ПРИМЕНЕНИЯ CSN

3.4.1 ПОДСИСТЕМА АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА

Блок абонентского доступа (CSN) - чрезвычайно многостороннее устройство. Оно может быть использовано в густонаселенных городских средах, а также для удаленного соединения в периферийных областях.

В городских средах абоненты, как правило, расположены вблизи АТС, а сильная загруженность линий является нормой. CSN устанавливаются в машинном зале АТС Alcatel 1000 E10, а большинство цифровых концентраторов являются местными (CNL). Каждый такой концентратор поддерживает до 5120 аналоговых линий или 2560 цифровых линий (где необходимо - доступ с первичной скоростью 30B+D).

В пригородных районах или городах средней величины плотность населения меньше и в конфигурации АТС сочетаются как местные, так и выносные CSN. Используются как местные, так и выносные цифровые концентраторы. В таких случаях CSN обслуживает 5120 линий со средним трафиком.

В периферийных районах абоненты рассредоточены по деревням и вокруг них. Единственный местный или выносной CSN обслуживает до 20 пунктов с выносными цифровыми концентраторами (CNE).

Все связи оборудования подсистемы абонентского доступа (связи между CNE и UCN, или CSN и OCB283) осуществляются посредством 2 Мбит/с цифровых линий связи.

Эти линии связи могут использовать любую передающую среду: медный кабель, оптические волокна или радиоканалы с использованием PDH (например, 2 Мбит/с, 34 Мбит/с) или SDH (например, 155 Мбит/с).

Оборудование подсистемы абонентского доступа может быть установлено в типовых зданиях, в контейнерах или в размещенных около дорог шкафах.

3.4.2 ВВЕДЕНИЕ ISDN

CSN поддерживает изменяющиеся сочетания типов линий: разнообразные аналоговые линии, а также 2B+D или 30B+D ISDN линии.

Области, уже оборудованные CSN, поддерживающими аналоговые линии, могут легко и без существенных затрат перейти к использованию цифровых устройств. Это сводится просто к добавлению абонентского комплекта ISDN в ближайший цифровой концентратор (или замене плат аналоговых линий на платы цифровых линий) с последующим заданием или модификацией характеристик линий командами оператора.

В областях, еще не оборудованных блоками доступа CSN, переход к использованию цифровых способов связан с установкой CSNов и цифровых концентраторов в существующей АТС Alcatel 1000 E10. Это означает, что оборудование ISDN будет доступно любому пользователю, подсоединенному к АТС Alcatel 1000 E10.

4. ПОДСИСТЕМА КОММУТАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Подсистема коммутации и управления системы Alcatel 1000 E10 выоплняет следующие функции:

Главное устройство управления.

Коммутационная матрица.

Синхронизация.

ИКМ-мультиплексный доступ.

Сервисные блоки.

Управление конфигурацией.

4.1 АРХИТЕКТУРА

Архитектура подсистемы коммутации и управления ОСВ283 (см. рис.12) основывается на распределенном управлении с n+p избыточными мультипроцессорными станциями (МП-станциями) (SM), контролируемыми MП-станцией техобслуживания.

Программное обеспечение системы Alcatel 1000 E10 состоит из модулей (программных машин), поддерживаемых MП-станциями. Станция может иметь более одной программной машины. Связь между программными машинами в различных станциях осуществляется через локальную межпроцессорную сеть связи (LAN или ЛС).

Распределенное управление является фундаментальной характеристикой данной системы, позволяющей получить преимущества, о которых свидетельствует количество эксплуатируемых в настоящее время АТС Alcatel 1000 E10 :

Количество станций, обрабатывающих вызовы и управляющих сигнализацией №7 ITU-T, например, может быть подобрано таким образом, чтобы оно в точности удовлетворяло требованиям подключенного телефонного оборудования (абонентские линии, каналы) и обрабатываемого трафика.

Отличное качество обслуживания гарантируется :

избыточностью n+1 для всех управляющих станций, в результате чего станции, выполняющие одну и ту же функцию, работают на основе разделения нагрузки.

В случае реализации избыточности 1+1, станциии спроектированы таким образом, что они могут самостоятельно справляться с нагрузкой, если другое устройство становится недоступным.

Дублированием линий связи между управляющими MП-станциями и использованием мощных протоколов связи.

Ограничением распространения неисправностей физическим отключением управляющих МП-станций от их стандартных интерфейсов, что гарантирует надежность системы Alcatel 1000 E10.

Использованием отдельного оборудования и путей передачи информации для обработки линий сигнализации в одном и том же направлении ITU-T №7 (например, две линии с сигнализацией N7 на некотором цифровом комплекте абонентского доступа).

Установкой резервных станций для немедленного "подхватывания" всех функций в случае неисправности в эксплуатируемой станции (например, станция, выполняющая функции уровня 2 для ряда линий сигнализации №7).

Рис.12. Общая архитектура ОСВ283.

Доступ к новым функциональным возможностям.

Новые функции могут быть включены в существующие АТС; при этом основой служит система управления функциональными версиями.

Производительность управляющей станции может быть увеличена за счет использования новых технологий (микропроцессоров, дискретных компонентов, чипов памяти и т.п.).

Управление программным обеспечением.

Благодаря концепции распределения управления по ряду станций и стандартизации интерфейсов между этими станциями оказалось возможным отдельно разрабатывать сравнительно несложные программные пакеты.

Станции ОСВ283 спроектированы на основе мультипроцессора Alcatel 8300. Варианты этой базовой мультипроцессорной станции используются для конфигурирования :

Управляющей МП-станции (SMC) со следующими функциями :

распределение сообщений,

обработка вызовов,

трансляция,

тарификация.

MП-станции устройства обработки сигнализации (SMA), способной работать как с многочастотной сигнализацией, так и с сигнализацией №7. Она поддерживает любое сочетание линий связи, работающих с этими двумя типами сигнализации, и легко адаптируется к использованию в сети сигнализации №7.

MП-станции обработки ИКМ-окончаний (SMT), поддерживающей ИКМ-интерфейс и, там где это требуется, выполняющей предварительную обработку сигнализации по выделенному сигнальному каналу, а также обеспечивающей интерфейс центральной коммутационной матрицы.

