Лекція 3
Координаційний процесор та контролер пакетів (PCU)
станції EWSD
План заняття
Структура та функції координаційного процесора.
Призначення контролера пакетів.
Загальні відомості
Система EWSD складається з цілого ряду підсистем, які в значній мірі є автономними. Кожна з цих підсистем має свої власні мікропроцесорні пристрої, що управляють, наприклад, пристрій цифрового абонентського блоку DLUC і управляючі групові процесори GP, в лінійній периферії. Координація розподілених мікропроцесорних пристроїв, що управляють, і передачі даних між ними здійснюється координаційним процесором СР.
СР виконує наступні координаційні функції:
1. Обробка викликів: переклад цифр, управління маршрутизацією, зонування, вибір шляху в КП, облік вартості телефонної розмови, адміністративне управління даними про трафік, управління мережею.
2. Експлуатація і техобслуговування.
3. Забезпечення надійності: самоспостереження, виявлення і аналіз помилок.
Для комутаційних станцій всіх ємностей передбачений певний тип СР113, який є мультипроцесором з можливістю поступового розширення і відповідає всім вимогам по забезпеченню надійності і продуктивності. До СР також відноситься системна панель SYP, за допомогою якої здійснюється акустична і візуальна індикація аварійних сигналів і повідомлень-рекомендацій, що надходять від внутрішньосистемних і зовнішньосистемних блоків нагляду.
Координаційний процесор 113Е (СР113Е)
Координаційний процесор 113E (CP113E) разом з максимум двома базовими процесорами (BAP) і десятьма додатковими процесорами обробки викликів (CAP) формують ядро комбінованої комутаційної системи IP-TDM.
Рисунок 1. Позиція СР113 в EWSD
Переваги
- Підвищена продуктивність (в порівнянні з CP113C/CR):
процесори обробки викликів (CAP) = підвищення продуктивності в 5 разів
базові процесори (BAP) = підвищення продуктивності в 3,5 разу
процесор АТМ-мосту (AMP) = підвищення продуктивності в 1,5 разу
контролер введення-виводу (IOC) = підвищення продуктивності в 2 рази
- Пропускна спроможність по трафіку - більше 16 мільйонів спроб викликів під час найбільшого навантаження (BHCA)
- Може бути адаптований до мережевих вузлів будь-якого розміру
- Зменшені габарити
-Нижча споживана потужність
Функції
CP113E відповідає за наступні функціональні комплекси в комбінованій комутаційній системі IP-TDM:
• Функції обробки викликів
• Функції забезпечення надійності
• Функції експлуатації і технічного обслуговування
Функції обробки викликів
CP113E виконує наступні основні функції обробки викликів:
- трансляція цифр
- маршрутизація
- зонування
- вибір тракту через комутаційне поле (SN)
- облік вартості викликів
- управління інформацією про трафік
- управління мережею
При встановленні з'єднання адресна інформація передається з лінійної групи (LTG) в CP113E. CP113E виконує трансляцію адрес в цій інформації. Результатом трансляції адрес є інформація про необхідного адресата. Потім, у разі зовнішнього з'єднання, процесор CP113E з використанням функції маршрутизації виконує пошук вільної з’єднувальної лінії до адресата.
З використанням функції зонування CP113E ідентифікує зону, в якій розташований адресат. У LTG результат зонування використовується для визначення дійсного тарифу для обліку вартості.
Викликаючі та викликаємі абоненти з'єднання, зв'язуються між собою через комутаційне поле (SN). CP визначає тракт через комутаційне поле за допомогою функції вибору тракту. Для цієї мети статус «вільно/зайнято» комутаційного поля (SN) зберігається в базі даних CP. CP посилає команду, що містить дані тракту, в контролер комутаційної групи через процесор введення-виводу для буфера повідомлень (IOP:MB).
Функції обліку вартості викликів розділені між LTG і CP113E. Протягом виклику LTGP додає тарифні імпульси. Після закінчення обробки виклику або, у разі тривалих викликів, через заздалегідь певні інтервали часу тарифні імпульси, підраховані LTGP, передаються в CP113E. CP113E зберігає кількість тарифних імпульсів в пам'яті вартості викликів, призначеної викликаючому абонентові. По запиту оператора CP113E надає дані про облік вартості для їх подальшої обробки.
Управління інформацією про трафік включає вимірювання трафіку, поточний контроль трафіку, спостереження за абонентськими лініями і вимірювання структури трафіку. Інформація про трафік має велике значення для компанії-оператора з погляду розрахунку трафіку і виконання дій з його прогнозування. У CP113E міститься декілька програм управління інформацією про трафік. Ці програми здійснюють збір і обробку інформації про трафік зі всіх частин комбінованої комутаційної системи IP-TDM і груп з’єднувальних ліній.
