Az 5ESS-PRX rendszer. r-0- BHG Fejlesztési Intézet DR. BARTOLITS ISTVÁN

Az 5ESS-PRX rendszer D R . B A R T O L I T S ISTVÁN B H G Fejlesztési I n t é z e t „1*3*

ÖSSZEFOGLALÁS A cikk az 5IÍSS-PRX digitális központ felépítését ismerteti. A köz­ pont helyi, tandem, tranzit funkciókat vagy ezek kombinációját tudja megvalósítani igen széles kapacitástartományban. A rendszer néhány száztól egészen 350 ezer előfizetőig vagy tranzit esetben 90 ezer trönkig bővíthető. A tervezésnél figyelembe vették a jövő digitális hálózatának várható sajátosságait és az I S D N koncepciót is. A cikk a központ hardver és szoftver moduljain kívül röviden ismer­ teti a szoftver fejlesztő rendszert is.

1. Bevezetés É p p e n 20 éve, 1965-ben helyezték üzembe New Yersey állam Succasunna v á r o s á b a n az első t á r o l t program-vezérlésű k ö z p o n t o t , a Bell L a b o r a t ó r i u m No. 1ESS rendszerét. Az új vezérlési elv b e v á l t és a nagyvárosi No. 1ESS k ö z p o n t o t hamarosan k ö v e t t e a kisebb No. 2ESS és a r u r á l célokra szánt No. 3ESS k ö z p o n t . A tároltprogram-vezérlés mellett mind­ h á r o m rendszerre az analóg térosztásos kapcsolás volt a jellemző. T ö r t é n t e k ugyan kísérletek az idő­ osztásos kapcsolás megvalósítására m á r 1959-ben, de az a k k o r i l a b o r a t ó r i u m i ESSEX rendszer még meg­ fizethetetlenül drága lett volna az analóg térosztásos k ö z p o n t o k h o z képest. A hetvenes évek technológiai fejlődése azonban lehetővé tette a szükséges á r a m ­ k ö r ö k gazdaságosabb előállítását, mely nagy kap­ csolókapacitás esetén m á r versenyképes volt. Meg­ s z ü l e t e t t az időosztásos kapcsolómezővel m ű k ö d ő No. 4ESS, melyből az elsőt 1976. j a n u á r j á b a n he­ lyezték üzembe. A B e l l L a b o r a t ó r i u m b a n 1979-ben k e z d t é k el az új digitális k ö z p o n t , a No. 5ESS tervezését. A fejlesz­ tés előrehaladtával egyre világosabbá vált, hogy egy ekkora rendszer létrehozása akkor lesz igazán gazda­ ságos, ha az az amerikai piacon k í v ü l is eladható lesz. Az A T & T és a Philips cég 1983-ban egyesült, így a piaci gondok megoldódtak. A közös fejlesztés ered­ m é n y e a cikkben ismertetésre kerülő 5ESS— P R X rendszer. A k ö z p o n t helyi, tandem, tranzit funkció­ k a t vagy ezek kombinációját tudja megvalósítani igen széles k a p a c i t á s t a r t o m á n y b a n . A rendszer né­ h á n y száztól a k á r 350 000 előfizetőig vagy tranzit esetben 90 000 t r ö n k i g b ő v í t h e t ő . A moduláris hard­ ver és szoftver kialakítás lehetővé teszi, hogy tiszta analóg, vegyes analóg—digitális, illetve tiszta digitá­ lis h á l ó z a t b a is k ö n n y e n beilleszthető legyen. Az 5ESS—PRX k ö z p o n t b a n a legmodernebb technoló­ gia érvényesül, az elosztott vezérlést t ú l n y o m ó r é s z t 32 bites mikroprocesszorok és 256 Kb-os R A M tokok valósítják meg, a rendszer elemei k ö z ö t t i összekötteBeérkezett: 1985. V I . 3-án ( # )

406

DR.

BARTOLITS ISTVÁN

1978-ban szerzett villa­ mosmérnöki oklevelet a Budapesti Műszaki Egyetemen. Ezt követően, mint a BHG Fejlesztési Intézet fejlesztő mérnöke, nappali szakmérnök kép­ zésen vett részt a BME Villamosmérnöki Karán a Híradástechnikai

Elektronika Intézetben. Híradástechnikai szak­ mérnöki oklevelét 1980ban szerezte meg. „Több­ processzoros rendszerek és alkalmazásuk a távköz­ lésben" című doktori disszertációját 1983-ban védte meg. Szakmai terü­ lete: elektronikus tároltprogram vezérlésű tele­ fonközpontok program­ rendszerének fejlesztése.

tést optikai kábelek biztosítják. Kihelyezett egységei lehetővé teszik az alcsony távbeszélő-sűrűségű terü­ letek ellátását. A tervezésnél figyelembe v e t t é k a jövő digitális hálózatainak v á r h a t ó sajátosságait és az I S D N koncepciót is. 2. Rendszertechnikai felépítés Az 5ESS—PRX rendszertechnikailag h á r o m részre b o n t h a t ó : a kapcsoló modulokra, a kommunikációs modulra és az adminisztrációs modulra ( 1 . á b r a ) . A kapcsoló modulhoz ( K M ) csatlakoznak az összes külső vonalak, s a hívásfeldolgozás t ú l n y o m ó része is i t t megy végbe. A k ö z p o n t k a p a c i t á s á t a kapcsoló modulok száma határozza meg, ez teszi lehetővé a k ö n n y ű bővíthetőséget is. A kapcsoló modulok nagyobb távolságra is telepít­ hetők, ekkor kihelyezett kapcsoló m o d u l k é n t üze­ melhetnek. Ez nagy m é r t é k b e n segíti a hálózat k i ­ alakítását, a kisebb települések megfelelő ellátását. A kapcsoló modulokat optikai kábelek k ö t i k össze a kommunikációs modullal.

analóg vonalok és trönkök digitális vonalak é s IrÖnkck

—

r-0KM = kopcsoló modul

— Q

CM = kommunikációs modul AM = adminisztrációs modul

számítás technikai perifériák

' - D

HV = hatózaH vezérlő link karbantartó centrum felé

1. ábra. Az 5 E S S - P B X rendszertechnikai felépítése

Híradástechnika

XXXVI.