MП-станции местного техобслуживания (SMM), обрабатывающей внутренние и внешние аварийные сигналы.

Все управляющие MП-станции идентичны. Другие станции используют дополнительное оборудование для выполнения той или иной специальной функции.

Все MП-станции взаимодействуют через локальную сеть (LAN).

Соединение и коммутация

Все цифровые АТС соединены с местными абонентскими линиями и ИКМ-трактами, обеспечивающими линии связи.

Локальные блоки подсистемы абонентского доступа (CSNL) соединены непосредственно с коммутационной матрицей.

ИКМ-тракты используются для соединения с :

Телефонной сетью общего пользования,

Сетью сигнализации №7,

Сетью коммутации пакетов Х.25,

Интеллектуальной сетью,

Сетью услуг за дополнительную плату,

Сетью управления телекоммуникациями.

Все ИКМ-тракты (каким бы ни было их использование) подсоединяются к MП-станции ИКМ-окончания (SMT), которая, при необходимости, выполняет предварительную обработку сигнализации по выделенному каналу и обеспечивает интерфейс с центральной коммутационной матрицей.

В случае линий связи 64 кбит/с, полупостоянные соединения устанавливаются в SMT и центральной коммутационной матрице, расширяя уровень 1 системы сигнализации №7 ITU-T до MП-станции обработки сигнализации (SMA), которая, в частности, обрабатывает уровень 2.

SMA содержит сервисные блоки (тональные генераторы и генераторы многочастотных сигналов, частотные приемники, каналы конференц-связи и т.п.) и интерфейс с центральной коммутационной матрицей.

Дополнительный сервисный блок сортирует внутренние и внешние аварийные сигналы АТС, которые обрабатываются MП-станцией местного техобслуживания (SMM).

Синхросигналы, требующиеся для функционирования системы Alcatel 1000 E10, вырабатываются MП-станцией синхронизации и базы времени (STS), которая либо работает независимо, либо управляется внешним тактовым генератором, который трижды дублируется в STS.

Эксплуатация и техобслуживание (OA&M)

MП-станция местного техобслуживания (SMM) полностью дублирована и выполняет OA&M для нормального функционирования АТС и загрузки ПО. Она управляет всеми техническими и программными средствами, процедурами инициализации, реконфигурации системы (при необходимости) и обеспечивает резервные копии для программ и данных.

Она также выполняет функции локального мониторинга и отображения аварийной сигнализации и используется для местного администрирования, основанного на стандартных или интеллектуальных терминалах.

Она использует TMN-интерфейс Q.3, удовлетворяющий Рекомендациям ITU-Т для централизованного OA&M.

4.2 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Основными функциями управления являются : обработка вызовов, трансляция, тарификация, обработка общей канальной сигнализации и распределение сообщений.

ОСВ283 управляет также коммутацией, подключением ИКМ-систем и реализует управление сервисными блоками.

4.2.1 ФУНКЦИИ ОБРАБОТКИ ВЫЗОВОВ

К функции обработки вызовов применяется избыточность n+1, причем n определяется в соответствии с условиями нагрузки и указанным качеством обслуживания.

Вызовы устанавливаются и сбрасываются путем выделения областей памяти (или "контекстов вызова").

Обработка вызовов включает :

распознавание состояний абонентских линий (трубка положена, трубка снята) и сигналов вызова или занятий каналов, обнаруживаемых блоками доступа,

прием, запоминание и анализ адресных цифр, принимаемых по линии или каналу,

ретрансляцию адресных цифр по каналам с использованием процедур, специфических для конкретного кода сигнализации,

выдачу команд центральной коммутационной матрице (МСХ) на установление или сброс соединений следующих типов : абонент-абонент, вызывающий абонент-частотный приемник, тональный генератор-абонент, абонент-конференц-канал, абонент-канал, канал-абонент, канал-канал,

мониторинг распределения временных интервалов, контроль линий, освобождение линий и каналов и т.п. в блоках доступа,

управление сигнализацией и передачей тональных сигналов,

взаимодействие с функцией трансляции для определения характеристик линии или канала с целью их модификации тем или иным способом (например, ввод сокращенного номера),

взаимодействие с функцией тарификации с целью запоминания информации об оплате.

4.2.2 ФУНКЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ

Данные трансляции образуют базовую справочную память АТС.

Эти данные хранятся в двух отдельных управляющих MП-станциях (SMC) и, кроме того, архивируются в резервной памяти, связанной с MП-станцией местного техобслуживания (SMM).

Функция трансляции поставляет информацию, требующуюся функции обработки вызовов и другим функциям, и, в частности :

Производит выборку характеристик вызывающей линии или канала для обработки нового вызова или состояния "трубка положена".

Предварительно анализирует и анализирует номер вызываемого абонента, транслирует информацию о маршрутизации, транслирует информацию о маршрутизации при переполнении и т.п.

Управляет дополнительными службами: сокращенным набором, передачей вызова, переносом вызова, горячей линией, автоматическим аварийным вызовом и т.п.

Выдает характеристики оборудования для наблюдения трафика и нагрузки.

Выполняет операции администрирования и тестирования: запись файла, чтение и стирание, копирование данных в процессор-дубликат, отслеживание неисправностей и т.д.

4.2.3 ФУНКЦИИ ТАРИФИКАЦИИ

Операторы телефонной сети проявляют неизменную заботу о том, чтобы функция тарификации отвечала их требованиям.

Вот почему функция тарификации в Alcatel 1000 E10 обеспечивает гибкость, безопасность и точность.

Она обладает встроенной гибкостью в отношении :

правил тарификации,

типов оплачиваемых вызовов,

адаптации ко всем способам организации тарификации посредством использования модульного ПО и организации параметров оплаты в виде файлов, доступных оператору.

Безопасность и точность гарантируются :

процессорными станциями тарификации с дублированными аппаратными средствами, работающими в режиме разделения нагрузки,

дублированной памятью абонентских счетов (обновляемой в обеих станциях в конце каждого вызова) и защитой данных в памяти посредством кода с коррекцией ошибок,

выполнением периодического дампа абонентских счетчиков, инициируемого функцией OA&M, либо на регулярной основе (календарный файл), либо по запросу оператора,

внутренним тактированием, синхронизируемым системным генератором синхросигналов.