Завданням функції управління трафіком є захист мережі і медіа-шлюзів від перевантаження і, у разі виникнення ситуації перевантаження, виконання відповідних дій (обмеження трафіку) із запобігання відмові мережі. Крім того, функції управління мережею надають засоби, за допомогою яких забезпечується гнучкий розподіл трафіку по доступних маршрутах і групах з’єднувальних ліній відповідно до індивідуальних критеріїв.
Структура
До складу апаратних засобів CP113E входять наступні функціональні блоки (рисунок 2):
• Базовий процесор (BAP)
• Процесор обработки викликів (CAP)
• Контролер введення-виводу (IOC)
• Процесор АТМ-мосту (AMP)
• Загальна пам'ять (CMY)
• Процесор введення/виводу (IOP)
Рисунок 2. Структура СР 113 Е
Базовий процесор (BAP), процесор обробки викликів (CAP), контролери введення-виводу (IOC) і процесор АТМ-мосту (AMP) реалізовані на базі одних і тих же апаратних засобів
Процесори підключаються до загальної пам'яті (CMY) з використанням послідовних високошвидкісних ліній зв'язку 2 x 600 Мбіт/с.
Наступні функціональні блоки процесора CP113E мають резервні блоки.
Базовий процесор (BAP). До складу базового процесора (BAP) входить дубльований базовий процесор (BP). Один з двох базових процесорів (BAP) виконує функції «провідного» процесора (BAPM), а інший –«резервного» (BAPS). BAPM обробляє завдання експлуатації і технічного обслуговування, а також деякі завдання обробки викликів. BAPS виконує тільки завдання обробки викликів. Два процесори BAP функціонують в режимі розділення завдань і навантаження. При відмові BAPM його функції починає виконувати BAPS.
Процесор обробки викликів (CAP) виконує тільки завдання обробки викликів. Він функціонує в режимі розділення навантаження. Разом з BAPS і BAPM процесори CAP утворюють об'єднаний резерв. В результаті, навіть у разі відмови одного процесора (BAP або CAP), CP113E може продовжувати в повному об'ємі обробляти номінальне навантаження (резервування типу n+1).
Контролер введення-виводу (IOC). У контролерах введення-виводу (IOC) міститься програмне забезпечення для зв'язку з процесами обробки викликів, експлуатації і технічного обслуговування, а також з периферійними пристроями передачі даних.
Контролери IOC дубльовані. При збої одного IOC інший IOC починає виконувати завдання свого блоку-партнера.
Контролери IOC утворюють інтерфейс між високошвидкісними послідовними каналами 2x600 Мбіт/с (HSSL) і процесорами введення-виводу (IOP).
Процесором АТМ-мосту (AMP) є інтерфейс між SSNC і CP113E. У AMP міститься програмне забезпечення для зв'язку з SSNC. Він здійснює перетворення потоків даних, що пакетуються, з режиму АТМ в комунікаційний режим CP113E і навпаки. Компоненти в контролері AMP дубльовані.
Процесори AMP в CP113E завжди використовуються парами. Пара AMP функціонує в режимі "активный-резервный", тобто обидва процесори AMP одночасно отримують однакові повідомлення. Проте посилає повідомлення тільки активний AMP.
Загальна пам'ять (CMY) є центральною системою пам'яті для підключених процесорів BAP, процесорів CAP, контролерів IOC і процесорів AMP.
У CMY міститься, серед іншого, загальна база даних для всіх процесорів, списки введення-виводу, використовувані процесорами введення-виводу для буфера повідомлень (IOP:MB), і області зв'язки, які використовуються процесорами введення-виводу (IOP), пов'язаними з периферійними пристроями OA&M.
Блок CMY дубльований. Доступ до обох блоків CMY (CMY0 і CMY1) може здійснюватися всіма процесорами і контролерами IOC, а також процесорами IOP. У нормальному режимі роботи ці два блоки CMY виконують всі цикли читання і запису синхронно. Проте блоки CMY можуть експлуатуватися і роздільно (режим розділення).
Процесор введення/виводу (IOP) управляє процесом обміну даними між функцією обробки встановлених з'єднань і підключеними периферійними пристроями експлуатації, адміністрування і технічного обслуговування в мережевому вузлі. Для зв'язку CP113E з іншими підсистемами і функціональними блоками мережевого вузла, зовнішніми блоками масової пам'яті, системою Net Manager і центром обробки даних (по каналах передачі даних) застосовуються різні типи процесорів введення-виводу (IOP).
Процесори IOP підключаються до IOC через систему шин для контролера введення-виводу (BIOC). До кожного IOC може бути підключене до 16 процесорів IOP. У CP113E використовуються IOP наступних типів:
• Процесор введення-виводу для буфера повідомлень (IOP:MB)
IOP:MB утворює інтерфейс між CP113E і іншими підсистемами і функціональними блоками в мережевому вузлі. З міркувань захисту всі підсистеми і функціональні блоки обслуговуються двома процесорами IOP:MB. При відмові одного з двох процесорів IOP:MB передача всіх даних здійснюється іншим процесором.