évfolyam 1985. 9. szám

A kommunikációs modul (CM) a KM-ek k ö z ö t t i kapcsolást hajtja végre a beszéd-, ül. adatvonalakon, valamint biztosítja a vezérlő üzenetek forgalmát a kapcsoló modulok és az adminisztrációs modul k ö ­ zött. Az adminisztrációs modul (AM) végzi el mindazo­ kat a feladatokat, melyeket centralizáltan célszerű végrehajtani. A hívásfeldolgozás egyes részein k í v ü l i t t helyezkednek el a rendszer egészére vonatkozó k a r b a n t a r t ó , üzemviteli és a d m i n i s z t r a t í v funkciók. Ez a modul biztosítja a felsőbb — t ö b b k ö z p o n t r a közös — k a r b a n t a r t ó centrumhoz való csatlako­ zást is. Az 5ESS-PRX T-S-T típusú kapcsolást valósít meg. Az időosztásos kapcsolás minden esetben a KM-ben t ö r t é n i k . A térosztásos kapcsolás a CM idő­ multiplex kapcsolója segítségével t ö r t é n i k . Egyes esetekben azonban lehetőség van a kapcsoló modulon belüli önálló kapcsolásra is. Az elosztott vezérlést az egyes modulokban levő processzorok biztosítják. A KM-ek 32 bites mikro­ processzorokat, az adminisztrációs modul a B e l l L a b o r a t ó r i u m 3B20D processzorát használja. A vezérlő processzorok megbízhatósági okokból m i n ­ d e n ü t t duplikáltak, mint látni fogjuk, ez a rendszer egyéb alapvető egységeire is jellemző. A k ö v e t k e z ő k b e n t e k i n t s ü k á t az egyes modulok felépítését. 3. Kapcsoló modul A kapcsoló modul feladata k e t t ő s . E g y r é s z t megoldja a hozzá csatlakozó analóg és digitális előfizetői vona­ lak és t r ö n k ö k illesztését, másrészt biztosítja ezek vezérlését és kapcsolását. Az u t ó b b i feladatot végző egységek minden KM-ben m e g t a l á l h a t ó k , a periféria egységeket viszont a csatlakozó vonalak t í p u s á n a k megfelelően kell megválasztani. Először a közös egy­ ségekkel foglalkozunk. 3.1. Kapcsoló modul vezérlő' egység A kapcsoló modul vezérlő egység a d u p l i k á l t modul processzorból, jelfeldolgozó processzorból és a vezérlő interfészből áll. A modul processzor a kapcsoló mo­ dulra csatlakozó vonalak hívásfeldolgozási, hiba­ diagnosztikai és üzemviteli feladatait látja el. A jel­ feldolgozó processzor a periféria egységek jelzéseit dolgozza fel és t o v á b b í t j a a modul processzor felé. A vezérlő interfész a különböző vezérlő- és órajeleket t o v á b b í t j a a periféria egységek felé. 3.2. Időrés-áthelyező

egység

Az időrés-áthelyező egység valósítja meg a bemeneté­ re érkező 16 primer PCM multiplex csatorna jeleinek az időosztásos kapcsolását. Az időrés-áthelyező egy­ ség a duplikált időrés-áthelyezőből, duál link inter­ fészből és adat interfészből áll (2. á b r a ) . Az adat interfész multiplexeli a 16 periféria egység felől érkező PCM jelfolyamot. Az időrés-áthelyező az 512 időrést k é t 256 időrést szállító link felé kapcsolja, melyek a duál link interfészen keresztül a kommuniHíradástechnika

XXXVI.

évfolyam

1985. 9. szám

O HV - [256 csatorno)

1 HV Z56 csatorna i

0. készlet Al = adat interfész IÁ = időrés - áthelyező . DLl=duál link interfész HV = hálózati vezérlő link.

2. ábra. Az időrés-áthelyező egység felépítése

kációs modulhoz csatlakozó hálózati vezérlő linkre kapcsolódnak. Az időrés-áthelyező egység bármelyik periféria idő­ rést b á r m e l y hálózati vezérlő link időréssel össze tudja rendelni. Az időrés-áthelyezőben speciális kapu biztosítja a helyi digitális kiszolgáló egység számára az időrés-hozzáférést. Ez az egység végzi a hang generálási és dekódolási funkciókat. A fenti meg­ oldás segítségével a helyi digitális kiszolgáló egység mind a perifériák, mind a CM felé tud hangjelzéseket küldeni. M i n t a 2. á b r á n l á t h a t ó , a duplikáció lehetőséget biztosít a teljes t a r t a l é k r a való átkapcsolás mellett a részleges átkapcsolásra is. A KM-ből a CM felé öszszesen négy optikai k á b e l megy á t , melyből egyszerre k e t t ő a k t í v . Ezek sérülése esetén elegendő a duál link interfészt átkapcsolni. A modul vezérlő m i n d k é t időrés-áthelyezőt ellátja az aktuális adatokkal, így ennek meghibásodása ese­ tén az átkapcsolás a folyamatos ü z e m e t nem za­ varja. 3.3. Csomagkapcsoló