Функция тарификации:

Отыскивает и выделяет ресурсы для вызова в начале разговорной фазы и освобождает эти ресурсы в конце вызова.

Распознает счетные импульсы, принимаемые по каналам, и, при необходимости, ретранслирует принятые или вычисленные счетные импульсы в обратном направлении.

Управляет передачей предупреждающих тонов таксофона и счетных импульсов для СРЕ-счетчиков.

Рассчитывает оплату за вызовы и вырабатывает информацию для составления подробных счетов оплаты (LAMA, CAMA и т.д.) и/или данные наблюдения.

4.2.4 ФУНКЦИИ СИГНАЛИЗАЦИИ №7 ITU-T

Система Alcatel 1000 E10 может обеспечивать функции Пункта Сигнализации (SP) и Транзитного Пункта Сигнализации (STP).

SP-функция используется в :

локальной сети для связи с CSNами,

междугородной сети для связи с другими АТС и точками управления услугами в интеллектуальных сетях,

международной сети для связи с международными АТС.

К имеющимся пользовательским подсистемам относятся TUP, ISUP и CSN UP.

Услугами, предлагаемыми для TUP и ISUP, являются услуги, определенные ITU-Т, вместе с национальными услугами, такими как удержание вызова, отслеживание злонамеренных вызовов, тарификация и операторские функции.

4.2.5 ФУНКЦИИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

Alcatel 1000 E10 выполняет следующие основные функции подключения:

Установление двусторонних соединений между каналами 64 кбит/с на входящих или исходящих ИКМ-трактах.

Подключение выходов тонального и сигнального генераторов и устройств механического голоса к исходящим каналам 64 кбит/с.

Подключение входящих каналов 64 кбит/с к частотным приемникам.

Установление полупостоянных соединений 64 кбит/с для речи и данных (например, линии сигнализации №7 ITU-Т).

Качество коммутации гарантируется:

Постоянной проверкой передачи для каждого соединения, с тем чтобы обеспечить соответствие качества передачи Рекомендациям ITU-Т серии Q.

Постоянной проверкой установленных соединений.

Средствами отслеживания неисправностей.

Времена распространения сигналов соответствуют Рекомендациям ITU-Т.

4.2.6 ПОДКЛЮЧНИЕ ТРАКТОВ 2 МБИТ/С

Функция подключения ИКМ-трактов управляет интерфейсами 2 Мбит/с между ОСВ283 и :

Выносными устройствами абонентского доступа,

Цифровыми и аналоговыми АТС,

Сетью сигнализации №7 ITU-Т.

Существуют две совокупности функций подключения ИКМ-трактов :

Коммутационные функции

Передача по ИКМ-трактам : генерация кадров и передача в коде HDB3 по исходящим ИКМ-каналам.

Прием по ИКМ-трактам : преобразование из HDB3 в двоичный код, ресинхронизация по тактовым сигналам АТС и передача речевого канала на центральную коммутационную матрицу (МСХ).

Функции реального времени, обрабатывающие сигнализацию по выделенному каналу :

Обнаружение, подтверждение и упорядочение сигналов, принятых в канальном интервале 16, и передача на функцию управления.

Генерация и передача сигналов в канальном интервале 16, основываясь на командах, принятых от функции управления.

Управление полупостоянными линиями связи, в частности, линиями сигнализации №7 ITU-Т.

Функции защиты и безопасности

Инициализация переходов состояний, запрашиваемых функцией OA&M.

Передача ИКМ-аварийных сигналов.

Самотестирование для обнаружения внутренних неисправностей.

Обработка кода с исправлением ошибок CRC4.

4.2.7 ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ БЛОКОМ ОБРАБОТКИ СИГНАЛИЗАЦИИ

ОСВ283 выполняет также ряд функций управления блоком обработки сигнализации (ЕТА), включая:

Генерацию частот и тестовых тональных сигналов для соединительных линий.

Эти сигналы состоят из 1, 2, 3 или 4 частот и могут быть непрерывными или прерывистыми.

Генерацию многочастотных сигналов, используемых для сигнализации по каналам MF (многочастотным) или R2 и т.п.

Прием и измерение уровня частот, используемых для тестирования каналов.

Прием МF-сигналов по каналам, обслуживаемым MF-сигнализацией.

Прием частотных комбинаций от телефонов с тастатурным набором (сигнализация Q.23).

Функции конференц-связи (с одновременным подключением трех TD-каналов).

4.2.8 ФУНКЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХОБСЛУЖВАНИЯ

В отличие от функций управления, подключения и коммутации, функции OA&M не связаны непосредственно с обработкой вызовов и, следовательно, не являются предметом тех же ограничений реального масштаба времени.

Административные функции

К этим функциям относятся:

Управление памятью трансляции : создание, модификация и удаление данных, относящихся к аналоговым и цифровым линиям, группам каналов, анализам, маршрутизациям и дополнительным услугам.

Функции, относящиеся к тарификации:

Выполнение периодического дампа счетчиков оплаты на диск и перенос на магнитную ленту для составления счетов.

Вывод содержимого счетчиков оплаты.

Отображение и модификация файла времени и календаря.

Управление постоянными соединениями, используемыми для передачи данных, линиями сигнализации №7 ITU-Т и специальными управляющими линиями.

Временный или постоянный мониторинг абонентских линий.

Управление паролями доступa к интеллектуальным терминалам.

Управление приоритетами, с тем чтобы некоторые абонентские группы получали статус особо важных в случае стихийных бедствий, таких как землетрясения.

Управление состоянием оборудования (эксплуатируется, не эксплуатируется) и т.д.

Функции мониторинга

Временное или непрерывное наблюдение трафика и нагрузки : считывание состояния счетчиков нагрузки в различных станциях, подсчет телефонных событий, мониторинг ординарных и групповых линий и т.д.

Состояние постоянных линий : мониторинг и подсчет количества постоянных условий линий и вывод результатов тестирования.

