Программное обеспечение коммутационных узлов и станций
Приведенный в эпиграфе ответ Евклида справедлив по отношению не только к геометрии, но и к программному обеспечению (ПО) узлов коммутации, изучение которого требует сложных и глубоких курсов гораздо большего объема, чем может вместить одна глава учебника. Ктомуже, на ПО приходится более 80% стоимости разработки современной АТС, и оно практически полностью определяет ее функциональные возможности. Вот почему эта глава оказалась для автора самой сложной с точки зрения того, как ее построить. В результате получилась такая структура: следующий параграф посвящен аппаратной поддержке ПО узла коммутации и анализу разных вариантов ее архитектуры; далее рассмотрены основы программирования задач обслуживания вызовов в реальном времени, элементы алгоритмического обеспечения на языках SDL и MSC и качественные характеристики ПО.
Вместе с тем, в этом подходе к структуре главы учитывается то обстоятельство, что современные средства программного управления коммутацией подразделяются даже не на два, а на три уровня.
Самый нижний уровень ПО обычно встраивается в абонентские и линейные комплекты и другие модули станции. Программные средства на этом уровне, как правило, зависимы от аппаратных средств и в англоязычной литературе называются middleware , что подчеркивает их промежуточное положение между аппаратными средствами hardware и основным программным обеспечением software . Реализуемые здесь функции связаны, в основном, с контроллерами линейных и станционных интерфейсов и с поддержкой нижнего уровня обработки вызова. Например, когда абонент поднимает трубку, первый уровень управления абонентским модулем детектирует состояние снятия трубки (off hook) и запрашивает у контроллера второго уровня информацию о данной абонентской линии, классе ее обслуживания, возможностях абонентского терминала, каких-либо ограничениях. Затем первый уровень обеспечивает посылку абоненту сигнала ответа станции. После набора номера накопленные первым уровнем цифры передаются выше.
|
|
Второй уровень управления обычно реализуют процессоры управления коммутацией с распределенными функциями, взаимодействующие друг с другом через коммутационное поле или через общую шину. Для межпроцессорных связей используют разнообразные протоколы, причем в большинстве цифровых АТС применяются модификации стандартных протоколов ОКС7 или Х.25. Основные процессоры управления коммутационным полем для надежности дублируются. На этом уровне анализируются набранные абонентом цифры и выбирается путь через коммутационное поле. После того как соединение установлено, второй уровень управления поддерживает его и разрушает, как только обслуживание вызова переходит в фазу разъединения..
|
|
Третий уровень управления обычно бывает связан с центральным процессором цифровой АТС, выполняющим функции технического обслуживания, конфигурации, администрирования, статистики и начисления платы. Раньше на этом уровне применяли мэйнфреймы, в которые встраивались базовые управляющие функции цифровой системы коммутации, но программное обеспечение АТС более поздних типов тяготеет к полностью распределенной архитектуре и предоставляет больше автономии двум первым уровням управления. Рассмотрим эти варианты архитектуры несколько подробнее.
Управляющие устройства
Описанию различных вариантов организации устройств программного управления коммутацией в недавнем прошлом было посвящено немало публикаций, объем которых постепенно уменьшался по мере качественного изменения самих этих устройств в полном соответствии с законом Мура. Описываемое этим законом снижение стоимости микропроцессорных управляющих устройств одновременно с радикальным увеличением их производительности погасило былые споры между сторонниками централизованной и распределенной архитектур программного управления и привело к тому, что в большинстве современных цифровых АТС используется архитектура, представляющая собой что-то среднее между двумя названными подходами. Сегодняшние варианты архитектуры управления цифровой коммутацией можно разделить на три типа: централизованное управление, иерархическое управление и распределенное управление.
|
|
Централизованное управление
Архитектура централизованного управления условно изображена на рис. 9.1. Эта архитектура восходит к началу сорокалетней истории развития электронных узлов коммутации, управляемых ЭВМ, которая началась в ноябре 1960 года в г. Морис (штат Иллинойс, США) испытаниями прототипа электронной АТС. В 1965 году в г. Сак-касана (Нью-Джерси, США) была сдана в эксплуатацию серийная электронная система коммутации ESS-1 с управлением по записанной программе, базирующаяся исключительно на центральном процессоре, который управляет всеми функциями системы. Отечественный ИВТУ, рассмотренный в главе 6, полностью соответствует структуре, показанной на рис. 9.1.