interfész egység

A csomagkapcsoló interfész egység a duplikált pro­ tokoll kezelőkből, a csomagkapcsoló interfészből és az adat interfészből áll. A jelenlegi protokoll kezelők a CCITT No. 7 jelzés­ rendszer, illetve a digitális előfizetők D csatornájá­ nak üzenetkezelésére vannak felkészítve. A CCITT No. 7 protokoll kezelő gondoskodik az ü z e n e t á t v i t e l ­ ről a 2. és 3. réteg szintjén, a D csatorna protokoll kezelője hasonló feladatokat lát el. A távbeszé2ő és az I S D N felhasználók aktuális jelzésinformációt a kapcsoló modul vezérlő egysége dolgozza fel. A csomagkapcsoló interfész hajtja végre a statisz­ tikus multiplexelést és biztosítja a k é t i r á n y ú cso­ m a g k o m m u n i k á c i ó t a protokoll kezelők k ö z ö t t . A felhasználói csomagok kapcsolását az előfizetők k ö ­ zött, ül. az előfizetők és az a d a t h á l ó z a t k ö z ö t t szintén ez az interfész végzi. A csomagok érkezhetnek vonal­ kapcsolt csatornán és t o v á b b í t h a t ó k a csomag busz felé vagy fordítva. A KM-ek k ö z ö t t i csomagkommu­ nikáció az időrés-áthelyező és a CM rögzített időrései­ ben t ö r t é n i k . Az adat interfész multiplexeli a digitális periféria egységek felől érkező adatokat és t o v á b b í t j a a proto­ koll kezelők felé és fordítva.

407

A kapcsoló modul közös egységei u t á n t e k i n t s ü k á t a periféria egységeket. 3.4. Analóg vonali egység Az analóg vonali egységre csatlakoznak az összes analóg előfizetői vonalak, beleértve a pénzbedobós és P A B X vonalakat is. Az analóg vonali egység a BORSCHT funkciókat látja el (mikrofontáplálás, túlfeszültségvédelem, csengetés, felügyelet, kódolás és dekódolás, hibrid, teszt). Az analóg vonali egység 64 c s a t o r n a á r a m k ö r t tar­ talmaz, azaz 2 primer PCM csatornán csatlakozik a K M közös egységeihez. A vonali végződések és a csatorna á r a m k ö r ö k k ö z ö t t egy félvezetős kocentrátor helyezkedik el, mely 8:1, 6:1, i l l . 4:1 a r á n y ú kon­ centrációt valósíthat meg. Az előfizetők a koncent­ r á t o r o n keresztül bármelyik PCM csatornát elérhetik. Mivel a csengetés és a tesztelés magas szintű jelei nem vihetők á t közvetlenül a k o n c e n t r á t o r o n , így ezeket a jeleket nem a csatornaáramkörök, hanem a magas jelszintű kiszolgáló á r a m k ö r ö k adják. Az analóg vonali egység a 8:1 koncentráció mellett 512 vonalat fogadhat, s egy KM-ben ebből 8 darab telepíthető.

Az egység 16 különböző digitális interfészt tartal­ mazhat, mely a bejövő csatorna jeleit a belső PCM átvitel f o r m á t u m á r a alakítja. Az interfész ellenőrzi a kereteket, detektálja az alarmokat, k e r e t h i b á k a t és értesíti a modul processzort, ha h i b á t észlelt vagy adott hibaküszöböt túllépett . 3.8. Digitális

kiszolgáló

egységek

A digitális kiszolgáló egységek feladata a tájékoztató hangok generálása, dekódolása, a dekadikus impul­ zusok detektálása, a konferencia beszélgetések létre­ hozása és a hangfrekvenciás tesztelés. M i n t a közös egységeknél említettük, minden kap­ csoló modul tartalmaz egy helyi digitális kiszolgáló egységet, mely a hangok generálására és dekódolásá­ ra szolgál. Mivel a konferenciát és a hangfrekvenciás tesztelést forgalmi szempontokból szükségtelen az összes KM-ben elhelyezni, így ezek a globális digitális kiszolgáló egységben kaptak helyet. A konferencia á r a m k ö r ö k 3 résztvevősek, de ezek összekapcsolásával 7 résztvevős konferencia is k i ­ a l a k í t h a t ó . A tesztelő á r a m k ö r az összes szükséges sávon belüli hangfrekvenciás tesztelést és mérést el tudja végezni, hangkeltésre is képes a szint- és zaj­ mérések lebonyolításához.

3.5. Integrált szolgálatú vonali egység Az integrált szolgálatú vonali egység a digitális elő­ fizetői vonalak fogadására szolgál. Az egység a 2B + D és a B + D f o r m á t u m ú átvitelre k é s z ü l t fel, lehetővé t é v e a p á r h u z a m o s beszéd- és a d a t á t v i t e l t . A vonalkapcsolt 64 kb/s-os B csatorna beszédet vagy nagy sebességű adatokat, a 16 kb/s-os D csatorna jelzőüzeneteket vagy csomag típusú adatokat vihet á t . A D csatornák a vonali egységen keresztül fixen kapcsolódnak a csomagkapcsoló interfész egységhez, s négy csatorna közösen foglal egy 64 kb/s-os idő­ rést. A koncentráció a vonali végződések és az időrés­ á t h e l y e z ő k ö z ö t t digitálisan t ö r t é n i k , a r á n y a 8:1 és 2:1 k ö z ö t t v á l t o z h a t . Az egységhez kapcsolható primer PCM csatornák száma nincs rögzítve. Az integrált szolgálatú vonali egység maximum 512 előfizetőt t u d kiszolgálni. 3.6. Analóg trönk egység Az analóg t r ö n k egység 64 analóg hangfrekvenciás t r ö n k csatlakozását teszi lehetővé 2 primer PCM csatorna felhasználásával. A t r ö n k egység áramkörei k é t t í p u s b a s o r o l h a t ó k : t r ö n k á r a m k ö r ö k és közös á r a m k ö r ö k . Az előbbiek biztosítják a kódoló, de­ kódoló funkciókat, az egyenáramú jelzéseket és a teszt hozzáférési lehetőségeket. Az utóbbiak a m u l tiplexelési, tesztelési és a l a r m a d á s i feladatokat lát­ j á k el. 3.7. Digitális

vonali és trönk egység

A digitális vonali és t r ö n k egység a 2048 Mb/s-os ( 3 0 + 2 csatorna) PCM á t v i t e l s z á m á r a biztosít köz­ vetlen interfészt, de ide c s a t l a k o z t a t h a t ó k a 3 0 B + D f o r m á t u m ú , illetve a multiplexeit 2B + D f o r m á t u m ú digitális előfizetői csatornák is.