Функции техобслуживания

Нейтрализующее техобслуживание :

обработка аварийных сигналов и неисправностей,

отслеживание неисправностей : программа LOCAVAR, которая идентифицирует дефектные элементы, подключаемые посредством разъемов, путем внутреннего тестирования и моделирования.

Профилактическое техобслуживание :

автоматические тесты аналоговых линий и комплектов,

автоматические тесты цифровых линий,

автоматические тесты соединительных линий, выполняемые регулярно или по запросу,

техобслуживание памяти станции управления : поиск ошибок, проверки согласованности данных, перезагрузка, архивирование и т.д.,

другие функции, такие как обработка непосредственных вызовов, тестирование тонального генератора и частотного приемника и т.п.

4.3 ОПИСАНИЕ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

Описанные выше архитектура системы и функциональных узлов нашли выражение в следующей организации аппаратных средств:

Распределенная архитектура : функции распределены по аппаратным станциям, соединенным посредством LAN.

Расширяемая архитектура, позволяющая наращивать программные или аппаратные средства с целью удовлетворения потребностей, связанных с ростом трафика и новыми запросами пользователей.

Программное обеспечение, не зависящее от текущей и будущей структуры аппаратных средств, т.е. возможность наращивания функций системы с течением времени.

Станции ОСВ283 имеют структуру стандартной мультипроцессорной станции.

Различные МП-станции выполняют различные функции (см. рис.13) :

МП-станции управления (SMC) выполняют управляющие функции (тарификация, трансляция, распределение сообщений).

МП-станции обработки ИКМ-окончаний (SMT) выполняют функции доступа к ИКМ-трактам.

МП-станции блока обработки сигнализации (SMA) выполняют функции управления блоком обработки сигнализации.

МП-станции техобслуживания (SMM) выполняют функции OA&M.

Коммутационная МП-станция (SMX) управляет центральной коммутационной матрицей.

МП-станция синхронизации и базы времени (STS) управляет хронированием системы.

Станции управления взаимодействуют между собой посредством межстанционной локальной сетевой шины (MIS), представляющей собой надежное средство быстрой передачи сообщений.

Станции SMT и SMA взаимодействуют друг с другом и с управляющими станциями через локальную сетевой шину станционного доступа (MAS), обеспечивающую надежное средство быстрой передачи сообщений.

Рис.13. Организация технических средств ОСВ283.

4.3.1. МП-СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ (smc)

Базовая МП-станция Alcatel 1000 E10 спроектирована на мультипроцессорной основе. Сама эта станция представляет собой микропроцессор Alcatel 8300, используемый Alcatel во всех приложениях, включая интеллектуальные сети и сети мобильной радиосвязи.

Каждая мультимикропроцессорная станция ОСВ283 содержит следующие элементы :

Главную шину BSM, поддерживающую процессоры, память, драйверы линий и т.п.

Первичный процессор (PUP), вторичные процессоры (PUS) и связанные с ними запоминающие устройства.

Драйверы соединительных линий, соединяющие одну МП-станцию с другой через локальную шину (межпроцессорная шина MIS и шина станционного доступа MAS), а также выделенные драйверы линий.

МП-станция, таким образом, содержит совокупность базового оборудования, к которому может быть подключено дополнительное оборудование (см. рис.14).

Ядро системы включает BSM-шину, первичный процессор и драйвер шины первичного мультиплексирования. В соответствии с требуемыми функциями добавляется дополнительное оборудование: вторичные процессоры (PUS), драйверы шин вторичного мультиплексирования, выделенные драйверы линий и т.п.

4.3.1.1 BSM-ШИНА

Это - главная шина МП-станции, поддерживающая процессоры, платы памяти и драйверы линий. BSM-шина каждой МП-станции поддерживает до 32 плат соединительных линий.

4.3.1.2 ПРОЦЕССОР

Каждый процессор содержит следующие ресурсы :

Собственную память.

Локальную шину, сопрягающую первичные процессоры с их окружением (например, локальной памятью, для того чтобы разгрузить BSM-шину от функций локального доступа).

Платы памяти, доступ к каждой из которых осуществляется посредством локальной шины или BSM-шины. К каждому процессору может быть подключено несколько плат памяти.

МП-станция может иметь более одного процессора:

Первичный процессор (PUP).

До четырех вторичных процессоров (PUS).

4.3.1.3 ДРАЙВЕРЫ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ ЛИНИЙ

Каждый линейный драйвер имеет доступ к межпроцессорной сетевой шине (MIS) или сетевой шине станционного доступа (MAS).

Каждая МП-станция содержит :

по крайней мере, один драйвер первичной шины,

до четырех драйверов вторичной шины (это количество соответствует всем конфигурациям).

4.3.1.4 ДРАЙВЕРЫ ВЫДЕЛЕННЫХ ЛИНИЙ

С целью удовлетворения функциональных потребностей каждая станция может иметь один или несколько драйверов выделенных линий.

Эти драйверы линий включают :

Драйвер линии, соединяющий МП-станцию с центральной коммутационной матрицей (МСХ).

Этот драйвер линии принимает временные интервалы и выполняет ту или иную специализированную функцию, например, управление блоками обработки сигнализации (генерация тона, передача/прием частотных сигналов и т.д.) или обрабатывает уровня 2 сигнализации №7 ITU-Т.

Драйвер линии, связывающий МП-станцию с двумя SCSI-шинами, поддерживающими контроллеры периферийных устройств (диск, лента, стример и т.п.).

Рис.14. Архитектура МП-станции.

4.3.2 ФУНКЦИИ МП-СТАНЦИИ

МП-станции выполняют функции управления, причем каждая из них реализуется программным модулем или программной машиной. Каждая программная машина содержит набор программ, называемых "блоком обмена" (ЕСН). Программные машины обработки вызовов и тарификации содержат второй набор программ, представляющий собой программы обработки вызовов (ТАР) и программы тарификации (ТАХ).

Программы блока обмена всегда загружены в первичный процессор МП-станции (PUP).

4.3.2.1 ФУНКЦИЯ ОБРАБОТКИ ВЫЗОВОВ

В дополнение к ПО блока обмена, встроенному в главный процессор (PUP), программная машина обработки вызовов содержит программы обработки вызовов (ТАР).