Рис. 9.1 Структура АТС с централизованным программным управлением
Централизованное программное управление этих АТС предусматривает выполнение следующих трех групп функций:
|
|
• управление обслуживанием вызова , включая анализ имеющейся в базе данных информации, относящейся к вызываемому абоненту, прием набираемого номера, контроль процесса обслуживания вызова во всех фазах этого процесса, включая фазы отбоя и разъединения; управление коммутацией , для чего в зависимости от структуры АТС используются разные методы, но в любом случае центральный процессор хранит отображение всех путей (и свободных, и используемых), находит и резервирует путь для запрашиваемого абонентским или линейным модулем соединения;
• контроль , диагностика и восстановление системы , включающие диагностику неисправностей и восстановления рабочей конфигурации системы, что обсуждается в следующей главе. Здесь отметим лишь, что при централизованном управлении центральный процессор управляет, наряду с коммутацией, и функциями технического обслуживания, административного управления, контроля, диагностики и восстановления системы, для чего он должен обладать достаточной вычислительной мощностью.
Иерархическое управление
Архитектура иерархического управления отличается от архитектуры, приведенной на рис. 9.1, тем, что она предусматривает не один, а несколько периферийных процессоров, которые оказывают помощь центральному процессору, беря на себя функции управления отдельными периферийными подсистемами станции (абонентскими модулями, модулями соединительных линий и др.). Периферийные процессоры обычно представляют собой микропроцессорные устройства, управляющие каждый своей подсистемой. Они сканируют линии, запрашивают информацию от центрального процессора и передают ему данные, нужные для обновления абонентской базы данных и для управления соединениями, тогда как центральный процессор выполняет основные функции обработки вызовов и управления коммутационным узлом в целом и несет при этом меньшую нагрузку, чем тот же процессор в архитектуре централизованного управления. В результате, как правило, пропускная способность управляющей системы увеличивается.
Определенный недостаток этой архитектуры -ограниченная масштабируемость управляющего комплекса по мере роста емкости АТС: ведь, как и в архитектуре централизованного управления, вся обработка вызовов централизована. Кроме того, восстановление системы в случае сбоя полностью зависит от центрального процессора. Он же обрабатывает и всю информацию, связанную с начислением платы за услуги связи.
Распределенная архитектура
Концепция распределенного программного управления появилась еще в 60-х годах прошлого века и была воплощена в цифровой системе коммутации ЕЮ (Франция). Она предусматривала разбиение множества задач управления на несколько составных частей по принципу разделения функций (function sharing) и/или разделения нагрузки (load sharing). Концептуально полностью распределенная архитектура соответствует архитектуре управления в Системе 12 или в АТСЦ-90, которые были рассмотрены, соответственно, в главах 6 и 5. Ее можно также определить как архитектуру без центрального процессора (central-processor-less).
Все функции управления разделяются на специализированные наборы задач, содержащиеся в независимых процессорах и обеспечивающие в совокупности выполнение всех связанных с управлением операций. К примеру, процессор абонентской ступени периодически (с интервалом порядка 10 мсек) сканирует абонентские линии, включенные в эту ступень, отслеживает все возникающие в нем вызовы, поддерживает базу данных абонентов, ведет наблюдение за каждым вызовом и даже проводит локальное восстановление и локальную диагностику своей схемы. Все процессоры общаются друг с другом путем обмена сообщениями через коммутационное поле, общую шину или иным способом - и это является основой конструкции системы программного управления узлом коммутации. Что же касается задачи обеспечить работу всех этих процессов в реальном времени, то даже с приходом гораздо более быстродействующих процессоров, усовершенствованных протоколов обмена сообщениями и улучшенных архитектурных средств актуальность этой проблематики не становится меньшей, о чем будет идти речь в следующем параграфе - да и не только в нем.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 205; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!