408

3.0. Analóg kiszolgáló

egység

Az analóg kiszolgáló egység az analóg vonalak és t r ö n k ö k közvetlen tesztelését teszi lehetővé. Az egy­ ség egy fémes teszt buszon kapcsolódik rá a vizsgá­ landó analóg periféria egységre. 3.10.

Szövegbemondó

A bemondott szöveg digitális ú t o n kerül tárolásra. A csatornák száma és az üzenet hossza megválaszt­ h a t ó . Az egység teljesen elektronikus és mágnes­ buborék m e m ó r i á t használ, így rendszeres karban­ t a r t á s t nem igényel. A kapcsoló modul felépítése a 3. á b r á n l á t h a t ó . 3.11. Kihelyezett kapcsoló

modul

Az 5ESS-PRX lehetővé teszi a kapcsoló modulok k i ­ helyezését is. A kihelyezett modulok hardver és szoftver felépítése nem t é r el a helyi KM-ekétől. A kihelyezett modul kétféleképpen csatlakozhat a központhoz. Az egyik esetben hagyományos PCM á t v i t e l t alkalmazhatunk, s ezeket egy helyi K M digi­ tális vonali és t r ö n k egységén végződtethetjük. A m á ­ sik esetben optikai kábelen közvetlenül a kommu­ nikációs modulra csatlakoztathatunk (4. ábra). A kihelyezett kapcsoló modul 8:1 a r á n y ú kon­ centrációval maximum 4096 előfizetőt t u d kiszol­ gálni. Ha ez nem elegendő, akkor négy kihelyezett K M egy csoporttá szervezhető, ebben az esetben a csoporton belüli hívások nem a kommunikációs mo­ dulon keresztül kapcsolódnak. 3.12. Kihelyezett vonali egység Kisebb vonalszámú, távoli települések előfizetőit tudja kiszolgálni a kihelyezett integrált szolgálatú Híradástechnika

XXXVI.

évfolyam

1985. 9. szám

periféria

analóg előfizetők

A kapcsoló modulok felől érkező optikai kábelek egyenként 256 időrés jeleit hordozzák a 32.768 Mb/s sebességű átviteli vonalon. Egy időrés a vezérlő információk s z á m á r a van fenntartva, a t ö b b i 255 időrés a digitalizált beszéd, i l l . adat átvitelére szolgál. Az időrések 16 bitet tartalmaznak, ebből 8 bit az á t ­ v i t t információ, a másik 8 b i t belső felhasználású, vezérlő és a d a t v é d e l m i jeleket tartalmaz. Mivel egy kapcsoló modul felől k é t d u p l i k á l t hálózati vezérlő link csatlakozik a k o m m u n i k á c i ó s modulhoz, így összesen 512 időrés kapcsolására van lehetőség irá­ nyonként.

egysegek

- + T A V E } |

digitális előfizetők

ISVE

\-

I

A E

analóg frankok digitális trönkök

CSKE

DVTE

-H

GDKEh

KMVE

- k ^ E i —]HDKE

32 csatornás standard interfész Jelmagyarázat: AVE = analóg vonali ISVE = integrált

egység

szolgálatú

vonali

ATE = analóg trönk egység DVTE = digitális vonali és trönk

egység egység

GDKE = globális digitális kiszolgáló AKE = analóg kiszolgáló egység SZB = szöveg bemondó

egység

IÁE = idórés-átheíyezo egység CSKE = csomag kapcsoló egység KMVE = kapcsoló modul vezérlő egység HDKE = helyi digitális kiszolgáló egység

Az egyfokozatú időmultiplex kapcsoló 30 K M - e t t u d kiszolgálni alapkiépítésben. A 32 x 32-es kap­ csoló fennmaradó k é t iránya biztosítja az üzenet­ kapcsoló és a tesztcsatlakozó megcímzését. Az alap­ kiépítés 30-as lépcsőkben b ő v í t h e t ő , ezzel maximális kiépítésben 190 kapcsoló modul c s a t l a k o z t a t h a t ó a rendszerhez. Az időmultiplex kapcsoló teljesen d u p l i k á l t egy­ ség, a KM-ek felől érkező hálózati vezérlő linkeket megosztottan fogadják. Az éppen a k t í v adminisztrá­ ciós processzor kezeli m i n d k é t kapcsolót, biztosítva a melegtartalék s z á m á r a az aktuális információkat. 4.2.