МП-станция управления (SMC) может иметь до четырех вторичных процессоров (PUS), причем каждый из них загружен ТАР-программами посредством некоторой программы упорядочения, управляющей контекстами вызовов.

Конфигурация вторичного процессора, реализующая эту функцию, зависит от потребностей трафика и конкретных требований к качеству обслуживания.

4.3.2.2 ФУНКЦИЯ ТАРИФИКАЦИИ

МП-станция управления (SMC) может иметь четыре вторичных процессора (PUS), загруженных программами тарификации, причем каждый из них использует некоторую программу упорядочения для управления контекстами тарификации.

Конфигурация вторичного процессора зависит от потребностей трафика и конкретных требований к качеству обслуживания.

4.3.2.3 ФУНКЦИЯ OA&M

Функция OA&M поддерживается МП-станцией техобслуживания (SMM), которая является полностью дублированной для обеспечения работы в активном / резервном режиме.

Она выполняет функции инициализации системы, центральной защиты, безопасности данных и OA&M.

SMM может быть подключена к центру управления сетью (NMC).

Она состоит из двух полустанций, каждая из которых содержит (см. рис.15) :

BSM-шину МП-станции.

Первичный процессор (PUP) с запоминающим устройством.

Драйвер первичной линии (СМР) для связи по межстанционной сетевой шине (MIS).

Выделеный драйвер линии для подключения к двум стандартным SCSI-шинам.

Выделеный драйвер линии для связи с шиной "Telecom".

Выделеный драйвер линии для соединения с другой полустанцией.

Две SCSI-шины, общие для обеих полустанций, поддерживают магнитные носители информации : диски, ленты и стример.

Каждая полустанция имеет шину Telecom для подсоединения к драйверам линий передачи по синхронным или асинхронным линиям связи (V.24, J64) и линиям Х.25 для доступа к TMN.

Драйверы дисков

Каждый из двух контроллеров подсоединяется к шине SCSI и два дисковода работают в "зеркальном" режиме, который означает, что данные записываются параллельно на оба диска одной или другой полустанцией.

Накопители на магнитных лентах (НМЛ)

Базовая конфигурация включает один или два НМЛ (1600 бит на дюйм / 37,5 дюйм в сек) со встроенным форматтером. Данные могут переноситься с диска на ленту, что может быть использовано только для ввода/вывода в автономном режиме.

Стримеры

Базовая конфигурация включает 1/4 " стример, используемый для начальной загрузки системы.

Рис.15. Станция техобслуживания SMM.

Драйверы линий передачи имеют два порта для подсоединения двух шин Telecom.

Используются различные типы драйверов линий:

драйверы асинхронных линий связи (восемь линий),

драйверы линий сбора и передачи аварийных сигналов,

драйверы синхронных линий связи,

драйверы линий J64 (интерфейс 64 кбит/с).

Интеллектуальными терминалами могут быть :

мониторы,

принтеры,

интеллектуальные терминалы на базе РС или совместимые с ними.

Alcatel Telecom разработал интеллектуальный терминал, который подсоединяется к МП-станции эксплуатации и техобслуживания по стандартной асинхронной линии связи.

Этот интеллектуальный терминал, установленный в РС, заменяет множество выпускавшихся ранее терминалов.

Он предлагает следующие функции :

Управление доступом оператора (пароль и т.п.).

Выбор команд в режиме меню.

Стандартные формы для задания опций.

Архивация незатребованных сообщений и аварийных сигналов.

Функции поиска и сортировки архивированных данных.

Функция помощи оператору.

Многоязыковый доступ.

Предоставление документации в оперативном режиме.

4.3.2.4 ФУНКЦИЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ИКМ-СИСТЕМЫ

Эта функция выполняется программной машиной в двух полустанциях SMT, работающих в активном/резервном режимах.

Каждая полустанция включает интерфейсы, управляющие доступом к модулям подключений.

Устройство механического голоса - полностью цифровое и подсоединяется через SMT.

4.3.2.5 ФУНКЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ БЛОКОМ ОБРАБОТКИ СИГНАЛИЗАЦИИ

Эта функция выполняется программной машиной ЕТА в МП-станции блока обработки сигнализации (SMA).

Станция SMA содержит :

драйверы линий для доступа к центральной коммутационной матрице (МСХ),

совокупность идентичных драйверов линий, выполняющих вспомогательные функции обработки сигнализации и, в частности :

генерацию тона (одно-, двух-, трех- или четырехчастотных сигналов),

генерацию и прием одно- или двухчастотных сигналов (многочастотный сигнал, модуляция или обнаружение тона),

конференц-каналы (CCF).

драйверы линии сигнализации №7 ITU-Т, каждый поддерживающий 16 линий.

МП-станция может также содержать эталонный тактовый генератор для таких функций, как тарификация, составление подробных счетов и наблюдение.

Каждая станция SMA подключается к центральной коммутационной матрице (МСХ) максимум восемью ИКМ-трактами.

К станциям SMA применяются принципы разделения нагрузки и избыточности n+1.

4.3.3 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГРАММЫХ МАШИН В СТАНЦИИ

Программные машины, выполняющие функции доступа к ИКМ-трактам, загружены в отведенные для этой цели МП-станции обработки ИКМ-окончаний (SMT).

Программные машины обработки сигнализации встроены в станции обработки сигнализации (SMA). Каждая SMA может включать драйверы линий многочастотной сигнализации и драйверы линий сигнализации №7 ITU-Т, обслуживающие уровни 2 и 4. Функция, обслуживающая уровень 3, требующий информации о структуре сети сигнализации, всегда сосредоточена в двух управляющих МП-станциях (SMC).

Станции SMT и SMA подключены как к центральной коммутационной матрице (МСХ), так и к ряду МП-станций управления посредством дублированной сетевой шины станционного доступа (MAS).

Управляющие программные машины загружены в МП-станции управления (SMC), соединенные посредством дублированной межпроцессорной сетевой шины (MIS).

С целью минимизации требуемого объема аппаратных средств в малых и средних конфигурациях, одна МП-станция может совместно использоваться рядом программных машин (для функций, включающих обработку и трансляцию вызовов).