• Процесор введення-виводу, уніфікований для пристроїв OA&M (IOP:UNI)
IOP:UNI дозволяє підключати наступні пристрої і лінії:
- накопичувач на магнітному диску (MDD);
- накопичувач на магнітооптичному диску (MOD) і (додатково)
- один канал системи управління і два канали передачі даних або
- три канали передачі даних.
• Процесор введення-виводу для пристроїв послідовної передачі даних, BX.25/X.25-протокол (IOP:SCDP).
• Процесор введення-виводу для таймирования і аварійної сигналізації (IOP:TA)
• Процесор введення-виводу для центру аутентифікації (IOP:AUC)
IOP:AUC застосовується тільки в тих випадках, коли CP113E використовується в центрі аутентифікації мережі мобільного зв'язку.
Периферійне устаткування системи експлуатації, адміністрування і технічного обслуговування. Дублюючі периферійні блоки OA&M завжди підключаються до двох різних контролерів IOC. При відмові одного IOC або пов'язаного з ним процесора введення-виводу (IOP) їх входи і виходи в/із дублюючого блоку OA&M, перемикаються на іншій IOC в даній парі. Системи шин до периферійного устаткування обробки викликів крос-з’єднання після процесора введення-виводу для буфера повідомлень (IOP:MB).
Інтерфейси. CP113E з'єднується через процесори введення-виводу (IOP) з буфером повідомлень D (MBD) і з устаткуванням OA&M мережевого вузла. Існує прямий інтерфейс з мережевим контролером системи сигналізації (SSNC) через процесор АТМ-мосту (AMP). У цьому інтерфейсі використовується режим асинхронної передачі (АТМ). АТМ-інтерфейс з SSNC зменшує навантаження на CP при розподілі повідомлень в мережевому вузлі.
Операційна готовність. Широкий спектр мір захисту в апаратних і програмних засобах гарантує дуже високий ступінь операційної готовності процесора CP113E. Середній час між двома повними відмовами (MTBF) складає більше 500 років.
Повною відмовою вважається:
- відмова обох процесорів BAP, або
- відмова обох блоків CMY, або
- відмова всіх пар IOC.
Одночасна відмова двох або декількох процесорів, що виконують завдання обробки викликів, лише зменшує пропускну спроможність по обслуговуванню викликів і, залежно від поточної величини навантаження, приводить до активізації системи управління усуненням перевантаження.
Ступені ємності. У базовій конфігурації до складу CP113E входять тільки два базові процесори (BAP) і два контролери введення-виводу (IOC). До кожного контролера IOC може бути підключене максимум шістнадцять процесорів введення-виводу (IOP). Для розширення може бути додане ще два контролери введення-виводу (IOC) з додатковим IOP. У максимальній конфігурації CP113E містить 16 процесорів: два процесори BAP, чотири контролери IOC і 10 процесорів обробки викликів (CAP). Залежно від конфігурації системи як альтернатива процесорам CAP може також використовуватися до чотирьох процесорів АТМ-мосту (AMP).
У майбутніх конфігураціях буде реалізована можливість додавання в CP113E восьми додаткових процесорів CAP; таким чином, загальна кількість процесорів складатиме 24. З восьми додаткових процесорів також можна використовувати чотири процесори AMP замість процесорів CAP.
Центральний тактовий генератор, тип E (CCGE)
Центральний тактовий генератор, тип E (CCGE), забезпечує для SURPASS hiE 9200 генерацію високоточного стабільного тактового сигналу, необхідного для передачі інформації в межах комутаційного поля D (SND), а також для передачі інформації в процесор MCP.
Буфер повідомлень D (MBD)
Буфер повідомлень D (MBD) управляє обміном повідомленнями між наступними підсистемами:
- CP113E і платформою управління середовищем передачі (MCP)
- CP113E і SND
- MBD і MCP
Платформа управління середовищем передачі (MCP)
Масштабований масив процесорів, званий платформою управління середовищем передачі (MCP), забезпечує обробку викликів і послуг і взаємодію на рівні сигналізації для управління медіа-шлюзами по протоколу MGCP або H.248/MEGACO, зв'язком між системами Softswitch по протоколах BICC*, SIP-NNI або SIP-T, а також IP-абонентами, з'єднання між якими здійснюється по протоколах H.323 і MGCP (SW-клієнти H.323, IP-телефони H.323, Н.323-шлюзи, MGCP CPG / IAD). Він підтримує обробку всього діапазону протоколів сигналізації, передбачених для мовного трафіку, таких як протоколи, використовувані в підсистемі ISDN-користувачів (ISUP), прикладній підсистемі можливостей транзакцій (TCAP), прикладній підсистемі IN (INAP), універсальному інтерфейсі управління викликами.