Üzenetkapcsoló

|H74-3|

3. ábra. A kapcsolómodul felépítése

ö

— I

KVE = kihelyezett

1

vonali

Q — I —

Az üzenetkapcsoló feladata a hívásfeldolgozással és az adminisztrációval kapcsolatos üzenetek t o v á b b í ­ tása a KM-ek, illetve a K M és az A M k ö z ö t t . Az üze­ netkapcsoló egy üzenetkapcsoló vezérlőt, ü z e n e t p r o ­ cesszorokat és üzenet interfészt tartalmaz. Megbíz­ hatósági okokból a teljes üzenetkapcsoló is dupli­ kált. Az üzenetkapcsoló a vezérlő üzenetek t o v á b b í t á s á ­ hoz a CCITT X . 25 protokoll 1. és 2. rétegét valósítja meg. Ez a protokoll tartalmazza a h i b a d e t e k t á l á s t , a pozitív ü z e n e t n y u g t á z á s t és átviteli hiba esetén az üzenet megismétlését is.

egység

KKM s kihelyezett kapcsoló modul

4.3. 4. ábra. A kihelyezett egységek kapcsolatai a központtal

vonali egység. Az egység digitális PCM csatorna se­ gítségével a k á r KM-re, a k á r kihelyezett KM-re csat­ lakozhat, s maximálisan 512 előfizető kiszolgálását teszi lehetővé. 4. Kommunikációs modul A kommunikációs modul tartalmazza az időmulti­ plex kapcsolót és az üzenetkapcsolót. Az időmultiplex kapcsoló a beszéd és adat információk vonalkapcso­ lását végzi az egyes kapcsoló modulok k ö z ö t t , míg az üzenetkapcsoló csomagkapcsolást, végez a kapcsoló modulok, illetve a kapcsoló modul és az a d m i n i s z t r á ­ ciós modul között. 4.1. Időmultiplex

kapcsoló

Az időmultiplex kapcsoló a hálózati vezérlő linkeken keresztül tartja a kapcsolatot a kapcsoló modulokkal. Híradástechnika

XXXVI.

évfolyam

1985. 9. szám

Szinkronizáció

Az 5ESS-PRX szinkronizációs rendszere a CCITT ajánlásoknak megfelelően biztosítja a k ö z p o n t fel­ használását helyi, tranzit, illetve nemzetközi köz­ p o n t k é n t . Pleziokron ü z e m m ó d b a n egy cézium­ sugaras a t o m ó r á r ó l kapja a szinkronjeleket 1 0 pontossággal. Szinkron ü z e m m ó d b a n a külső szink­ ronizáció a digitális linkeken keresztül biztosított. A hálózati órák duplikáltak, a második óra meleg­ t a r t a l é k k é n t üzemel. Szinkron ü z e m m ó d b a n az első óra igazodik a külső referenciához, a melegtartalék ennek a kimenetéhez igazodik. - 1 1

5. Adminisztrációs modul Az adminisztrációs modul a duplikált adminisztrá­ ciós processzorból, az I / O processzorból és a d u p l i k á l t diszk fájl vezérlőből áll. Az I / O processzorhoz csatla­ koznak a különböző terminálok, n y o m t a t ó k és a m á g ­ nesszalag egységek, a diszk fájl vezérlőhöz a diszk­ meghajtó egységek.

40»

5.1. Adminisztrációs

processzor

Az adminisztrációs processzor azokat a feladatokat látja el, melyek elvégzése centralizáltan célszerű, mint p l . az erőforrás allokáció és a globális üzem­ felügyelet. A hívásfeldolgozó funkciók közül első­ sorban az i r á n y v á l a s z t á s t és az időmultiplex kap­ csoló időrés-gazdálkodását vezérli a processzor. Az üzemfelügyeleti feladatok közül i t t helyezkednek el a h i b a d e t e k t á l á s , diagnosztika azon moduljai, melyek a rendszer egészére vonatkoznak, vagy a kapcsoló modul erre vonatkozó üzeneteit dolgozzák fel. Az adminisztrációs processzor teljesen duplikált, a melegtartalék i t t is az aktuális információkkal ren­ delkezik. 5.2. Input—output

A szoftver rendszer k i a l a k í t á s á b a n t ö b b t é n y e z ő j á t s z o t t közre. A központ g y á r t á s a , é l e t t a r t a m a alatt mind a technológia, mind a felhasználói igények v á l ­ toznak. Ezeket a változásokat a szoftver rendszernek is követnie kell, lehetőleg oly módon, hogy a rend­ szer egészét ez ne érintse. Alapvetően befolyásolta a szoftver s t r u k t ú r a kialakítását az a megbízhatósági követelmény is, hogy a specifikáció szerint a teljes központ kiesése 20 év alatt maximum egy óra lehet. Ez a feltétel mind a hardver, mind az adatbázis állan­ dó tesztelését teszi szükségessé. Ezzel e g y ü t t azt is biztosítani kellett, hogy forgalmi túlterhelések vagy egyes részegységek kiesése esetén is üzemképes ma­ radjon a k ö z p o n t . A fenti követelmények kielégítését a következő alapelvek teszik lehetővé az 5ESS-PRX szoftver rendszerében.

processzor

Az I / O processzort az adminisztrációs processzor vezérli, az u t a s í t á s o k n a k megfelelően vezérli az em­ ber—gép kapcsolat legfőbb egységét, a display egy­ séget, a n y o m t a t ó t , t o v á b b á a távoli terminálok és a k a r b a n t a r t ó centrum felé kapcsolódó adatlinkeket. 5.3. Diszk fájl vezérlő Az adminisztrációs processzor és a diszk memória közötti intelligens kapcsolatot a diszk fájl vezérlő biztosítja. Az adminisztrációs modul vázlatos felépítése az 5. á b r á n l á t h a t ó . 6. Az 5 E S S - P R X szoftver rendszere Az 5ESS-PRX teljes vezérlését a szoftver rendszer látja el, ez h a t á r o z z a meg döntően a k ö z p o n t lehet­ séges felhasználási k ö r é t , illetve a szolgáltatásokat, í g y é r t h e t ő , hogy a fejlesztés nagyobb részét a szoft­ ver tervezés, kódolás és tesztelés jelentette.

CM tele

DFV

:J AP

3B 20D

6.1.