4.3.4 РЕЗЕРВНАЯ СТАНЦИЯ

Резервная станция не является обязательной. Она автоматически берет на себя управление в случае выхода из строя управляющей МП-станции. Она сконфигурирована процессорами и драйверами линий таким образом, чтобы она могла принять управление от любой станции, находящейся в эксплуатации.

Программное обеспечение, требуемое для выполнения той функции, которая вышла из строя, загружается немедленно по запросу функции центральной защиты.

При установке резервной станции, сбой той или иной станции не приводит к ухудшению работы; с другой стороны работы по техобслуживанию могут быть перенесены на более поздний срок, поскольку потери пропускной способности АТС не происходит.

Подобная процедура может быть реализована также в станциях SMA для повышения готовности сети сигнализации №7. В обычных условиях двум различным станциям SMA выделяются по крайней мере две линии сигнализации в одном и том же направлении (CSN или международные каналы). Если одна из станций SMA выходит из строя, весь трафик будет обрабатываться другой. Чтобы избежать потери функции сигнализации в целом в случае выхода из строя и второго звена, а также для устранения потребности в срочном техобслуживании, может использоваться резервная станция SMA, а неисправные линии сигнализации могут автоматически реконфигурироваться.

4.3.5 ПОДСИСТЕМА КОММУТАЦИИ

Подсистема коммутации имеет следующие основные характеристики :

Полностью дублированная однозвенная коммутационная матрица с временной коммутацией (две ветви, СХа и СХb).

Модульное расширение без каких-либо нарушений непрерывности

16-битовая коммутация с временным разделением.

Помимо восьми прозрачно коммутируемых битов временного канального интервала, для выполнения проверок соединения используются три из восьми дополнительных битов. Остальные пять дополнительных битов в настоящее время не используются.

Центральная коммутационная матрица (МСХ) устанавливает двунаправленные соединения с блоками доступа (CSN, SMT и SMA) по каналам с временным разделением. Линии связи между этими блоками доступа и МСХ называются LR-линиями связи.

По LR-линиям связи осуществляется синхронная передача сигналов 32 16-битовых канальных интервалах (линии связи 4 Мбит/с). Они состоят из входящей линии (LRE) и исходящей линии (LRS).

4.3.5.1 ОПИСАНИЕ КОММУТАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ

Коммутационная матрица имеет две идентичные ветви (CXa и CXb). Для каждого вызова соединения устанавливаются одновременно в обеих ветвях.

Каждая ветвь содержит следующие элементы :

Квадратную матрицу с максимальной емкостью на 2048 ИКМ-систем.

Интерфейс ILR для LRE и LRS.

Квадратная матрица

Центральная коммутационная матрица построена на модулях с временной коммутацией и коммутирует временные канальные интервалы с 64 LRE-линий на 64 LRS-линии.

Подсистема коммутации с максимальной емкостью 2048 LRE x 2048 LRS получается комбинацей n x n модулей временной коммутации (где n = 32) в квадратную матрицу.

Таким образом, подсистема коммутации может постепенно наращиваться без прерывания сервиса, путем простого добавления модулей временной коммутации.

Каждое соединение устанавливается на единственном коммутационном модуле, что означает, что данная матрица имеет единственную ступень временного искания.

Эта характеристика может быть использована для установления n x 64 кбит/с полупостоянных линий связи. Это означает также, что теоретическая средняя задержка МСХ составляет один кадр (125 мкс) для любого соединения.

Кроме того, подсистема коммутации является неблокируемой, а времена установки очень малы.

Квадратная коммутационная матрица строится путем композиции до восьми модулей коммутации (см. рис.16). Восемь модулей коммутации поддерживают 2048 ИКМ-систем. Управление каждым модулем коммутации осуществляет SMX-станция, которая реализует управление соединениями и обеспечивает интерфейс с другими МП-станциями и временной базой. Каждый модуль соединен с LRE-линиями и коммутирует любой временной канальный интервал входящего канала на любой временной канальный интервал исходящего канала по 256 LRS-линиям связи. Такая структура исключает необходимость поиска пути внутри матрицы.

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.

Функции передачи SAB :

преобразование из 8 в 16 бит,

вставка трех контрольных бит,

сопряжение с LRE-линиями связи.

Функции приема SAB :

сопряжение с LRS-линиями связи,

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,

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 :

Трижды дублированную базу времени (ВТТ).

Один или два модуля тактирования интерфейса синхронизации (HIS).

Данная база времени имеет три режима работы :

Синхронный:

dF/F < 10^-11

Независимый (хранимый) :

dF/F < 2 х 10^-9 ожидание 72 ч.

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 :

Станция может быть легко добавлена или изъята из кольца без нарушения трафика от других процессоров.

Связи между процессорами являются асинхронными.

Сообщения могут распределяться одновременно на одну, несколько или все станции.

Качество передачи сообщений - отличное.

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 :

обменов сообщениями между управляющей МП-станцией (SMC) и МП-станцией техобслуживания (SMM).

Используемая шина является межстанционной шиной (MIS).

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 :

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.

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:

Гарантия непрерывной и надежной эксплуатации в течение всего срока службы АТС, что охватывает все вопросы, связанные с функционированием.

Простота генерации и инсталляции ПО, потребность в средствах управления, позволяющих хранить различные версии ПО, инсталлированные на различных объектах.

Простота расширения и модификации : должна иметься возможность наращивать емкость АТС и вводить новые функции, не ухудшая качества обслуживания АТС.

Структурная четкость : при обучении персонала каждый модуль может изучаться независимо от других. Программы являются достаточно короткими, а язык программирования - легкодоступным.

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 :

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.

Качество :

На всех фазах разработки и на многочисленных объектах выполняются обязательные тесты. "Остаточные" ошибки практически отсутствуют, что обеспечивает отличное качество функционирования.

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 :

стандартные модули, выполняющие стандартные функции, или такие, которые могут быть адаптированы к реализации той или иной функции, требующейся заказчику,

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.

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.

Расширяемость :

Поскольку ПО является модульным и имеет стандартные программные интерфейсы и определенные структуры совместимости, новые функции могут легко вводиться в систему.

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 :

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.

Программная машина, поддерживаемая МП-станцией обработки ИКМ-окончаний (SMT), продублирована и с целью обеспечения высокой степени готовности работает в активном/резервном режиме.