A szoftver modularitás és a modulok közötti inter­ fészek pontos meghatározása lényeges mind a hard­ ver változások gyors követése, mind a szolgáltatások flexibilis alakítása szempontjából. Az 5ESS-PRX szoftver rendszere az egyes modulokat adott funk­ ciókhoz rendeli hozzá (pl. számjegy-bevételezés, jel­ zésanalízis stb.). A modul a t ö b b i modulok felé csak a m e g h a t á r o z o t t interfész-pontokon csatlakozik, a t ö b b i modulok számára ennek belső működése rejtve marad. Ez biztosítja, hogy szükség esetén a modulok cserélhetők anélkül, hogy a rendszer egészére ez ha­ tással lenne. A modulok különböző szintű feladatokat l á t n a k el. Az azonos szinten levő modulok a felettük elhelyez­ k e d ő modulok s z á m á r a „ l á t h a t a t l a n n á " teszik az al­ sóbb szintek részleteit, virtuális gépet alkotnak. A felsőbb szintek moduljainak tervezésekor így csak ennek a virtuális gépnek a tulajdonságait kell f i ­ gyelembe venni, ami a tervezés h a t é k o n y s á g á t se­ gíti. 6.2. Egységes, processzorfüggetlen

AP= adminisztrációs processzor I0P = input output processzor DFV = diszk fájl vezérlő H 7 A - 5

5. ábra. Az adminisztrációs modul felépítése

410

nyelv

Az 5ESS-PRX szoftver rendszere szinte kizárólag a Bell L a b o r a t ó r i u m b a n kifejlesztett, gépfüggetlen C nyelven k e r ü l t megírásra. Ezen a nyelven készül­ tek a fejlesztést t á m o g a t ó programrendszerek is. Az egységes nyelv h a s z n á l a t a biztosítja, hogy p l . az adminisztrációs modul 3B20D processzorára megírt programok közvetlenül f u t t a t h a t ó k legyenek a kap­ csoló modul vezérlőjén is. 6.3.

I 0 P

Modularitás

Megbízhatóság

A fentebb e m l í t e t t igen szigorú megbízhatósági fel­ t é t e l teljesítését az egységek duplikálása nagy m é r ­ t é k b e n segíti. A duplikáció viszont csak akkor hasz­ n á l h a t ó k i jól, ha a szoftver rendszer megbízhatóan m ű k ö d i k és időben észleli a keletkezett h i b á k a t . A megbízható m ű k ö d é s egyik garanciája az alapos tesztelés, melyre éppen a modularitás ad jó lehetősé­ get. Az üzem alatt bekövetkező hardver h i b á k a t és a d a t b á z i s a n o m á l i á k a t mindenre kiterjedő, jól szer­ vezett k a r b a n t a r t ó rendszerrel kell felfedni és elHíradástechnika

XXXVI.

évfolyam

1985. 9. szám

hárítani. Emellett a gyors k a r b a n t a r t ó i b e a v a t k o z á s érdekében nagy jelentősége van a hibakijelzéseknek és a hibát behatároló diagnosztikai programoknak is. 7. Az 5 E S S - P R X működtető szoftver rendszere 7.1. Az operációs rendszer M i n t a hardver modulok ismertetésénél l á t t u k , az 5ESS — P R X elosztott vezérlési s t r u k t ú r á t használ, melyben a processzorok különböző t í p u s ú a k . Ennek megfelelően a szoftver rendszer legalsó szintjén k é t különböző általános célú operációs rendszer talál­ h a t ó . Az adminisztrációs modul 3B20D processzorán a U N I X - R T R (Real Time Reliable) operációs rend­ szer fut (régebbi nevén D M E R T ) . Ennek fő feladatai a következők: — — — —

a d u p l i k á l t processzor és a memória kezelése; I / O és fájl kezelés; a d a t á t v i t e l i vonalak kezelése; ember—gép kapcsolat megteremtése.

A kapcsoló modulok hasonló operációs rendszert használnak, s z ű k í t e t t lehetőségekkel. A k é t operációs rendszer által k i a l a k í t o t t virtuális gépen fut az A M , i l l . K M modulban az OSDS (Operating System for Distributed Switching) operációs rendszer. Ez az elosztott rendszer teljesen egységes interfészt alkot m i n d k é t processzortípuson a fel­ ügyelete alatt futó programok s z á m á r a . Más szóval, az így k i a l a k í t o t t virtuális gép m á r nem tartalmaz eltérést a k é t processzortípuson. Az OSDS fő fel­ adatai a k ö v e t k e z ő k : — folyamatkezelési feladatok (pl. ütemezés, erő­ forrás kiosztás stb.); — folyamatok k ö z ö t t i k o m m u n i k á c i ó biztosítása (pl. üzenetkezelés); — a globális adatbázishoz való hozzáférés bizto­ sítása. Az OSDS felügyelete alatt futnak a hívásfeldolgo­ zással, felügyelettel, adminisztrációval kapcsolatos feladatok. Az elvégzendő teendők real-time jellegéből kifolyó­ lag nagy számú, független feladatot kell egyidőben kezelnie a rendszernek. Ezeket az 5ESS-PRX terminológia folyamatoknak nevezi. A folyamatok üzenetek segítségével k o m m u n i k á l n a k . K é t a l a p v e t ő folyamatot k ü l ö n b ö z t e t h e t ü n k meg: a végponti folya­ matot és a rendszerfolyamatot. A végponti folyamatok hívásonként keletkeznek és pl. egy előfizetői vagy t r ö n k végpontot vezérelnek a hívás folyamata alatt. A végponti folyamatok így viszonylag rövid é l e t t a r t a m ú a k . A végponti folya­ mat nem feltétlenül előfizetői v é g p o n t t a l kapcso­ latos, rövid idejű teszteket is ide sorolhatunk. Az összes végponti folyamatot a rendszerfolya­ matok hívják életre. A rendszerfolyamatokat az OSDS indítja el inicializáláskor, attól kezdve állan­ d ó a n futnak. Rendszerfolyamat p l . a letapogatás, adatbázis kezelés vagy a h i b a d e t e k t á l á s . A folyamatokat az operációs rendszer felügyeli. Az alaphívások a fentieknek megfelelően k é t vég­ ponti folyamatból á l l n a k : a kezdeményező és a vég­ ződő folyamatból. Híradástechnika

XXXVI.