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 :

Операционная система (гипервизор), обеспечивающая доступ к аппаратным средствам, выделяющая программные ресурсы и обеспечивающая межстанционную связь.

Ряд программных машин различных типов, которые выполняют :

все функции, требующиеся для работы станции, включая связь, загрузку, инициализацию и защиту. Эти функции выполняются МП-программными машинами,

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).

Рис.17. Архитектура ПО МП-станции.

4.4.4.1 ГИПЕРВИЗОР

Гипервизор представляет собой операционную систему, выполняющую следующие основные функции :

обслуживание каждой программной машины, независимо от ее физического местоположения,

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 :

Временное управление : различным программным машинам, установленным в процессоре, выделяется время центрального процессора на основании параметров конфигурационного файла.

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.

Хронирование : таймеры запускаются, останавливаются и перезапускаются по запросу программной машины; сообщается также о тайм-аутах.

Доступ к файлам по запросу программной машины.

Управление прерываниями по запросу программной машины.

Наблюдение : фиксируется время центрального процессора для программной машины и контролируются очереди.

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 :

Активация / деактивация услуг в различных режимах : рекуррентный, по запросу от другой услуги, срочный,

Предоставление стандартных услуг прикладным программам: периодическое управление задачами,

Управление режимом возврата гипервизора : без возврата, прогнозируемый возврат,

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 :

первичный компонент установлен в драйвере первичной шины станции,

вторичные компоненты установлены во всех других активных агентах станции.

Роль каждого компонента зависит от типа агента.

Например :

В драйверах первичной или вторичной шины компонент выполняет загрузку и инициализацию агента, защиту, наблюдение и обеспечивает помощь в отладке.

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 :

гипервизор, связанный с данной станцией,

супервизор, связанный с компонентом программной машины.

Взаимодействие программных машин основано на следующих принципах :

передача: По запросу программной машины гипервизор в агенте, поддерживающем эту машину, определяет:

МП-станцию, поддерживающую программную машину-получателя, путем обращения к файлам маршрутизации между программными машинами.

драйвер линии передачи (если программная машина-получатель не находится в той же МП-станции),

очередь связи для пересылки сообщения.

прием : Гипервизор данного драйвера шины определяет программную машину-получателя на основе системного адреса в сообщении. В соответствии с критериями управления потоком и приоритета, гипервизор выбирает очередь приема данной программной машины и пересылает сообщение.

Программные машины являются загружаемыми и инсталлируются на следующих станциях :

управляющие программные машины - в SMC-станциях,

программные машины подключения ИКМ-трактов - в SMT-станциях,

программные машины обработки сигнализации N7 ITU-T (уровни 1, 2 и 3) и сервисного блока - в SMA-станциях.

программные машины управления коммутацией - в SMX-станции.

4.4.5 ПРОГРАММНЫЕ МАШИНЫ ОБРАБОТКИ ВЫЗОВОВ

Программная машина обработки вызовов включает компонент блока обмена, который, в частности, реализует связь с другими программными машинами и подсистемой обработки вызовов.

Обработка вызовов связана с выделением областей памяти (или контекстов вызова), которые используются для установления и отбоя вызовов. Это включает:

Распознавание состояний "трубка снята" и "трубка положена", а также состояний занятия/освобождения канала, обнаруживаемых устройствами доступа.

Запоминание и анализ цифр адреса, принятых по линии или каналу.

Ретрансляция цифр адреса по каналам (после модификации, где это требуется) с использованием процедур, специфичных для данного кода сигнализации.

Выдачу команд на коммутационую матрицу на установление или прекращение соединений следующих типов : абонент-абонент, вызывающий абонент-частотный приемник, тональный генератор-абонент, абонент-конференц-канал, абонент-канал, канал-абонент и т.п.

Выдачу команд на устройства доступа на выделение временных интервалов, контроль вызовов, отбой абонентских линий и каналов и т.п.

Инициализацию передачи сигнализации и различных тонов.

Взаимодействие с функцией трансляции с целью определения характеристик линии или канала, для того чтобы тем или иным способом модифицировать их (например, ввод сокращенного номера).

Взаимодействие с функцией тарификации для предоставления той информации по оплате, которая должна быть сохранена.

Функция обработки вызовов может также осуществлять параллельную обработку : в этом режиме вместо выполнения отдельной программы выполняются две программы - одновременно и независимо.

При параллельной обработке процессы, выделяемые для каждой из программ, четко определены :

Первая программа выполняет все функции управления вызовами, принимая решения, как только происходит каждое новое событие, и выполняя функции, относящиеся к вызывающей линии.

Вторая программа выполняет функции, относящиеся к вызываемой линии.

Со структурной точки зрения, данное ПО обеспечивает легкую адаптируемость ко всем типам работы.

Функциональная организация

Программа имеет иерархическую структуру, в результате чего ее функциональная организация отражает различные фазы обработки, относящиеся к выполнению функций коммутации (см. рис.18) :

Уровень 1 : Общие функции, относящиеся к захвату контекста вызова. Этот уровень содержит модули уровня 2, выполняющие эти функции.

Уровень 2 : Модули, предназначенные для типа кода сигнализации, используемого на входящей линии.

Уровень 3 : Модуль инициализации режима параллельной обработки.

Уровень 4 : Функции коммутации: например, предварительный анализ и трансляция (программа 1), сигнализация, контроль вызываемого абонента (программа 2).

Совместно используемые части того или иного модуля соответствуют структурам вызовов и интерпретируются как подпрограммы с двенадцатью уровнями вызовов.

Программная машина обработки вызовов является (n+1)-избыточной и инсталлируется в SMC-станциях.

Рис.18. Организация ПО обработки вызовов.

4.4.6 ПРОГРАММНАЯ МАШИНА ТАРИФИКАЦИИ

Программная машина тарификации включает компонент "обменный блок" и подсистему тарификации ТАХ.

Функция тарификации включает :

Поиск и выделение ресурсов для вызова в начале фазы разговора, и освобождение этих ресурсов в конце вызова (контекст оплаты).

Обработку сигналов (счетных импульсов), принимаемых по каналам, и, если требуется, инициализацию обратной передачи принятых или вычисленных счетных импульсов.

Инициализацию передачи предупреждающих тонов таксофона и счетных импульсов для CPE-счетчиков.

Расчет оплаты за вызовы и генерацию подробных счетов оплаты и/или международной учетной информации, а также данных наблюдения за трафиком.

Отличительными чертами функции тарификации являются :

поддержка двумя отдельными SMC-станциями, работающими в режиме разделения нагрузки,

дублирование абонентских счетчиков оплаты (обновляются в обоих устройствах в конце вызова), а также защита данных в памяти корректирующим кодом,

периодическое считывание содержимого счетчика оплаты модулем OA&M на основе календарного файла или по запросу.

Как подсистема обработки вызовов (ТАР), так и подсистема тарификации (ТАХ) могут выполнять параллельную обработку.

Функция тарификации имеет три иерархических уровня : первый определяет задачу, которая должна быть выполнена, второй определяет режим тарификации и т.д. (см. рис.19).

Данная программа составлена из взаимозаменяемых модулей, выбираемых по критерию соответствия конкретному применению : тарификация с постоянным тарифом, периодическая тарификация, тарификация, основывающаяся на импульсах, принимаемых от удаленной АТС, и т.п.

Рис.19. Организация процесса начисления оплаты.

4.4.7 ПРОГРАММНАЯ МАШИНА ОБРАБОТККИ ИКМ-ТРАКТОВ

Эта программная машина выполняет :

функции коммутации:

ИКМ-передача : генерация и передача кадров в коде HDB3 по исходящим каналам ИКМ-трактов.

ИКМ-прием : преобразование из HDB3 в двоичный, ресинхронизация на основе временной базы АТС и передача речевых выборок на центральную коммутационную матрицу.

Обработка функций реального времени, связанных с сигнализацией по выделенному сигнальному каналу :

обнаружение, подтверждение и упорядочение сигналов, принятых в TS16, и переход к функциям управления,

генерация и передача сигналов в TS16, основываясь на командах, принятых от функций управления.

Управление полупостоянными соединениями, в частности, линиями сигнализации №7 ITU-T.

функции защиты и безопасности :

инициализация переходов состояний, запрашиваемых функцией OA&M.

передача аварийной сигнализации ИКМ.

самотестирование для обнаружения внутренних неисправностей.

обработка CRC4.

Любое оборудование, неисправность которого приводит к потере более одного ИКМ-тракта, дублировано.

В соответствии с выполняемыми функциями существуют два типа программ:

Программы коммутации, которые обрабатывают все события, генерируемые телефонным оборудованием и другими системными блоками.

Программы защиты, которые выполняются параллельно с обнаружением неисправностей, вызванных техническими и/или программными средствами.

Этими программами управляет некоторая функциональная программа, называемая планировщиком (см. рис.20).

Планировщик

Планировщик активизирует программы следующим образом :

если сгенерировано прерывание, оно обрабатывается,

если нет - активизирующие и исполняемые процессы выполняются по заранее определенному приоритетному принципу.

Обработчик прерываний

Прерываниями являются события, которые останавливают активный процесс. Они обслуживаются планировщиком в интервале между двумя задачами, которые могут относиться (либо могут не относиться) к одному и тому же процессу. К прерываниям приводят следующие типы событий: аппаратные сбои, тайм-ауты, запросы на пересылку сообщений. Требуемое действие выполняется программой обработки прерываний.

Рис. 20. Организация ПО ИКМ-трактов.

Процесс

Процессы могут активизироваться планировщиком и являются функционально специализированными. Процесс состоит из совокупности непрерываемых задач, каждая из которых относится к :

событиям, обнаруживаемым процессом, и определяющим требуемое действие,

подзадачам процесса, обеспечивающим состояния ожидания (например, для приема сообщения) и предназначенным для уменьшения времени обработки процесса.

Процесс является "активируемым", если от него требуется выполнить то или иное действие. Это действие может запрашиваться другим процессом, обработчиком прерываний, либо самим этим процессом. Процесс является "исполняемым", если он инициализируется и может выполняться другими процессами и утилитами, управляющими системой. В процессе исполнения процесс считается "активным".

Процессы взаимодействуют тремя способами :

посредством простой реактивации без пересылки данных (команды вызова подпрограмм),

через рабочие области данных, предназначенные для пересылок информации между двумя процессами,

через области памяти, используемые для пересылки информации от нескольких процессов к единственному процессу-получателю (система "почтового ящика").

5 ЗАЩИТА И ТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ

Сколь бы ни были надежными компоненты и сколь безошибочным ни было бы ПО, всегда существует риск сбоя в процессе функционирования АТС.

Архитектура Alcatel 1000 E10 основана на избыточности технических и программных средств. Кроме того, все сбои обнаруживаются МП-станциями либо функцией центральной защиты (SMM-станцией). В случае серьезной неисправности, дефектный элемент выводится из эксплуатации.

Инициируются процедуры коррективного техобслуживания (отслеживание неисправностей и генерация аварийной сигнализации) и система реконфигурируется.

На основе стандартного подхода, процедуры профилактического техобслуживания предоставляют целый спектр эффективных ресурсов для тестирования линий и каналов.

Система обработки аварийной сигнализации принимает и анализирует индикации неисправностей и обеспечивает всю информацию, требующуюся для точного отслеживания источника неисправности. Кроме того, аварийные сигналы и индикации могут направляться на "дружественную пользователю" панель общего контроля (PGS).

5.1 ЗАЩИТА

Функция защиты системы Alcatel 1000 E10 спроектирована таким образом, что она реагирует на неисправности быстрее чем оператор.

Защита Alcatel 1000 E10 основывается на:

Обнаружении и анализе неисправностей.

Идентификации и изоляции дефектных элементов.

Инициализации процедур реконфигурации и техобслуживания:

перераспределение задач, выполняемых дефектным элементом (там, где это возможно) на резервный элемент и перезапуск этих задач,

генерация аварийных сигналов,

отслеживание неисправностей (программа LOCAVAR) : дефектный элемент снимается с эксплуатации с тем, чтобы можно было протестировать аппаратуру и инициировать ремонтные работы.