évfolyam 1985. 9. szám

7.2. A hiv ás feldolgozás A hívásfeldolgozó folyamatok vezérlik a különböző típusú hívások felépítését, felügyeletét, b o n t á s á t , valamint elvégzik a hívással kapcsolatos admi­ nisztrációt. A z 5ESS-PRX hívásfeldolgozó rend­ szerének legfelső szintje a szolgáltatás vezérlő alrend­ szer. Ez alatt t a l á l h a t ó az útkijelölő és végpont­ vezérlő, a periféria vezérlő és az adminisztrációs alrendszer. 7.2.1. Szolgáltatás vezérlő alrendszer A szolgáltatás vezérlő alrendszer végzi az egyes hívások magas szintű vezérlését. A különböző ese­ m é n y e k h a t á s á r a érkező jelzéseket a hívás fázisá­ nak megfelelően dolgozza fel. A szükséges t e v é k e n y ­ ségek elvégzését meghatározó információkat az alatta futó alrendszerek felé t o v á b b í t j a . A szolgáltatás vezérlés t ú l n y o m ó része a kapcsoló modulokban helyezkedik el, az adminisztrációs mo­ dulban csak kis százaléka t a l á l h a t ó . 7.2.2. Ütkijelölő és végpont vezérlő alrendszer Ez az alrendszer kezeli a végponti á r a m k ö r ö k álla­ p o t á t és végzi el vezérlésüket. Híváskezdeményezés­ kor ennek az alrendszernek a h a t á s á r a kelnek életre a végponti folyamatok, az információkat pedig a szol­ gáltatás vezérlő alrendszer felé t o v á b b í t j a . Az innen visszakapott információk alapján az alrendszer A M ben elhelyezkedő része elvégzi az útkijelölési felada­ tokat, illetve ha szükséges, a megfelelő t r ö n k i r á n y o k meghatározását. 7.2.3. Periféria vezérlő alrendszer A periféria vezérlő alrendszer m ű k ö d t e t i az összes kapcolástechnikai perifériát. Ez a modul az üzem­ szerű m ű k ö d t e t é s e n kívül lehetőséget biztosít az összes teszteléssel kapcsolatos m ű k ö d t e t é s elvég­ zésére is. 7.2.4. Adminisztrációs alrendszer Az alrendszer elsődleges feladata az üzemeltetés s z á m á r a szükséges adatok gyűjtése, feldolgozása. Ide tartozik p l . a számlázás, forgalommérés, hálózat­ irányítás és a felsőbb k a r b a n t a r t ó centrum felé tör­ ténő a d a t t o v á b b í t á s . Az alrendszer részei mind a kapcsoló modulban, mind az adminisztrációs modul­ ban m e g t a l á l h a t ó k . Az időigényes feldolgozás az AM-ben t ö r t é n i k . 7.3. Adatbázis

kezelés

Az adatbázis kezelése a szoftver rendszer egyik leg­ lényegesebb része, ezért ezt k ü l ö n alrendszer végzi. Az adatok k é t irányból érhetők el: egyrészt a hívás­ feldolgozó rendszer felől, másrészt az adminisztrációs alrendszer felől b e a v a t k o z á s , módosítás esetén. A kétféle hozzáférés alapvetően különbözik egymás­ tól, mivel a hívásfeldolgozás a gyors hozzáférést, az adminisztrációs alrendszer a flexibilitást és a hibás

411

i 5ESS-PRX I I AM AM laboratóriumi

CM

CM

illesztő

támogató

eszközök

processzor

KM

KM forgalom generalc

IH74-7I laboratóriumi támogató rendszer

7. ábra. A laboratóriumi támogató rendszer

7.4.4. Állapotfigyelő alrendszer 6. ábra. A számítógépes fejlesztőrendszer egy eleme

adatok bevitele elleni védelmet követeli meg. Az 5ESS-PRX adatbázis kezelő alrendszere a relációs a d a t b á z i s segítségével m i n d k é t k ö v e t e l m é n y t jól k i tudja elégíteni. A hívásfeldolgozás az a d a t b á z i s t t á b l á z a t o k segítségével közvetlenül el tudja érni, míg a módosításoknál, beavatkozásoknál a rendszer t ö b b szempontból teszteli a bevitt adatok helyességét és az új adatbázis ellentmondás-mentességét. Az a d a t m ó d o s í t á s i n t e r a k t í v módon, magas szintű t á m o ­ gató rendszer segítségével t ö r t é n i k . 7.4. Karbantartó

rendszer

Az 5ESS-PRX k a r b a n t a r t ó rendszere végzi a pro­ cesszorok kezdeti betöltését, gondoskodik a folya­ matos üzem f e n n t a r t á s á r ó l túlterhelés, hardver vagy szoftver hiba esetén és biztosítja az ember—gép kap­ csolatot a különböző tesztek elvégzéséhez. 7.4.1. Kapcsolási k a r b a n t a r t ó alrendszer Ez az alrendszer látja el a felügyeletet az A M és a K M processzorai, az üzenetkapcsoló és az időmulti­ plex kapcsoló felett. Az alrendszer állandóan tesz­ teli az egységeket, felismeri a meghibásodást, elvég­ zi a hibás egység izolálását és az átkapcsolást a tar­ t a l é k r a . Egyben értesíti a diagnosztikai alrendszert az észlelt hibáról. 7.4.2. V é g p o n t i k a r b a n t a r t ó alrendszer A végponti k a r b a n t a r t ó alrendszer az egyes vonalak, t r ö n k ö k , szervizáramkörök felügyeletét látja el fo­ lyamatos státusfigyelés és teszthívások segítségével. 7.4.3. Diagnosztikai alrendszer Hiba észlelése esetén a diagnosztikai alrendszer kapja meg az információt, s az egyes á r a m k ö r i egységek szisztematikus vizsgálatával hajtárolja be a hiba helyét. A z e r e d m é n y e k e t a k a r b a n t a r t ó centrum felé továbbítja.

412

Az állapotfigyelő alrendszer a szoftver megbízható működését segíti elő. Periodikusan ellenőrzi a külön­ böző pointerek, indexek értékét, a rendszer terhelését, a perifériák és az á l l a p o t u k a t leíró adatok egyezését. Hiba észlelése esetén részleges inicializálást hajt végre az a d a t b á z i s megfelelő részein. 7.4.6. E m b e r — g é p kapcsolat Az 5ESS-PRX k ö z p o n t és az üzemeltető személy­ zet k ö z ö t t i kommunikáció az ember—gép kapcsola­ t o t biztosító alrendszeren keresztül történik. Az al­ rendszer a CCITT M M L (Man Machine Language) ajánlásainak megfelelően k e r ü l t kialakításra.

8. A szoftver fejlesztést támogató eszközök A rövid ismertetőből is k i t ű n i k , hogy az 5ESS-PRX szoftver rendszere sok — egymással e g y ü t t m ű k ö d ő — modulból épül fel, melyek kifejlesztésében, tesztelé­ sében igen sok fejlesztőmérnök vett részt. Ilyen m é ­ retű feladatot csak megfelelő kapacitású fejlesztő­ rendszer és h a t é k o n y tesztelési környezet segítségé­ vel lehet a k í v á n t színvonalon elvégezni. Mivel a fejlesztés t ö b b , egymástól t á v o l levő laboratórium­ ban folyt p á r h u z a m o s a n , így a fejlesztő és tesztelő rendszer számítógép-hálózatot, alkot. A hálózat egy eleme a 6. á b r á n l á t h a t ó . A hálózat összes számítógépén a U N I X operációs rendszer biztosítja a fejlesztési környezetet. Mivel ez az operációs rendszer hasonló interfészt biztosít, mint az 5ESS-PRX U N I X - R T R rendszere, így a tesztelési feladatok nehézség nélkül megoldhatók. M i n t e m l í t e t t ü k , a fejlesztést t á m o g a t ó programok ugyanazon a C nyelven készültek, mint a központ m ű k ö d t e t ő szoftvere, ez t o v á b b egyszerűsíti a fej­ lesztési m u n k á k a t . A t á m o g a t ó eszközök alapvetően négy feladat k ö r é csoportosíthatók: — programfejlesztés; — adminisztráció; Híradástechnika

XXXVI.

évfolyam

1985. 9. szám

— szimulációs teszt; — valós k ö r n y e z e t ű teszt. Az első k é t feladatot a programozást t á m o g a t ó rendszer segíti. I t t t ö r t é n i k az editálás, a fordítás, a teszt generálás, a dokumentációk szerkesztése stb. Az adminisztráció egyik fontos része a Módosítás ke­ zelő rendszer, mely n y i l v á n t a r t j a és ellenőrzi az öszszes kibocsátott és fejlesztés alatt levő 5ESS-PRX szoftver modult és annak dokumentációját. Az admi­ nisztráció másik része a módosítási kérelmeket, igé­ nyeket tartja nyilván. A harmadik feladatkör végrehajtását a szimulációs rendszer teszi lehetővé. A tesztelendő szoftver modu­ lok ebben a rendszerben szimulált modul-interfészek környezetében f u t t a t h a t ó k . A kifejlesztett szimulá­ ciós programok segítségével jól lehet modellezni vé­ letlenszerű vagy előre megadott szituációkat, hard­ ver h i b á k a t és egyéb helyzeteket. A valós k ö r n y e z e t ű tesztelés a laboratóriumi t á m o ­ gató rendszer segítségével t ö r t é n i k . Ez egy m i n i számítógépből és egy 5ESS-PRX központból áll (7. ábra). A k ö z p o n t h o z p r o g r a m o z h a t ó forgalom generáló egység kapcsolódik, így a modulok valós forgalmi helyzetekben is vizsgálhatók.

IRODALOM [1] Andrews, F. T. — Smith, Wm. Bridges: "No. 5 ESS-Overview" ISS' 81. Montreal. [2] Bauman, S. M.—Carline, R. J. — Nowak, J. S.— Oehring, R.: "No. 5 ESS Software Design" ISS' 81 Montreal. [3] Davis, H. J.—Janik, J. — Royer, R. D.— Yokelson, B. J.: "No. 5 ESS System Architecture" ISS' 81. Montreal. [4] Bosco, H. L.-Eisenhart, R. K. — Saal, F. A.— Scheerer, W. G.: "No. 5 ESS Hardware Design" ISS' 81. Montreal. [5] Ritchie, D. M. — Thompson, K. et al.: " U N I X time-sharing system" Bell System Technical Journal vol. 57. 1978. július —augusztus, 2. rész. [6] Ritchie, D. M.-Kernigham, B. W.: "The C programming language" Prentice-Hal, 1978. [7] Beuscher, H. J.: "No. 5 ESS Maintenance Soft­ ware" I E E E Transaction on Communications vol. 30. 1982. június. [8] Goebertus, H. J.: "5 ESS-PRX architecture" Philips Telecommunication Review vol. 42. 1984. szeptember. [9] Lemstra, W.: "Network planning w i t h 5ESSP R X " Philips Telecommunication Review vol. 42. 1984. szept. [10] Bourgonjon, R. H.: "5ESS-PRX Software" Philips Telecommunication Review vol. 42. 1984. szept.